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尾矿中的硫化物在空气、水和微生物的共同作用下而发生氧化,形成酸性矿业废水并释放大量的重金属离子。酸性矿业废水经地表径流、农业灌溉等方式进入并污染地下水,地表水和土壤,破坏生态系统,乃至影响人类的健康,这一问题成为人们日益关注的焦点。理解尾矿氧化过程中硫形态的转化和次生矿物的形成对于矿业污染防控乃至修复都具有重要的基础科学意义,本研究就此开展工作。本文以安徽省铜陵市水木冲尾矿库两个硫化物尾矿砂剖面(S和SP)为载体,从剖面分层样品的理化性质、硫形态含量及分布、硫酸根硫同位素组成以及次生矿物组成等方面进行分析,研究尾矿砂氧化过程中硫形态和次生矿物组成的变化。主要研究结果如下:1.S和SP剖面上部均已发生了明显氧化。两个剖面整体均呈酸性,pH值分别为2.59～6.12和3.50-6.27,由下而上有明显的降低趋势;Eh值随剖面由下至上明显升高,范围为66～457 mV和-37～307 mV;表明剖面自下而上氧化程度与酸性明显增强。2.S和SP剖面酸可挥发性硫(AVS)含量为0～62.36 mg/g和0～3.44 mg/g,黄铁矿硫(CRS)含量为0.70～32.30 mg/g和0.17～5.39 mg/g;AVS与CRS的变化趋势基本一致,随剖面自下而上减少,且AVS先于CRS被氧化。S和SP剖面单质硫(ES)含量为0～8.83 mg/g和0～3.62 mg/g,随深度变化无明显规律。硫酸根硫(S042--S)含量为8.44～66.34 mg/g和8.48～29.87 mg/g,自下而上呈降低趋势,且分别在剖面的氢氧化物薄膜层(11.5～16.5 cm和18～54 cm)出现高值区。S和SP剖面总硫(TS)含量为9.18～109.69 mg/g和12.38～37.72 mg/g,表层由于淋滤作用而含量较低,底层变化则不大。位于斜坡上的SP剖面TS及各形态硫含量均低于S剖面,表明淋滤对硫含量影响明显。S剖面底部还原态硫占比高于SP剖面,说明SP剖面氧化程度高于S剖面。3.S和SP剖面的硫酸根硫同位素值δ34S分别为-3.32‰～1 3.43‰和-3.08‰～1.80‰。其中,S-9层位的δ34S为13.43‰,指示其来自于伴生硬石膏,其余层位δ34S偏负且变幅较小,指示其硫酸根主要来源于硫化物的氧化。4.S和SP剖面的矿物组成基本一致,剖面自下而上的分层XRD分析结果显示,部分矿物如黄铁矿、磁黄铁矿、方解石等逐渐减少甚至消失,黄钾铁矾、针铁矿等次生矿物出现;XPS分析结果显示剖面自下而上硫和铁的形态发生了明显变化,指示硫的形态转化导致了矿物组成的变化。