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俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列

俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列

出版社：科學出版社出版時間：2022-10-01
開本： 16開 頁數(shù)： 252
本類榜單：自然科學銷量榜
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俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列 版權(quán)信息

  • ISBN：9787030732828
  • 條形碼：9787030732828 ; 978-7-03-073282-8
  • 裝幀：一般膠版紙
  • 冊數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列 內(nèi)容簡介

本書對作為生活飲用水可靠水源的地下淡水資源多年區(qū)域評價和編圖研究成果進行了綜述，重點關(guān)注地下水的天然資源量、可開采資源量和預測資源量及其在俄羅斯各地區(qū)的實際利用前景和定量評價方法，初步預測了在21世紀各種氣候變化情景下的地下水補給變化情況。俄羅斯多年凍土覆蓋面積約占全境的2/3，本書重點關(guān)注多年凍土發(fā)育條件下地下徑流和地下水資源的形成過程；指出了北極地區(qū)的氣候變暖在很大程度上是由于凍土退化及其伴隨的甲烷和二氧化碳釋放所帶來的額外溫室效應；分析了地下淡水在工程和經(jīng)濟活動的嚴重影響下和氣候變化背景下的水質(zhì)狀況；分析了切爾諾貝利事故對地下水的放射性污染影響，為水資源極其貧乏的南部聯(lián)邦管區(qū)和北高加索聯(lián)邦區(qū)編制并分析了主要含水層中地下水某些組分的優(yōu)選容許濃度超標圖；研究了有關(guān)地下水人為污染和天然成分致病作用的現(xiàn)代資料，闡述了地下水資源管理決策系統(tǒng)中的主要醫(yī)學和生態(tài)學策略。本書還分析了地下水大量抽取對環(huán)境的影響，列舉了眾多案例說明大量開采地下水對河川徑流量減少、湖泊水位下降、地表沉降、海水入侵等帶來的影響。 本書可供地質(zhì)學、地理學、冰凍圈科學和環(huán)境科學等專業(yè)的科研和管理人員，以及相關(guān)專業(yè)的高校師生及科技人員使用和參考。

俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列 目錄

目錄
序一
序二
譯者前言
俄文版前言
第1章地下水資源的區(qū)域評價與編圖經(jīng)驗1
1.1地下淡水資源的研究與評價問題現(xiàn)狀1
1.2地下天然淡水資源形成與分布的主要規(guī)律3
1.3地下天然淡水資源的評價與編圖8
1.4地下淡水可開采資源及其潛力的評價與編圖13
1.5地下淡水區(qū)域評價與編圖的國際經(jīng)驗36
1.6海底淡水泉的研究與利用48
第2章地下淡水——戰(zhàn)略型供水資源60
2.1 現(xiàn)狀60
2.2利用地下淡水為城市居民供水62
第3章全球氣候變化與凍土區(qū)地下水的交互作用69
3.1凍土區(qū)地下水的形成特點69
3.2歐洲俄羅斯地區(qū)流入北冰洋邊緣海的地下徑流76
3.3凍土區(qū)地下水與氣候變化的互饋關(guān)系83
3.4海底地下徑流對北極海域大陸架甲烷水合物分解的影響92
第4章21世紀不同氣候情景下的地下天然淡水資源（補給）潛在變化101
4.1問題現(xiàn)狀——現(xiàn)有的不確定性101
4.2超長期評估氣候?qū)Φ叵滤a給變化影響的物理學基礎(chǔ)110
4.321世紀俄羅斯南部地區(qū)地下淡水入滲補給強度對氣候變化的響應評價114
第5章地下水開采對環(huán)境的影響127
5.1對河川徑流和湖泊的影響127
5.2對植物的影響141
5.3對地面沉降的影響和喀斯特與潛蝕的發(fā)育144
5.4在沿海地帶大量取用地下水對海水入侵海岸的影響148
第6章俄羅斯南部地區(qū)的地下淡水人工回補前景152
6.1地下水人工回補問題的現(xiàn)狀152
6.2按照地下水人工回補條件對歐洲俄羅斯南部地區(qū)的區(qū)劃155
第7章地下淡水的水質(zhì)與污染165
7.1地下水飲用水水質(zhì)研究與評價中的迫切問題165
7.2工程和經(jīng)濟活動影響下的俄羅斯南部地下水污染特征175
7.3放射性核素對地下水的污染189
第8章地下水型飲用水的環(huán)境健康問題201
8.1關(guān)于飲用水質(zhì)量對人體健康影響的現(xiàn)代認識201
8.2與飲用不合格地下水有關(guān)的人口發(fā)病率205
8.3地下水資源管理系統(tǒng)中的醫(yī)學生態(tài)學方法209
結(jié)語221
參考文獻223
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俄羅斯地下徑流和地下淡水資源的利用現(xiàn)狀與前景/中蒙俄經(jīng)濟走廊譯著系列 節(jié)選

第1章 緒論 　　中國金屬礦產(chǎn)資源品種齊全、儲量豐富、分布廣泛，但貧礦多、富礦少，多元共、伴生有價組分的復合礦居多，單一礦偏少，礦物呈現(xiàn)貧、散、雜、細、難選的特點。許多戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源(如稀土、釩、鈦、鉻、鎳、鈷)多賦存于復合礦中，獨立礦床少。采用現(xiàn)行選冶工藝處理多元復合礦時，主體金屬的提取與共、伴生有價組分的回收未能兼顧。礦中共、伴生有價組分多為過渡元素或稀土元素，與氧(或硫)親和力強，生成的氧(或硫)化物化學穩(wěn)定性高，在火法還原熔煉過程中不易被還原進入金屬相，大部分隨同脈石成分進入渣相，成為富含共、伴生有價組分的復合礦冶金渣，被視作不可利用的固廢而丟棄，不僅浪費寶貴資源，而且嚴重污染環(huán)境、占用土地。事實上，冶金二次資源綜合利用受到國內(nèi)外學術(shù)界高度重視。1994年TMS在美國加利福尼亞州召開的第二屆“21世紀冶金”國際研討會上，將循環(huán)再生、廢物處理及環(huán)境問題列為“21世紀冶金”的重要研究領(lǐng)域，大會主旨演講之一就是“人造資源冶金”。隋智通教授參加了此屆會議，頗受啟發(fā)，于是在國內(nèi)該領(lǐng)域開展了廣泛的研究與技術(shù)開發(fā)，并取得諸多成果[1-4]。 　　我國礦物資源的特點是：貧礦多、富礦少，多元共、伴生有價組分的復合礦居多、單一礦偏少。眾所周知，冶煉低品位復合礦的工藝流程冗長，技術(shù)難度大，技術(shù)指標偏低，廢棄物排放量大，致使環(huán)境污染嚴重。例如，高爐冶煉釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)1t鐵水排放的高爐渣可達400～600kg，其中TiO2質(zhì)量分數(shù)為0.16%～22%，而冶煉普通鐵礦的渣量多在300kg左右。普通高爐渣的資源化已超過95%，而TiO2質(zhì)量分數(shù)約20%的含鈦高爐渣至今尚未有效回收利用，每年隨渣丟棄的TiO2超過100萬t。有色金屬復合礦冶煉過程排放的渣量更大，如火法銅冶煉工藝用的精礦品位偏低，生產(chǎn)1t銅水時排放含銅、鐵的爐渣2～3t[4]。因此，當務之急是加大對復合礦冶金渣二次資源綜合利用的研究力度，立足我國復合礦資源，盡早開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)、適合國情的綠色清潔技術(shù)。隋智通針對我國復合礦冶金渣中的有價組分研發(fā)出選擇性析出分離技術(shù)，應用它可回收利用復合礦冶金渣中的有價組分，如含鈦高爐渣中的鈦，熔分渣中的鈦，銅冶煉渣中的銅與鐵，含釩鋼渣中的釩等，實現(xiàn)復合礦冶金渣的資源化。期望本書能為相關(guān)技術(shù)的深化與完善提供有價值的科學依據(jù)，促進復合礦冶金渣資源綜合利用的產(chǎn)業(yè)化。 　　1.1 復合礦冶金渣 　　1.1.1 復合礦及復合礦冶金渣的特征 　　礦石中共存的礦物稱為礦物組合，礦物組合中的礦物若屬于同一成因和同一成礦期形成的就稱為共生礦物，相反，成因和成礦期不同的則稱為伴生礦物。 　　賦存共生、伴生礦物的多元礦稱為復合礦，如攀西釩鈦磁鐵礦、丹東硼鎂鐵礦、包頭含稀土鐵礦、貴溪銅礦等。復合礦的礦物成分復雜，經(jīng)選礦工藝產(chǎn)出的精礦中共、伴生有價組分在火法還原熔煉過程中絕大部分隨同脈石成分進入渣相，成為富含共、伴生有價組分的復合礦冶金渣。 　　復合礦冶金渣既是二次資源也是礦，是一種富含戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的人造礦。復合礦中的共、伴生有價元素的經(jīng)濟價值通常高于主體金屬，故稱為有價組分。大部分有色金屬礦屬于多金屬共生的復合礦，提取主體金屬后的冶金渣也屬于復合礦冶金渣。 　　復合礦冶金渣與普通冶金渣的主要差別如下：后者基本不含有價組分，絕大部分用作建筑輔助材料消耗掉；但前者既不適于用作建筑材料，又難以采用單一的選礦或冶金工藝從中分離出有價組分，它屬于難處理渣。從復合礦冶金渣中回收有價組分不僅技術(shù)難度大、成本高，而且社會與經(jīng)濟效益難以兼顧，資源與環(huán)境矛盾也十分突出。加之國外復合礦冶金渣數(shù)量少，更無先進的處理技術(shù)可借鑒或引進，復合礦冶金渣往往作為無用的固體廢物被丟棄。當前，國家大力倡導循環(huán)經(jīng)濟，鼓勵礦冶學科研發(fā)出先進的綠色清潔技術(shù)，目標之一就是從復合礦冶金渣中將有價組分賦存的礦物相經(jīng)濟、高效地分離出來，作為新型的礦物原料循環(huán)再利用。2018年7月6日，科技部正式發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“固廢資源化”等12項重點專項，推進資源全面節(jié)約和循環(huán)利用。雖然現(xiàn)已開發(fā)出從復合礦冶金渣中分離、分選出有價組分的一些相關(guān)技術(shù)，但應用的范圍還不廣，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的還不多，大部分復合礦冶金渣仍然堆積存放，已累積數(shù)千萬噸。因此，研發(fā)出經(jīng)濟、高效地分離出復合礦冶金渣中有價組分，適合國情的綠色清潔技術(shù)，勢在必行，時不我待。 　　1.1.2 現(xiàn)行選冶工藝處理多元復合礦冶金渣 　　1. 概況 　　我國蘊藏量豐富的復合礦中，大部分共、伴生有價組分的品位低，分散于多種礦物相中，且礦物相的嵌布粒度細小，呈現(xiàn)貧、散、雜、細、難選的特點。典型多元復合鐵礦的化學組成見表1.1。 　　表1.1 典型多元復合鐵礦化學組成(質(zhì)量分數(shù)，單位：%) 　　注：TFe指全鐵，REOx指稀土氧化物 　　當前我國處理多元復合礦采用的選冶工藝流程如圖1.1所示。 　　圖1.1 選冶工藝處理多元復合礦的流程 　　由圖1.1知，現(xiàn)行選冶工藝處理多元復合礦的流程是，先采用礦物分離技術(shù)將礦中主體金屬富集在精礦中，其中有價組分則分布在精礦與尾礦兩種產(chǎn)物中。精礦經(jīng)高爐(或鼓風爐)還原熔煉時，有價組分少部分熔入主體金屬，大部分隨脈石進入冶金渣。典型高爐(或鼓風爐)渣的化學成分見表1.2。 　　表1.2 典型高爐(或鼓風爐)渣化學成分(質(zhì)量分數(shù)，單位：%) 　　例如，攀西釩鈦磁鐵礦的原礦中約含11.4%TiO2，選礦過程使得其中75%鐵、53%鈦與 80%釩進入鐵精礦，剩余約 47%鈦則以鈦鐵礦形式賦存于尾礦中，其品位低、嵌布粒度細、物相種類多，難選別。即便經(jīng)多種選礦技術(shù)聯(lián)合處理尾礦，得到含46.6%～48.4%TiO2的鈦精礦，也僅回收了其中2.4%的鈦，這表示在尾礦選鈦流程中丟掉了原礦中40%以上的鈦。之后高爐冶煉釩鈦磁鐵礦的鐵精礦時，鐵精礦中95%鈦進入高爐渣(渣中約含20%TiO2)，其余5%鈦和76%釩熔入鐵水，顯然，釩鈦磁鐵原礦中一多半的鈦又留在高爐渣中。 　　由上例可知，現(xiàn)行選冶工藝處理釩鈦磁鐵礦時，其中鐵、釩的回收率較為理想，而鈦的則低。原因是現(xiàn)行冶金流程旨在獲得主體金屬鐵，理論上就無法兼顧其中有價組分的提取與回收。因此，其絕大部分隨渣而棄。為此需要針對我國復合礦資源的特殊性，開發(fā)出適合國情、有獨立知識產(chǎn)權(quán)、可經(jīng)濟、高效地從渣中分離出有價組分的綠色清潔技術(shù)，實現(xiàn)多元復合礦的全組分回收，無污染，零排放。 　　2. 從復合礦冶金渣中分離出有價組分的方法 　　1) 分離方法 　　分離方法多種多樣，如火法冶金、濕法冶金、化學分離、選礦等技術(shù)。其中采用選礦技術(shù)分離復合礦冶金渣中有價組分為首選，因為它的處理量大、成本低、設(shè)備配套、環(huán)境污染較輕。曾經(jīng)有采用選礦工藝分離渣中有價組分的嘗試，但技術(shù)指標不理想，這與渣中有價組分特殊的性質(zhì)及形態(tài)密切相關(guān)，需要根據(jù)其特殊性開發(fā)出有針對性的分離技術(shù)。 　　2) 選擇性析出分離技術(shù)的研發(fā) 　　20世紀90年代，隋智通曾參與并完成國家自然科學基金資助的重點項目“硼鐵礦資源綜合利用研究課題”—含硼渣的物理化學性質(zhì)和熱力學參數(shù)研究，在實驗過程中觀察到有趣的現(xiàn)象[4]：硼提取率與渣中含硼組分的析出形態(tài)密切相關(guān)。若渣中含硼組分以隧安石(2MgO*B2O3)主晶相析出，則渣的活性高，硼的提取率也高；反之，若以非晶態(tài)(玻璃態(tài))存在，則渣的活性低，硼的提取率也低。這種明顯的差別源于渣中含硼組分或呈晶態(tài)或呈非晶態(tài)，即兩種形態(tài)間的相互競爭。顯然，促進渣中含硼組分以晶態(tài)析出，抑制非晶態(tài)生成是改善硼渣活性、提高硼提取率的關(guān)鍵。受此啟發(fā)，隋智通萌生“復合礦冶金渣中有價組分選擇性析出”的學術(shù)思想，并特別關(guān)注熔渣冷卻過程含硼組分的物相演變、物理特征與其化學活性之間的關(guān)系，探索含硼組分析出形態(tài)的選擇性。基于此，隋智通在后續(xù)的系列研究中逐漸理解與掌握渣中有價組分選擇性析出的原理和規(guī)律。在國家多個部門及相關(guān)企業(yè)的大力資助下，經(jīng)多年努力與多方合作，經(jīng)過理論分析與科學實踐的不斷融合，逐步構(gòu)建并完善選擇性析出分離技術(shù)。圍繞該技術(shù)應用于復合礦冶金渣中有價組分的分離利用共有兩部分研究內(nèi)容。 　　(1) 理論上，以冶金物理化學與熔體凝固理論為基礎(chǔ)，針對有價組分的性質(zhì)與特征，預設(shè)賦存有價組分的目標相，分析并優(yōu)化目標相生成、富集、析出和長大的熱力學與動力學條件。 　　(2) 實踐上，通過調(diào)控并優(yōu)化熔渣的物理化學性質(zhì)及外部環(huán)境參數(shù)，促進渣中目標相生成、富集、析出與長大，使得經(jīng)歷緩冷得到的凝渣兼?zhèn)淙齻特點：①渣中礦物相數(shù)目少，目標相成分簡單；②目標相中有價組分的富集度高；③目標相晶粒粗大，且與基體相間界面清晰，利于單體解離。這三個特點為后續(xù)采用選礦工藝從凝渣中分離出目標相創(chuàng)造了十分有利的條件。 　　總體而言，選擇性析出分離技術(shù)就是基于冶金物理化學原理與方法來改變?nèi)墼心繕讼嗟姆植寂c形貌，再借助選礦工藝與設(shè)備分離出改性凝渣中的目標相。因此，它是冶金與選礦兩種技術(shù)相結(jié)合，經(jīng)學科交叉衍生出的一種選冶聯(lián)合的新型分離技術(shù)。 　　1.2 選擇性析出分離技術(shù)處理復合礦冶金渣 　　無論熔煉精礦排放的冶煉渣還是精煉粗金屬的精煉渣，它們在火法冶金過程中均具備重要的冶金功能，包括調(diào)控金屬液中各元素的化學反應，如脫碳、脫磷、脫氧、脫硫等；吸納非金屬夾雜物、凈化金屬液；減少金屬液的熱損失并防止它吸納有害氣體等。因此，熔渣是實現(xiàn)冶煉優(yōu)質(zhì)金屬、高產(chǎn)、低耗的重要條件。正因為冶金渣承載著冶煉過程的冶金功能，國內(nèi)外冶金學者與工程技術(shù)人員都十分關(guān)注渣的作用原理與效果，在理論與應用方面皆有大量著作與研究成果的報道[5-22]。與此相反，完成冶金功能之后排放出爐體的渣多數(shù)情況作為建材輔料使用甚至丟棄，鮮見繼續(xù)關(guān)注、跟蹤研究熔渣冷卻過程中結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能演變方面的報道。 　　對普通冶金渣的處理這樣做合理合規(guī)，但對于富含有價組分的復合礦冶金渣則不然。雖然有價組分在冶煉過程中未必發(fā)揮了相關(guān)的冶金功能，但排放后渣中有價組分的性質(zhì)及形態(tài)則直接關(guān)系后續(xù)的分離與利用，十分重要。換言之，冶金渣在排放后如何向材料功能轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成可用又好用的材料，則是渣中有價組分能否有效分離的關(guān)鍵。 　　冶金渣的功能轉(zhuǎn)換是新概念，亦是新課題，需要研究與其相關(guān)的理論和轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)律，為應用選擇性析出分離技術(shù)提供科學依據(jù)。 　　1.2.1 渣的功能轉(zhuǎn)換 　　眾所周知，處理大宗礦物*有效的方法是“選”，即選礦分離。前人也曾嘗試過，但效果不佳。分析其原因倒不是選礦工藝不完善、不適用，而是人造礦的性質(zhì)和形態(tài)與天然礦截然不同，使得它不適用、不好用。復合礦冶金渣屬于人造礦，渣中有價組分的性質(zhì)、物相組成及形態(tài)十分獨特，可簡單歸納為三個主要特征：分散、細小和連體。 　　(1) 分散是指渣中有價組分往往不是賦存于一種礦物相中，而是分散在多種礦物相中。 　　(2) 細小是指這些含有價組分礦物相的嵌布粒度非常細小(通常為10m左右)。 　　(3) 連體是指含有價組分的礦物相與基體脈石相致密連接，界面不清晰。當磨礦機械破碎它時往往不是沿界面破裂而是穿晶斷裂，造成復合礦冶金渣的可選性差，屬極難處理礦。采用單一的選礦方法直接處理它，分離有價組分效果自然差。顯然，改變?nèi)嗽斓V不利于分離分選的三個特征，使它滿足選礦工藝對礦石性質(zhì)與形態(tài)的要求是解決問題的核心。 　　1. 技術(shù)路線 　　技術(shù)出路源于技術(shù)思路。思路就是問題出在哪兒就去哪兒找出路。人造礦的性質(zhì)與形態(tài)可人為地改變，就從人造礦的礦物性質(zhì)與形態(tài)切入，揚長避短。揚長就是充分發(fā)揚液態(tài)熔渣處于高溫度、高活性、高能量的“三高”之所長；補短就是彌補渣中有價組分細小、分散和連體之“三短”，抓住時機，揚所長，補所短，使之滿足選礦工藝對礦的要求。這就是冶金渣的功能轉(zhuǎn)換，也是選擇性析出分離技術(shù)處理復合礦冶金渣的技術(shù)路線。 　　具體做法是，首先充分利用熔渣從爐內(nèi)剛放出“三高”時的機會，通過人為調(diào)控熱渣的溫度、成分

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