黄铁矿(FeS₂)是地壳中最常见且最丰富的硫化物矿物之一,在硫化物矿山,由黄铁矿氧化产生的酸性矿山废水(AMD)是一个非常严重的环境问题。表面钝化法是近年来提出来的抑制尾矿氧化的新兴方法,它主张从微观角度来钝化包膜硫化矿颗粒,即在黄铁矿表面形成一层薄的有机或无机保护涂层,以防止其与大气,水和促进氧化的细菌接触,从而达到抑制硫化矿氧化的目的。本论文以黄铁矿为研究对象,采用不同热解温度生物炭处理尾矿的方式,抑制尾矿氧化。通过化学浸溶分析生物炭钝化前后黄铁矿的离子溶出情况和氧化抑制率随热解温度变化规律,采用各种光谱学手段表征生物炭化学组分和结构变化,并结合电化学方法分析不同热解温度生物炭电子迁移能力(ETC)[电子接受能力(EAC)、电子供给能力(EDC)]的变化。以探究不同热解温度生物炭对黄铁矿电子迁移能力作用机理。主要研究结果和结论如下:(1)稻草生物炭(RSB)与黄铁矿混合钝化后,复合材料还在695和561 cm^-1处发现了新的含Fe特征峰,并且羧酸基团发生了约40 cm^-1波数的蓝移,表明生物炭通过C=O基团螯合Fe离子形成Fe-O钝化键,减弱Fe离子的氧化还原过程。500℃以上RSB高效抑制了黄铁矿化学氧化过程导致的重金属离子溶出。蔗渣生物炭(SBB)与黄铁矿混合钝化后,在300-900℃热解温度内对黄铁矿氧化过程产生的重金属无显著抑制。(2)在300℃-600℃热解温度范围内,RSB在热解温度为300-600℃中基础官能团主要是以C=O官能团为主,含量达到56.08%、53.15%、41.80%和41.39%;SBB在热解温度为300-600℃中基础官能团主要是以C=O官能团为主,含量分别为达到48.55%、42.53%、66.66%和67.36%。生物炭的官能团含量随热解温度增加而发生转化,生物炭的氧化还原官能团是其得失电子能力的主要来源。在此热解温度范围内,生物炭EAC占比较高,EDC/EEC先降低后逐渐升高,而EAC/EEC先升高随后逐渐降低。(3)稻草和蔗渣生物炭与黄铁矿复合后,RSB500和RSB600上的电子转移至黄铁矿的导带;RSB300、RSB400和SBB300-SBB600的电子从黄铁矿的导带转移至生物炭。黄铁矿表面上电子的积累意味着更多的负表面电荷,PY-RSB表面电荷所在p H范围为8.5以下时带有正电荷,这可能产生一个内置的内部电场,该电场会大大促进生物炭与黄铁矿之间的电子转移。(4)在黄铁矿-生物炭体系中,PY-RSB500和PY-RSB600氧化过程中O₂贡献占比约为-43%;PY-SBB氧化过程中O₂贡献占比约为10%;PY-RSB和PY-SBB疏水角与黄铁矿对比无显著差异;复合材料DMPO-·OH信号弱于黄铁矿自身;RSB和SBB表面带更多的负电荷。因此,排除了O₂、H₂O、·OH和表面电荷对黄铁矿氧化作用的影响。