金属矿山废水处理新技术

金属矿山废水废渣处理新技术院系:城建给排水工程学号：111824224 ：熊聪

摘要：随着经济建设的快速发展，我国金属矿山废水产生的环境问题日益严重，金属矿山废水的污染已成为制约矿业经济可持续发展的主要因素之一。概述了矿山酸性废水的形成及危害，重点介绍了几种常见的处理矿山酸性废水的处理技术如中和法、硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法和人工湿地法，同时介绍了它们的原理、特点和存在的问题，在此基础上，对矿山酸性废水处理技术的研究，并介绍了几种金属矿山废水处理的新技术以及实例。

关键词：金属矿山废水废渣处理新技术

Abstract：With the rapid development of economic construction, the metal mine waste water environment problem is increasingly serious, metal mine waste water pollution has become one of the main factors restricting the sustainable development of mining economy. Formation and harm of the acidic mining waste water are summarized, mainly introduces several common treatment of acidic mining waste water treatment technologies such as neutralization, sulfide precipitation, adsorption, ion exchange method and the method of artificial wetland, and introduces the principle, characteristics and existing problems, and on this basis, the study of acidic mining waste water treatment technology, and introduces several kinds of metal mine wastewater treatment technology and examples. Keywords：Metal mine Waste water Conduct The new technology

一、金属矿山废水的形成及危害

1.1金属矿山废水的形成

在大部分金属矿物开采过程中会产生大量矿坑涌水。当矿石或围岩中含有的硫化物矿物与空气、水接触时，矿坑涌水就会被氧化成酸性矿坑废水。酸性矿坑水极易溶解矿石中的重金属，造成矿坑水中重金属浓度严重超标。同时在雨水的冲刷作用下废石堆和尾矿也产生大量含有高浓度重金属的酸性淋滤水。

1.2金属矿山废水的危害

金属矿山矿山酸性废水中含有大量的有害物质，一般不能直接循环利用，矿

山酸性废水若排入河流、湖泊等水体会导致水质酸化，使细菌、微生物的生长环境遭到破坏，降低水体的自净功能。废水的低pH值对水生生物特别是鱼类、藻类也构成极大威胁。若酸性废水污染土壤还会使土壤酸化和毒化，导致植被枯萎、死亡。矿山酸性废水的危害不同于有机物，重金属是不可生物降解的，很难从环境当中去除。一旦进入微生物或微生物群落，重金属就会留在生物体从而导致生物富集。被生物富集的重金属能随着食物链以更高的浓度传递到其他物种当中，引起生物放大作用。通过生物富集和生物放大作用，重金属在生物体中的浓度远远高于其在环境中的浓度。高浓度的重金属对于生物体是具有毒性的，严重危害生态环境和人类健康。[1]

二、目前金属矿山废水的一般处理方法

目前，金属矿山废水的处理处理方法主要有如下几种：

1.中和法

2.硫化物沉淀法

3.人工湿地法

4.离子交换法

2.1中和法

中和法就是向酸性污水中投入中和剂，使重金属离子与氢氧根离子反应，生成难溶于水的氢氧化物沉淀，使污水净化，最后使污水达到排放标准。采用的中和剂有碱石灰、消石灰、飞灰、碳酸钙、高炉渣、白云石等。此类中和剂可除汞以外的重金属离子，目前，应用最为广泛的中和剂为石灰或石灰石，因为石灰石或石灰来源广、价格低，再加上中和法操作简单、管理方便、工作环境好和处理费用低等优点，中和法在处理矿山酸性废水中得到广泛的应用。但石灰中和处理矿山废水的重金属离子时，产生的矾花小、比重轻、易碎，因此往往不易进行泥水分离，造成重金属离子超标。为解决这一问题，可加入助凝剂或混凝剂，以达到提高矾花沉降速度，减少沉渣体积和降低含水率的目的。试验研究表明，采用聚合氯化铝为絮凝剂，能有效处理选低含砷量、悬浮物不易沉降的选矿废水；很多矿山废水中含有多种重金属，且具有一定的回收价值，为对多种重金属进行分离并消除它们之间的相互影响，通常采用分步投加法。如采用二段中和一絮凝沉降法处理黄铁矿矿山酸水，试验研究表明，该法不但能在较低pH值下使出水金属离子达标，而且较一段中和-絮凝法相比，可减少1/3的石灰用量。周源等成功地采用分段中和法对德兴铜矿的废水中的Fe(控制pH=2.46～6.5)和Cu(控制pH=6.5～9.5)进行分离回收。永平铜矿采用氧化钙二段中和沉淀法对酸性废水进

行处理，取得了良好的效果。

中和法工艺中有不少改进技术，升流式变滤速膨胀中和法是其中的一种：将细颗粒石灰石或白云石装入中和塔，水流自上而下通过滤料，发生中和反应。与传统石灰乳中和法相比，石灰石硫化床反应器处理遂昌金矿含重金属离子的矿山酸性废水，能较大幅度地降低酸性废水的处理成本。某铅锌矿采用该法处理废水的试验结果，表明石灰石虽然中和反应速度不如石灰快，但采用石灰石时，产生的泥渣体积小、占地少、含水量低、易脱水。然而，直接应用石灰石对废水进行处理的工艺还相当少。鉴于以上两种工艺方法的特点，开发了石灰-石灰乳二段中和法处理含重金属离子矿山酸性废水的新工艺。然而，经石灰或石灰石工艺处理的废水沉淀物(氢氧化物等)不稳定，且有些重金属离子不能形成沉淀物而残留在出水中，易造成二次污染。另外应控制投入的碱量，如亚铁离子的氧化作用会导致中和后废水的pH值降低，所以在去除含亚铁离子较多的酸性废水中，需采用氧化一中和工艺或加入过量的碱性物质；再者酸性废水中有多种金属离子共存，而溶解度大的络合物离子对金属离子在水中生成的氢氧化物沉淀干扰很大，所以应注意共存离子产生的影响。除常用的石灰和石灰石中和外，处理矿山废水的工艺还有酸碱废水中和工艺和尾矿或矿渣处理工艺等。[2-3]

2.2硫化沉淀法

硫化物沉淀浮选法指加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。金属硫化物溶解度通常比金属氢氧化物低几个数量级，因此，在廉价可得硫化物的场合，可向污水投入硫化剂，使污水中的金属离子形成沉而被去除。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和。