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          金屬礦山酸性廢水危害與控制技術

          發布時間:2022-5-8 12:45:38  中國污水處理工程網

            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源是來自于礦山開采的過程中排除的礦坑水、選礦企業排出的各種洗礦廢水和尾礦廢水,以及廢石場的雨淋水等。由于礦床的類型不同,各地區地質地理環境的不同造成了金屬礦山酸性廢水的水量和水質也有差別。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過風化后造成的。在酸性廢水的產生過程中,水質變化是基于黃鐵礦的氧化作用,涉及到的反應主要有以下四個:

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            在反應過程中,不僅是鐵的硫化物,其他的金屬硫化物也會發生類似氧化反應,釋放出相應的金屬離子,如Cd、Co、Zn、Ni、Pb、Cu等,這些金屬離子也一同進入到酸性的廢水中。

            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在以下幾個方面:

            (1)由于金屬礦山酸性廢水的pH值通常在4~6之間,嚴重者pH值低于3以下,因此對于礦井的金屬管道及相關設施有著極高的腐蝕性,一旦被腐蝕,很容易導致相關設施的垮塌引發危險事故。

            (2)金屬礦山酸性廢水在進入附近的水體后,會降低原有水體的pH值,不僅危害到水中生物的生長和繁殖,同時也影響到地下水環境,給當地的居民用水造成污染。

            (3)金屬礦山酸性廢水會破壞周圍的生態環境,對周圍的農作物,動植物和人類的自身機能發生損傷。

            3、金屬礦山酸性廢水控制技術

            3.1 化學中和沉淀技術

            這種化學沉淀技術主要是基于中和反應的原理來實現的,通過利用石灰石作為中和劑來進行酸性廢水的處理。目前主要有三種工藝:一種是將石灰乳投入反應池,在發生中和反應后生產硫酸鈣和強氧化鐵,然后去除沉淀;一種是將石灰石投入滾筒,利用滾筒的運動來提高酸性廢水和石灰石的接觸面,提高中和反應的效率;另一種是將較細的石灰石投入中和塔,酸性廢水自上而下地通過石灰石濾料,促進中和反應進行。

            3.2 化學硫化沉淀浮選技術

            這種化學沉淀浮選技術是先利用硫化劑對酸性廢水中的金屬離子進行沉淀轉化,實現沉淀后再利用表面活性劑對沉淀進行上浮處理,通過吸附沉淀物實現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,其中捕捉劑是用來增強金屬沉淀物的疏水性,而起泡劑是用來穩定浮選的泡沫,更有利于金屬沉淀的回收。

            3.3 微生物處理技術

            微生物處理技術是利用微生物菌對硫酸鹽進行還原,通過微生物的生物體作為介質將硫酸鹽還原為硫化氫,再進一步將硫化氫氧化物單質的硫。目前這種微生物處理技術在國外已經開始應用且效果較好,工業性實驗結果顯示,這種處理技術的各類金屬去除系數均可達到90%以上,如:Al、Zn去除系數達到99%,Mn去除系數達到96%,Cu去除系數達到96%,Cd去除系數達到98%。因為這種技術是利用生態循環的方式實現金屬元素的去除,所以它的應用性較強,成本較低,可持續性較強,同時也沒有二次污染,是一種生態友好的處理技術。在一些成分較為復雜的金屬酸性廢水處理技術中,這一技術的優勢更為明顯。

            3.4 人工濕地技術

            人工濕地處理技術也是一種生態處理技術,它與微生物處理技術的區別在于,在微生物的基礎上引入了植物的生態體系,可以說是微生物處理技術的擴展。這一技術主要是利用濕地生態系統中各種動植物、微生物的生態運作,形成一套物理、化學和生物的處理體系,比如物理吸附和阻隔、化學沉淀、微生物消化和分解、植物的吸收等等,通過濕地的生態系統來去除酸性廢水中的各種懸浮物、氮和磷的有機物、重金屬等。這一處理方法的管理和維護的成本較低,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需要一定的前提條件,就是必須具備一定的用地面積。同時,在使用這一技術的過程中,技術人員還需要熟悉各種植物和微生物對不同金屬離子的處理能力和處理效力,針對不同的廢水采用更為高效的植物和微生物配置。

            4、結語

            金屬礦山酸性廢水的處理和控制事關產業生產和民眾生活,因此,礦產部門和企業需要予以重視,積極探索更有效的廢水處理技術和控制措施,更好地為礦產行業發展和環境安全服務。(來源:甘肅省地質礦產局第三地質勘查院,甘肅省合作早子溝金礦有限責任公司)

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