表生环境下煤中非均质黄铁矿氧化反应动力学及其地球化学研究

煤系地层中存在的黄铁矿在地表环境下的不稳定特性使其成为矿山环境中的重要污染源。本项目拟通过对煤矿井下实际产酸点的勘察追踪，研究煤矿酸性水产生与其地层物质组成、水文地质条件和开采方法之间的时空耦合关系；对不同产地的煤中非均质黄铁矿在表生环境下的风化过程进行化学动力学模拟实验，分析其固相物质释放速率、反应级数、反应速率常数、反应活化能等动力学参数，拟合反应动力学方程以及各参数之间的耦合作用；采用高精度固相和表面分析手段，研究黄铁矿在氧化反应过程中的固相转化、特征次生矿物物种、表面微形貌变化以及表面物质再分配过程等；揭示在煤系地层的物质环境中硫化物矿物生物氧化过程的地球化学反应机制及其对重金属的释放和迁移规律的影响等。项目的实施对于建立煤系中硫化物氧化的地球化学动力学模型、煤矿山开发的环境风险评价以及矿山环境污染控制和预测具有重要理论和现实意义。