金屬礦山酸性廢水危害與控制技術(shù)

　　1、金屬礦山酸性廢水的成因

　　金屬礦山的酸性廢水的主要來(lái)源是來(lái)自于礦山開(kāi)采的過(guò)程中排除的礦坑水、選礦企業(yè)排出的各種洗礦廢水和尾礦廢水，以及廢石場(chǎng)的雨淋水等。由于礦床的類型不同，各地區(qū)地質(zhì)地理環(huán)境的不同造成了金屬礦山酸性廢水的水量和水質(zhì)也有差別。金屬礦廢石中的主要礦物組成為云母、石英和黃鐵礦，其中酸性廢水主要是由黃鐵礦經(jīng)過(guò)風(fēng)化后造成的。在酸性廢水的產(chǎn)生過(guò)程中，水質(zhì)變化是基于黃鐵礦的氧化作用，涉及到的反應(yīng)主要有以下四個(gè)：

　　在反應(yīng)過(guò)程中，不僅是鐵的硫化物，其他的金屬硫化物也會(huì)發(fā)生類似氧化反應(yīng)，釋放出相應(yīng)的金屬離子，如Cd、Co、Zn、Ni、Pb、Cu等，這些金屬離子也一同進(jìn)入到酸性的廢水中。

　　2、金屬礦山酸性廢水主要危害

　　金屬酸性廢水的主要危害體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1)由于金屬礦山酸性廢水的pH值通常在4～6之間，嚴(yán)重者pH值低于3以下，因此對(duì)于礦井的金屬管道及相關(guān)設(shè)施有著極高的腐蝕性，一旦被腐蝕，很容易導(dǎo)致相關(guān)設(shè)施的垮塌引發(fā)危險(xiǎn)事故。

　　(2)金屬礦山酸性廢水在進(jìn)入附近的水體后，會(huì)降低原有水體的pH值，不僅危害到水中生物的生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)也影響到地下水環(huán)境，給當(dāng)?shù)氐木用裼盟斐晌廴尽?/p>

　　(3)金屬礦山酸性廢水會(huì)破壞周圍的生態(tài)環(huán)境，對(duì)周圍的農(nóng)作物，動(dòng)植物和人類的自身機(jī)能發(fā)生損傷。

　　3、金屬礦山酸性廢水控制技術(shù)

　　3.1 化學(xué)中和沉淀技術(shù)

　　這種化學(xué)沉淀技術(shù)主要是基于中和反應(yīng)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)利用石灰石作為中和劑來(lái)進(jìn)行酸性廢水的處理。目前主要有三種工藝：一種是將石灰乳投入反應(yīng)池，在發(fā)生中和反應(yīng)后生產(chǎn)硫酸鈣和強(qiáng)氧化鐵，然后去除沉淀;一種是將石灰石投入滾筒，利用滾筒的運(yùn)動(dòng)來(lái)提高酸性廢水和石灰石的接觸面，提高中和反應(yīng)的效率;另一種是將較細(xì)的石灰石投入中和塔，酸性廢水自上而下地通過(guò)石灰石濾料，促進(jìn)中和反應(yīng)進(jìn)行。

　　3.2 化學(xué)硫化沉淀浮選技術(shù)

　　這種化學(xué)沉淀浮選技術(shù)是先利用硫化劑對(duì)酸性廢水中的金屬離子進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)沉淀后再利用表面活性劑對(duì)沉淀進(jìn)行上浮處理，通過(guò)吸附沉淀物實(shí)現(xiàn)金屬離子的回收和去除。目前常用的硫化劑有多種，如硫化鈉、硫化鈣、硫氫化鈉、硫化亞鐵等等。浮選劑有捕捉劑和起泡劑，其中捕捉劑是用來(lái)增強(qiáng)金屬沉淀物的疏水性，而起泡劑是用來(lái)穩(wěn)定浮選的泡沫，更有利于金屬沉淀的回收。

　　3.3 微生物處理技術(shù)

　　微生物處理技術(shù)是利用微生物菌對(duì)硫酸鹽進(jìn)行還原，通過(guò)微生物的生物體作為介質(zhì)將硫酸鹽還原為硫化氫，再進(jìn)一步將硫化氫氧化物單質(zhì)的硫。目前這種微生物處理技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用且效果較好，工業(yè)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種處理技術(shù)的各類金屬去除系數(shù)均可達(dá)到90%以上，如：Al、Zn去除系數(shù)達(dá)到99%，Mn去除系數(shù)達(dá)到96%，Cu去除系數(shù)達(dá)到96%，Cd去除系數(shù)達(dá)到98%。因?yàn)檫@種技術(shù)是利用生態(tài)循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)金屬元素的去除，所以它的應(yīng)用性較強(qiáng)，成本較低，可持續(xù)性較強(qiáng)，同時(shí)也沒(méi)有二次污染，是一種生態(tài)友好的處理技術(shù)。在一些成分較為復(fù)雜的金屬酸性廢水處理技術(shù)中，這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。

　　3.4 人工濕地技術(shù)

　　人工濕地處理技術(shù)也是一種生態(tài)處理技術(shù)，它與微生物處理技術(shù)的區(qū)別在于，在微生物的基礎(chǔ)上引入了植物的生態(tài)體系，可以說(shuō)是微生物處理技術(shù)的擴(kuò)展。這一技術(shù)主要是利用濕地生態(tài)系統(tǒng)中各種動(dòng)植物、微生物的生態(tài)運(yùn)作，形成一套物理、化學(xué)和生物的處理體系，比如物理吸附和阻隔、化學(xué)沉淀、微生物消化和分解、植物的吸收等等，通過(guò)濕地的生態(tài)系統(tǒng)來(lái)去除酸性廢水中的各種懸浮物、氮和磷的有機(jī)物、重金屬等。這一處理方法的管理和維護(hù)的成本較低，是一種十分友好的廢水處理方法。但是這種人工濕地處理技術(shù)需要一定的前提條件，就是必須具備一定的用地面積。同時(shí)，在使用這一技術(shù)的過(guò)程中，技術(shù)人員還需要熟悉各種植物和微生物對(duì)不同金屬離子的處理能力和處理效力，針對(duì)不同的廢水采用更為高效的植物和微生物配置。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　金屬礦山酸性廢水的處理和控制事關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和民眾生活，因此，礦產(chǎn)部門(mén)和企業(yè)需要予以重視，積極探索更有效的廢水處理技術(shù)和控制措施，更好地為礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展和環(huán)境安全服務(wù)。(來(lái)源：甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)勘查院，甘肅省合作早子溝金礦有限責(zé)任公司)