典型矿山尾矿化学元素研究 ——以河北某尾矿库

目前我国尾矿堆存量和排放量大的问题已经引起了社会各界的广泛关注，尾矿的综合利用具有工业生产及建筑行业利用价值，研究尾矿中的化学元素成分，对它的综合利用及生态环保起到极其重要的作用。该篇介绍了扫描电镜技术的基本原理及应用范围，利用EDS（能谱仪）对铁尾矿化学元素成分进行了分析试验，并对其中主要化学元素成分对尾矿回收再利用的价值进行了简单分析。 目前我国矿产资源形势严峻，地表及浅部的矿产资源经过了长期的探寻和开发，大部分已被利用，矿产储量日益减少，又因其具有较大的牵涉面积及发展潜力，尾矿资源的综合利用问题备受各方专家及企业关注。有相关专家表示，尾矿资源的综合利用将是未来矿产综合利用大范围使用最具发展潜力的领域，尾矿将成为人们争先利用的新资源。目前尾矿的综合利用主要是尾矿再选、生产建筑材料、用于制作肥料、充填矿山采空区和尾矿复垦等途径。利用电镜扫描研究尾矿的化学元素成分为尾矿的综合利用提供了便利条件。 电镜扫描的基本原理及应用 电镜扫描的原理是通过高真空的镜筒，由电子枪产生的电子束在样品表面逐点进行扫描轰击，产生一系列电子信息，并由探测器将各种电子信号接收后经电子放大器放大，再输入由显像管栅极控制的显像管。 聚焦电子束对所采集的样品表面进行扫描时，因为样品不同部位表面的物理性质、化学性质、表面电位、其中所含元素的成分和表面凹凸的不同，会导致聚焦电子束激发出的电子信息有所差异，使得显像管的电子束强度也随之发生变化，最终会在显像管荧光屏上获得图像，扫描后得到的图像与样品表面结构是相一致的。电镜扫描具有样品制备过程简单，景深大、图象富有立体感，图象放大范围广、分辨率高及电子束对样品的损伤与污染程度较小等优点，因此其在材料学、生物学、微电子工业等领域有广泛的应用并发挥着重要的作用。 化学元素成分检测及结果 化学元素成分检测 所采集尾矿样品委托河北农业大学机电工程学院利用美国公司Edax生产的eds（能谱仪）对采集来的尾矿进行成分分析。实验过程中，首先对尾矿样本局部放大，放大后的结果见图1。 试验数据显示，该尾矿中硅、氧、铝等元素占大多数，少量含有钠、镁、钙等元素。部分检测结果见表1。 图1 尾矿局部放大图 表1 EDS Spot 1? 检测结果分析 该尾矿库中部分尾矿并不能完全反映整个尾矿库内所有尾矿的情况，但通过分析该尾矿样本说明该尾矿库开采比较良好，该矿石中不含铁、铜、镍等重金属成分，对环境不会产生重大危害。其中部分成分含量如图2。 图2 尾矿化学元素含量及分布图 若尾矿中含有大量金属并长期堆存于地表，在降水等外界因素作用下，尾矿中的有害物质更易深入周围环境，尤其是重金属离子，造成重金属土壤环境污染，这就需要对金属尾矿中的金属元素进一步回收再利用。 结论与问题 (1)在尾矿资源的处理上，如果处置不周，会一定程度上污染到周边的环境，例如在某些尾矿库中会存在一些硫、铜、镍等有害物质，会严重污染土壤土质、附近水体及动植物的元素；若可以有效地对尾矿进行处置，那么经合理处理和有效提取后，那些尾矿中含有的农业及工业生产所需的多种元素，便能派上用场，如氮磷钾等均为农作物生长所需的营养元素。 (2)在本次的试验分析中，由于经济条件等原因只做了部分检测，但某一尾矿库中不同尾矿具有不同的化学成分。综合上述出现的一些原因， 为提高尾矿的回收效率，降低回收的成本，在实施尾矿资源回收再利用的过程中，我们可以根据目标矿物化学成分的不同而采取相应的技术手段。 [1]向鹏成，谢英亮.尾矿利用的经济性潜力分析. [J].矿产保护与利用，2002，（1）：50-50. [2]金嘉陵，扫描电镜分析的基本原[J].上海钢研，1978（1）：31-47. [3]侯攀，陈宇清，樊宇姣.金属矿山尾矿综合利用现状[J].现代矿业，2017，33（2）：129-131. 目前我国尾矿堆存量和排放量大的问题已经引起了社会各界的广泛关注，尾矿的综合利用具有工业生产及建筑行业利用价值，研究尾矿中的化学元素成分，对它的综合利用及生态环保起到极其重要的作用。该篇介绍了扫描电镜技术的基本原理及应用范围，利用EDS（能谱仪）对铁尾矿化学元素成分进行了分析试验，并对其中主要化学元素成分对尾矿回收再利用的价值进行了简单分析。 目前我国矿产资源形势严峻，地表及浅部的矿产资源经过了长期的探寻和开发，大部分已被利用，矿产储量日益减少，又因其具有较大的牵涉面积及发展潜力，尾矿资源的综合利用问题备受各方专家及企业关注。有相关专家表示，尾矿资源的综合利用将是未来矿产综合利用大范围使用最具发展潜力的领域，尾矿将成为人们争先利用的新资源。目前尾矿的综合利用主要是尾矿再选、生产建筑材料、用于制作肥料、充填矿山采空区和尾矿复垦等途径。利用电镜扫描研究尾矿的化学元素成分为尾矿的综合

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