摘要
氰化尾渣为金矿石经过选冶及氰化提金工艺回收金及其他有价组分后所废弃的固体粉料。氰化尾渣中通常有大量氰化物和重金属残留，而氰化尾渣粒径极细，遇风极易形成扬尘，致使氰化物和重金属随之扩散迁移，对环境造成污染。微生物诱导碳酸盐沉积（MICP）是一种新型固化稳定化技术，用其处理氰化尾渣能够实现尾渣固定和重金属稳定的双重目标。但MICP技术在工程应用过程中存在氨氮污染和固化性能弱等问题。本文利用胶质芽孢杆菌产碳酸酐酶特性诱导形成碳酸盐沉积，胶结氰化尾渣形成固化体，并添加钢渣作为微生物矿化胶结的强化助剂，增强固化体性能。研究结果如下： （1）胶质芽孢杆菌最佳生长矿化环境为 30℃、初始 pH 为 8、Ca2+浓度为 0.1 mol/L，此时胶质芽孢杆菌OD600及碳酸酐酶活性最大。经过XRD、FT-IR以及SEM分析，胶质芽孢杆菌的矿化产物为方解石和球霰石构成的复合型碳酸钙。 （2）利用胶质芽孢杆菌菌粉胶结氰化尾渣能够提高氰化尾渣的无侧限抗压强度。通过正交试验和响应面试验筛选出了以胶结试样无侧限抗压强度为指标时影响因素的最佳配比，即使用乳酸钙、钙源添量为5.4%、含水率为24.7%，最优条件下预测无侧限抗压强度为 2.4632 MPa。得到了以胶结试样的无侧限抗压强度二次多项式回归模型，模型的相对误差为4.01%，模型模拟精度高适用性强。 （3）钢渣浸出液不仅对胶质芽孢杆菌的生长无抑制作用，还提高了培养基pH值，使得其酶活性更高，矿化产量更大。掺入钢渣能显著提高胶结试样的无侧限抗压强度，达到了5.12 MPa。此外还能有效改善氰化尾渣的渗透性，同CK相比处理后渗透系数下降2个数量级，为6.01×10-7 cm/s。利用XRD、FT-IR、TG以及SEM-EDS分析经不同处理后的氰化尾渣胶结试样，结果表明：经过胶质芽孢杆菌处理后胶结试样中氰化尾渣颗粒表面出现了碳酸钙沉积，而掺入钢渣组不仅出现了碳酸钙沉积还有大量的C-S-H凝胶包裹在氰化尾渣表面。使用胶质芽孢杆菌和钢渣强化胶质芽孢杆菌胶结氰化尾渣都能够有效降低尾渣的毒性。与CK相比，胶质芽孢杆菌和钢渣强化胶质芽孢杆菌胶结试样的氰化物含量分别降低了93.0%和95.3%，淋滤试验及重金属形态试验的结果表明：使用胶质芽孢杆菌或钢渣强化胶质芽孢杆菌处理氰化尾渣能够减少其重金属Cu、Pb、Zn的淋出，降低重金属可交换态含量，控制重金属的扩散迁移。综上，本研究可得到一种氰化尾渣绿色环保处理处置新方法。
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