摘要
矿业和冶金废弃物是欧洲最大的未开发二次原材料资源之一；然而，其作为关键原材料（CRM）的潜力尚未得到充分量化。本研究采用全面的矿物学、地球化学和地质统计方法，对来自西班牙东南部卡塔赫纳-拉乌尼翁矿区的九种不同类型的废弃物进行了分析。共分析了79个样本，使用了X射线衍射、波长色散X射线荧光以及先进的多元统计技术（相关性分析、主成分分析和层次聚类）来确定控制CRM分布的地球化学因素。研究结果揭示了强烈的地球化学异质性，这些废弃物系统中钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、镓（Ga）、铌（Nb）和稀土元素的富集现象较为明显。研究发现三种主要的地球化学控制因素：(i) 一种岩源硅酸盐关联，决定了铝（Al）、硅（Si）、钛（Ti）和铌（Nb）的分布模式；(ii) 一种源自硫化物的金属关联，其特征是铜（Cu）、砷（As）和锑（Sb）的共存；(iii) 一种氧化-吸附关联，影响了镓（Ga）和钇（Y）的分布。几种关键原材料的浓度接近或超过了全球二次资源的典型品位，尤其是在浮选处理后产生的废弃物和富含氧化物的废弃物中。地质统计建模证实了CRM在空间上的聚集现象，其中基础金属的富集与硫化物残留物有关，而镓（Ga）和铌（Nb）的分布则受铁（Fe）和锰（Mn）的氧化氢氧化物控制。环境评估表明，在酸性条件下这些废弃物中的金属具有迁移性，同时也强调了重新处理这些废弃物所带来的显著修复效益。总体而言，本研究为评估历史遗留矿区中的关键原材料提供了一种可靠且可重复的方法，并确定了该区域内具有最高战略回收潜力的重点废弃物类型。
