【论文链接】
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129009
【作者单位】
浙江大学等
【论文摘要】
对于钨（W）矿物在自然环境中的风化和迁移理解仍然有限，因为钨作为一种过渡元素具有广泛的氧化态，这使得它可以形成多种复杂的化学化合物。本研究调查了澳大利亚昆士兰州北部废弃的钨矿营地矿山的钨矿废渣，以填补这一空白。矿物学分析显示，钨尾矿主要由硅酸盐组成，包括石英、伊利石/云母、斜长石和钾长石，且三氧化钨含量较低。静态酸性矿山排水（AMD）测试表明，大多数尾矿不会产生酸性，而地下水样本则表现出酸化，pH值范围为3.8至5.2。使用重力分离和生物浸出的再处理试验显示出有希望的结果，表明这两种技术可以有效回收资源并净化采矿废渣。重力分离再处理试验成功地从尾矿中回收了48.4%的钨，所得钨精矿达到了21.6%的三氧化钨品位。另一方面，生物浸出再处理使钨从尾矿中富集了44倍，在AMD沉积物中达到2.2%的钨含量。基于同步辐射的XFM/μ-XANES成像分析揭示了再处理后的钨精矿中黑钨矿显著风化。本研究提出了一种综合方法，结合环境修复和资源回收技术，重新利用废弃的钨矿废渣。被动处理似乎是修复废弃钨矿场的一种经济选择。这些发现为可持续的钨矿废渣管理和废弃钨矿营地矿山场地的恢复提供了宝贵的见解。
【实验方法】
站点描述和采样：
废弃的沃尔弗拉姆营矿场位于澳大利亚昆士兰州北部（144°58'E 17°05'S）。该地区的气候属于亚热带，冬季有明显的旱季。该地区年平均降雨量为750至1000毫米，月平均气温范围从10℃到35℃。该矿场包括一个露天矿坑、尾矿库、矿井水坝、地表水管理设施和加工车间。矿井水坝位于尾矿库下游，曾用于提供补充用水。目前它接收来自尾矿库的渗漏水。
钨矿营地的矿石主要由玻璃状至白色的石英组成，其间夹杂着含有粗粒黑钨矿、辉钼矿（MoS2）和硫化铋（Bi2S3）的矿脉。特别是，黑钨矿多为富含铁的品种，即铁钨矿（FeWO4）。钨矿营地的开采始于1894年，主要提取钨（W）和钼（Mo）。主要生产时期分为四个阶段：1908年至1920年、1967年至1972年、1978年至1982年以及2014年至2015年。每个阶段都见证了采矿技术和技术的重大进步。2018年，昆士兰州政府宣布其为废弃矿山。在其1894年至2017年的运营期间，该矿共生产了至少10,000吨的黑钨矿、辉钼矿、铋和混合精矿。最近一次在该地进行的矿物加工主要基于重力分离。经过螺旋分级后，剩余的尾矿通过旋流器泵送，然后通过脱水筛。粗尾矿随后被运至堆场，最终沉积使用自卸卡车完成。较细的湿尾矿材料则通过管道泵送至尾矿坝的下部。X射线分选的废料被送往废物处理区，主要是在尾矿库（TSF）。此外，在现场调查中，发现废弃矿区存在严重的酸性矿山排水污染，如图1所示。这种污染被认为对人类健康、水生生物、陆地植物生长和湿地生态系统有显著的危害影响。
采样点如图2所示。所有剖面尾矿和岩石样品均用双拉链塑料袋装好，存放在塑料容器中，并准备送往实验室。每个尾矿和岩石样品大约300克，在40℃的烘箱中进行了为期5天的干燥处理。干燥后，样品被均匀化并四分法处理，直至达到整个样品的预定代表性数量。水样储存在用酸清洗过的聚乙烯瓶中，并用硝酸（HNO3）调节pH值至小于2，然后放在带有冰袋的冷却器中保存。分析前，水样存放在冷室中，保持温度为4℃。
细粒重力分选再加工：
超精细分选机是一种高度灵敏的实验室规模重力分选设备，能够对小样品进行精确的淘洗，并有效分离细至15微米的物料。在本研究中，被认为适合用于细粒重力分选再处理试验。测试在澳大利亚塔斯马尼亚的ALS伯尼商业实验室进行。在分离测试之前，W尾矿样本进行了106微米网孔的筛分过程。只有小于106微米的部分随后用于超盘离心机的重力分离。这项综合测试产生了明显的样本分级，包括W精矿、中矿1、中矿2和残余细尾矿。
【图文摘取】
