[发明专利]一种全尾砂重金属迁移量化评价方法和装置

说明书

本发明涉及尾矿库及尾砂堆场内重金属污染及防治技术领域，特别是指一种全尾砂重金属迁移量化评价方法和装置。方法包括：测定所述全尾砂内重金属元素、赋存形态及初始含量，以确定所述全尾砂重金属迁移评价对象；通过搭建的全尾砂重金属淋溶实验平台进行全尾砂重金属淋溶实验；基于所述淋溶实验测试数据，建立重金属迁移定量化评价模型；用所述重金属迁移定量化评价模型对所述全尾砂重金属迁移进行量化评价。采用本发明，能够较准确确定重金属迁移程度，从宏观角度计算不同重金属元素随各影响因素的迁移量变化。

技术领域

本发明涉及尾矿库及尾砂堆场内重金属污染及防治技术领域，特别是指一种全尾砂重金属迁移量化评价方法和装置。

背景技术

随着矿山开采强度的增加，产生的尾矿也越来越多，除了一部分用于井下充填，大部分尾矿被堆存至尾矿库中。尾矿内全尾砂内通常含有大量金属硫化物、氧化物及硅酸盐等重金属，在风力、水力等作用下重金属等有害元素会迁移至周围的水和土壤中，污染周围土壤及地下水，威胁尾矿库周边生态安全。目前的全尾砂重金属释放迁移研究中，尚缺少定量化评价方法。

发明内容

本发明提供了一种全尾砂重金属迁移量化评价方法和装置，用以对全尾砂重金属迁移量化评价。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种全尾砂重金属迁移量化评价方法，所述方法包括：

测定所述全尾砂内重金属元素、赋存形态及初始含量，以确定所述全尾砂重金属迁移评价对象；

通过搭建的全尾砂重金属淋溶实验平台进行全尾砂重金属淋溶实验；

基于所述淋溶实验测试数据，建立重金属迁移定量化评价模型；

用所述重金属迁移定量化评价模型对所述全尾砂重金属迁移进行量化评价。

可选地，采用改良BCR连续提取法对所评价全尾砂进行消解，并采用电感耦合等离子发射光谱仪ICP-OES、电感耦合等离子发射质谱仪ICP-MS定量测定消解后全尾砂各重金属元素全量及各赋存形态含量。

可选地，所述基于所述淋溶实验测试数据，建立重金属迁移定量化评价模型包括：

基于淋溶实验数据，确定重金属释放迁移影响因素；

依据量纲分析方法及π定理，将物理关系式转化为无量纲形式，并降低函数中自变量的数目，同时通过矩阵理论及回归计算程序将各影响因素及重金属含量实验数据代入，求得分析解，得到各影响因素影响下重金属迁移定量化评价模型。

可选地，所述确定的重金属释放迁移影响因素包括但不限于：全尾砂重金属初始含量m_a、淋溶流速v、淋溶液pH值n、全尾砂垂向高度h、淋溶总流量Q、全尾砂渗透系数K及含水率p；

则所述基于所述淋溶实验测试数据，建立重金属迁移定量化评价模型包括：

将各影响因素用一般函数关系表征；

统计所有变量，确定变量中基本量纲；

基于π定理，无因次数群的个数等于变量数与基本量纲数之差，确定无因次群数，并用一般函数关系表征无因次群与无量纲参数；

选取与基本量纲数目相同物理量作为核心物理量，核心物理量包含本次评价中所有基本量纲；用未知指数将其与物理量分别于核心物理量列出与无因次参数之间方程组；

将各个物理量量纲代入，写出无因次和谐方程组，分别求得无因次参数表达式；

根据π定理，建立各无因次参数与无量纲参数方程表达式；

物理现象变化过程无因次关系式在自变量的某一范围内往往可以采用幂函数形式表达，因此拟合得到相应的幂函数准则公式；