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    岩石样品的静态酸中和能力评价

    赵峰华 刘乃利 孙红福 刘一鸣 张璐

    赵峰华, 刘乃利, 孙红福, 刘一鸣, 张璐, 2013. 岩石样品的静态酸中和能力评价. 地球科学, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    引用本文: 赵峰华, 刘乃利, 孙红福, 刘一鸣, 张璐, 2013. 岩石样品的静态酸中和能力评价. 地球科学, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    ZHAO Feng-hua, LIU Nai-li, SUN Hong-fu, LIU Yi-ming, ZHANG Lu, 2013. Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks. Earth Science, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    Citation: ZHAO Feng-hua, LIU Nai-li, SUN Hong-fu, LIU Yi-ming, ZHANG Lu, 2013. Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks. Earth Science, 38(5): 1099-1106. doi: 10.3799/dqkx.2013.108

    岩石样品的静态酸中和能力评价

    doi: 10.3799/dqkx.2013.108
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 40972110

    国家自然科学基金项目 41102096

    国家国际科技合作专项资助项目 2012DFG71060

    详细信息
      作者简介:

      赵峰华(1969-),男,教授,主要研究方向为煤地质地球化学和水环境地球化学.E-mail: zfh@cumtb.edu.cn

    • 中图分类号: X751

    Evaluation of Acid Neutralization Capacity of Rocks

    • 摘要: 岩石的酸中和能力(acid neutralization capacity,ANC)是静态产酸预测中最具争议的一个重要参数.利用4种酸中和能力评价方法对山西省西山煤田石炭二叠纪含煤岩系的12个岩石样品进行了评价.研究表明,过滤的Sobek ANC方法能够有效消除反应性黄铁矿对ANC测定的影响,比修正的Sobek ANC方法计算的ANC值更准确;持续的Sobek ANC方法只对泥岩和黄铁矿样品具有一定的实际意义.矿物ANC计算法适宜评价冒泡反应强烈的灰岩和菱铁矿样品,而泥岩和砂岩的矿物ANC计算值不能反映样品的酸中和能力.灰岩和菱铁矿样品具有很强的酸中和能力,且ANC值不随时间变化;砂岩和泥岩的ANC值较低,其ANC值随时间逐渐降低.

       

    • 图  1  岩石样品ANCFANCM的差值比较

      Fig.  1.  Different values between ANCF and ANCM of rock samples

      图  2  岩石样品的ANCS(144 h)与ANCM的差值比较

      Fig.  2.  Different comparison between ANCS (144 h) and ANCM of rock samples

      图  3  岩石样品的持续酸中和能力随时间的变化规律

      Fig.  3.  Sustainable acid neutralization capacity of rock samples varying with time

      图  4  样品的矿物ANCcarb和酸碱滴定测定的平均ANC(ANC)

      Fig.  4.  Mineral ANCcarb and average ANC (ANC) by acid-base titration test of rock samples

      表  1  岩石样品的岩性、冒泡程度和ANC

      Table  1.   Lithology, degree of bubbling, ANC value of rock samples

      样品编号 岩性描述 冒泡程度 ANCM ANCF ANCS
      GD-L-4 黑色致密块状灰岩 强烈 951.70 957.03 951.73
      ML-L-4 灰黑色致密块状灰岩 强烈 663.60 670.96 663.64
      GD-I-5 富含黄白色菱铁矿 强烈 153.80 192.60 153.80
      GD-S-1 灰白色中粒杂砂岩 中等 96.03 119.80 96.03
      GD-M-3 黑色致密硅质泥岩 轻微 46.90 43.88 44.59
      ML-B-1 灰白色铝土泥岩 轻微 21.20 29.76 19.03
      ML-S-2 褐色中粗粒砂岩 8.81 9.73 6.46
      ML-M-3 黑色致密块状泥岩 6.79 14.98 6.79
      GD-CM-2 黑色致密块状泥岩 2.89 4.24 -0.83
      ML-M-5 灰黑色泥岩 -1.81 -1.65 -3.63
      GP-P-6 含少量杂质的黄铁矿 -2.81 -4.45 -11.82
      ML-P-6 含较多杂质的黄铁矿 -9.65 -11.24 -20.11
      注:ANCM为修正的Sobek ANC实验对应的ANCANCF为过滤的Sobek ANC实验对应的ANCANCS为持续的Sobek ANC实验(144 h)对应的ANCANC值为每吨样品产生的硫酸质量,单位为kg/t.
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      表  2  岩石样品的矿物种类和含量(%)

      Table  2.   Mineral species and percentage content (%) of rock samples

      样品编号 岩性 石英 斜长石 方解石 白云石 铁白云石 菱铁矿 黄铁矿 粘土矿物
      GD-L-4 灰岩 0.7 91.2 8.1
      ML-L-4 灰岩 8.6 61.4 16.3 2.1 2.9 8.7
      GD-I-5 菱铁矿 0.7 26.2 65.9 7.2
      GD-S-1 砂岩 53.2 8.0 8.4 5.7 24.7
      GD-M-3 泥岩 39.3 4.4 12.7 2.0 41.6
      ML-B-1 铝土泥岩 4.6 0.9 0.4 94.1
      ML-S-2 泥质砂岩 40.6 1.8 1.3 56.3
      ML-M-3 泥岩 27.0 3.9 2.5 66.6
      GD-CM-2 炭质泥岩 34.0 4.2 61.8
      ML-M-5 泥岩 30.8 3.3 65.9
      GP-P-6 黄铁矿 1.1 98.9
      ML-P-6 黄铁矿 1.3 48.6 50.1
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      表  3  岩石样品的矿物ANCcarb

      Table  3.   Mineral ANCcarb value of rock samples

      样品编号 GD-L-4 ML-L-4 GD-I-5 GD-S-1 GD-M-3 GP-P-6
      岩性 灰岩 灰岩 菱铁矿 砂岩 泥岩 黄铁矿
      ANCcarb 980.03 775.35 183.59 82.40 29.68 10.78
      样品编号 ML-B-1 ML-S-2 ML-M-3 GD-CM-2 ML-M-5 ML-P-6
      岩性 铝土泥岩 砂岩 泥岩 炭质泥岩 泥岩 黄铁矿
      ANCcarb 8.82 0 0 0 0 0
      注:ANCcarb表示每吨样品产生的硫酸质量,单位为kg/t.
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    • Hesketh, A.H., Broadhurst, J.L., Bryan, C.G., et al., 2010. Biokinetic Test for the Characterization of AMD Generation Potential of Sulfide Mineral Wastes. Hydrometallurgy, 104(3-4): 459-464. doi: 10.1016/j.hydromet.2010.01.015
      Moon, Y., Song, Y., Moon, H-S., 2008. The Potential Acid-Producing Capacity and Factors Controlling Oxidation Tailings in the Guryong Mine, Korea. Environmental Geology, 53(8): 1787-1797. doi: 10.1007/s00254-007-0784-9
      Paktunc, A.D., 1999. Mineralogical Constraints on the Determination of Neutralization Potential and Prediction of Acid Mine Drainage. Environmental Geology, 39(2): 103-112. doi: 10.1007/s002540050440
      Parbhakar-Fox, A.K., Edraki, M., Walters, S., et al., 2011. Development of a Textural Index for the Prediction of Acid Rock Drainage. Minerals Engineering, 24(12): 1277-1287. doi: 10.1016/j.mineng.2011.04.019
      Plante, B., Bussiere, B., Benzaazoua, M., 2012. Static Tests Response on 5 Canadian Hard Rock Mine Tailings With Low Net Acid-Generating Potentials. Journal of Geochemical Exploration, 114: 57-69. doi: 10.1016/j.gexplo.2011.12.003
      Shu, W.S., Huang, L.N., Zhang, Z.Q., et al., 1999. The Acid Producing Potential of Some Mine Wastes. China Environmental Science, 19(5): 402-405(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-ZGHJ199905004.htm
      Shu, W.S., Zhang, Z.Q., Lan, C.Y., 2001. Acid Producing Potential of a Lead/Zinc Mine Tailings at Lechang, Guangdong Province. Environmental Science, 22(3): 113-117(in Chinese with English abstract). http://europepmc.org/abstract/med/11507895
      Skousen, J., Renton, J., Brown, H., et al., 1997. Neutralization Potential of Overburden Samples Containing Siderite. Journal of Environmental Quality, 26(3): 673-681. doi: 10.2134/jeq1997.00472425002600030012x
      Smart. R., Skinner. B., Levay. G., et al., 2002. ARD test handbook. Melbourne: AMIRA International Ltd, 387
      Sun, L.N., Jin, C.Z., 2001. Study on Acid-Yielding Potential of the Discarded Rocks and Tailings in Maoling-Wangjia Waizi Gold Deposits. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 20(3): 204-206(in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/280685215_Study_on_acid-yielding_potential_of_the_discarded_rocks_and_tailings_in_Maoling-Wangjiawaizi_gold_deposits
      Sun, L.N., Wang, H., Li, Y.S., et al., 2006. Study on Potential Pollution of Original Rocks of the Opencast in the West of Fushun City. Research of Soil and Water Conservation, 13(2): 78-80(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-STBY200602025.htm
      Usher, B.H., 2009. Upscaling Laboratory Results for Water Quality Prediction at Underground Collieries in South Africa's Highveld Coalfields. Minerals Engineering, 22(1): 43-56. doi: 10.1016/j.mineng.2008.03.016
      Weber, P.A., Stewart, W.A., Skinner, W.M., et al., 2004a. Geochemical Effects of Oxidation Products and Framboidal Pyrite Oxidation in Acid Mine Drainage Prediction Techniques. Applied Geochemistry, 19(12): 1953-1974. doi: 10.1016/j.apgeochem.2004.05.002
      Weber, P.A., Thomas, J.E., Skinner, W.M., et al., 2004b. Improved Acid Neutralisation Capacity Assessment of Iron Carbonates by Titration and Theoretical Calculation. Applied Geochemistry, 19(5): 687-694. doi: 10.1016/j.apgeochem.2003.09.002
      束文圣, 黄立南, 张志权, 等, 1999. 几种矿业废物的酸化潜力. 中国环境科学, 19(5): 402-405. doi: 10.3321/j.issn:1000-6923.1999.05.005
      束文圣, 张志权, 蓝崇钰, 2001. 广东乐昌铅锌尾矿的酸化潜力. 环境科学, 22(3): 113-117. doi: 10.3321/j.issn:0250-3301.2001.03.025
      孙丽娜, 金成洙, 2001. 猫岭-王家崴子金矿采矿废料的酸化潜力研究. 矿物岩石地球化学通报, 20(3): 204-206. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYDH200103011.htm
      孙丽娜, 王洪, 李玉双, 等, 2006. 抚顺煤矿西露天采场裸露岩石的污染潜势研究. 水土保持研究. 13(2): 78-80. doi: 10.3969/j.issn.1005-3409.2006.02.026
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    出版历程
    • 收稿日期:  2012-12-01
    • 刊出日期:  2013-09-15

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