金属矿山酸性废水处理技术研究进展

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 内从 而导致 生物 富集 。被 生物 富集 的重
纳总 结 ，找 出其 研 究 和 改 进 的 突 破 口使 其 更 加 有
效 的处理矿 山 酸性废水 是 十分必要 的。
一
费用 ，提高废 水处 理 量 ，效果 显 著 ¨ 引。另 一 方 面 ８
沉 淀底 泥 中残 留 的 未 经充 分 反 应 的 中和 药 剂 可 以 再 次参 与反 应 ，可 以 降低 中 和 药 剂 消 耗 量 ， 降低 处 理成本 ＿ １ 。基 于 ＨＤ Ｓ法 的这些 优 点 ，此方 法 的 应 用也 十分 广 泛 。在 国外 贝 茨 莱 亨 钢 铁 公 司、科 名 科公 司 特 雷 尔 冶 炼 厂 均 有 使 用 。在 国 内该 技 术
对 于矿 山 酸 性 废 水 的 处 理 目前 国 内外 应 用 最
张焕祯 （９９ ） １ ５ ～ ，教 授 ，博 士 生 导 师 。
广 泛 的方 法 是 中 和 法 。 中和 法 亦 称 氢 氧 化 物 沉 淀
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中 国 矿 业
第２ 卷 １
法 ，通 过 向酸性 废 水 中投 加 中和 剂 ，重 金 属 离 子 与氢氧 根反 应 ，生 成 难 溶 的 氢 氧 化 物 沉 淀 ，从 而 将酸性 矿 山废水 中 的重 金属 离子 去除 。 目前 ，国内通 常 以石 灰 或石 灰 石 作 为 中和剂 ，
收 稿 日期 ： ０ １ １ — １ ２１一 ０ ２
交换 法等 。
作 者 简 介 ：张 鑫 （９ ７ ，女 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 水 处 １８ 一）
２ １ 中 和 法 ．
理 技 术 。Ｅ ｍａ ：ｚ ａ ｇ ｉ１ ８ Ｏ １ ＠ｓ ａ ｃ ｒ ； — ｉ ｈ ｎ ｘｎ ９ ７ ｌ ４ ｉ ． ｏ ｌ ｎ ｎ
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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 。
目前 ，处 理 矿 山酸 性 废 水 的方 法 主 要 有 中 和 法 、硫化 物 沉 淀 法 、人 工 湿 地 法 、吸 附 法 和离 子
矿 山酸性废 水 中含有 大量 的有 害 物质 ，一般 不
第 ２ 卷第 ４ １ 期
２１ Βιβλιοθήκη Baidu ２年 ４月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｉ Ｉ Ｍ Ｎ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ ． １ １ ２ ，Ｎｏ ４ ．
Ａｐｒ ． ２ ２ ０１
金 属 矿 山 酸 性 废 水 处 理 技 术研 究进 展
张 鑫，张焕祯
（ 中国地 质 大学 （ 北京） 水 资源与环 境 学院 ，北京 １ ０ ８ ） ０ ０ ３
还含有 伴 生 的重 金 属 ，如 不 加 适 当 处 理 就 会 对 环 境产 生严 重 的污 染 ，所 以 已 开 发 出多 种 矿 山酸 性 废水 的处 理 技 术 。 因此 对 已有 的 处 理 技 术 进 行 归
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【 ］ ３ 。矿 山酸性 废水 的危 害不 同 于有
辽宁葫 芦 岛锌厂进 行 了推广应 用 。 苏打及 苛 性 碱 做 中和 剂 虽 然 效 果 好 ，但 价 格 昂贵 ，一般 不 采 用 。所 以 开 发 研 究 出 中 和 效 果 好 价格低 廉 的新 型 中 和剂 尤 为 重 要 。 兰秋 平 等 口 在 德兴 铜矿 进 行 了 利 用 电石 渣 替 代 石 灰 处 理 酸 性 废 水 的试 验 研 究 ，对 电石 渣 替 代 石 灰 处 理 酸 性 废 水
的 ，严重危 害生 态环境和人类健康 。
２ 矿 山酸 性 废 水 的 处 理 技 术
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
中 图分 类 号 ：Ｘ ５ ． ３ ７ １ ０ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ —４ ５ （ ０ ２ ４ ０ ５ ０ ０ ４ ０ １ ２ １ ）Ｏ —０ ４ — ４
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ａ ｉ ｅ ａ ｉ ｓ ｅ ｔ ｒ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｏ ｒ ｓ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｍ ｔ ｌｍ ｎ ｃ ｄ ｗａ ｔ ｗａ ｅ ｒ ａ ｍ ｎ
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随着 经 济 社 会 的高 速 发 展 ，对 矿 产 资 源 的需
求 日益 增 加 ，矿 产 资 源 的开 发 利 用 过 程 难 免 对 环
作 了经 济 技 术 比较 ，此 法 降 低 了 物 耗 、能 耗 ，起
到 “ 以废 治 废 ” 的效 果 ，取 得 了 较 好 的经 济 、环
境 和 社 会 效 益 。 该 方 法 有 着 广 阔 的 发 展 前 景 ， 在
其他 矿 山酸性废 水处 理 中有很好 的推 广价 值 。 ２ ２ 硫化 物沉 淀法 ． 硫化 物沉 淀 法 是 利 用 硫 化 剂 将 水 溶 液 中的 重 金属 离 子转 化 为 难 溶 的 金 属 硫 化 物 沉 淀 ，然 后 加 入 表面 活性 剂 改 变 沉 淀 物 表 面 的疏 水 性 ，疏 水 性 沉 淀物 与 起 泡 剂 发 生 黏 附 上 浮 ，从 而 去 除 或 回 收 水 中重 金属 离 子 。硫 化 物 沉 淀 法 的优 点 是 ：许 多 重 金属 硫化 物 的溶 解 度 比其 氢 氧 化 物 的 溶 解 度 更 低 ，故 可 以达 到 更 高 的去 除 率 ；可 以 在 相 对 较 低 的 ｐ 值 下 ，达到 较高 的金属 沉淀 率 ；金 属硫 化 物 Ｈ 具有优 良 的 沉 淀 特 性 和 稳 定 性 ，沉 淀 物 难 于 反 溶［ 】 。因此 ，用硫 化 物 去 除废 水 中 溶解 性 的 重 金 属离 子是 一 种 有 效 的处 理 方 法 。常 用 的硫 化 剂 有 ＮａＳ ２ 、Ｎａ Ｓ ｉ ｒ 、Ｈ２ Ｓ等 引。 硫化 物 沉 淀 法 的 缺 点 是 ：硫 化 剂 来 源 有 限 ， 价格 比较 昂贵 ；硫化 物 沉 淀 颗 粒 小 ，易 形 成 胶 体 ；
ＺＨ Ａ ＮＧ ｎ，ＺＨ Ａ Ｎ Ｇ ｕ ｎ－ｈｅ Ｘｉ Ｈ ａ ｚ ｎ
（ ｃ ｏ ｌｏ ａｅ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｄ Ｅ ｖｒｎ ｎ ，Ｃｈｎ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ（ ｅｊ ｇ ，Ｂｅ ｉｇ １ ０ ８ ，Ｃｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｆＷ ｔｒＲｅ ｏ ｒｅ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｂ ｉｎ ） ｙ ｉ ｉｎ ０ ０ ３ ｊ ｉａ
摘 要 ：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 进 行 了展 望 。 关 键 词 ： 山酸 性 废 水 ；处 理 技 术 ；金 属 矿 山 矿
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｈｅｆ ｍ ａ ｉ ｎｄ ｈ ｚ ｒ ｃｄ ｍ ｉ ｓ ｅ ａ ｅ ｒ ｕｍ ｍ ａ ｉｅ ｏｒ ｔｏｎ ａ ａ ａ ｄｓｏｆａ ｉ ｎｅ ｗａ ｔ ｗ ｔ ｒ ｗｅ ｅ ｓ ｒｚ ｄ． Ｓｏ ｅ ｏ ｍ ｏｎ ｔｅ ｔ ｍ ｃ ｍ ｒａ— ｍ ｅ ｅ ｈ ｌ ｇｉｓｆ ｒ ｔ ｅ ａ ｉ ｉ ａ ｔ ｗａ ｅ ｕｃ ｓｎｅ ｔ ａｉａ ｉ ｅ ｈ ｎｔｔ ｃ ｎｏ ｏ ｅ ｏ ｈ ｃｄ ｍ ｎｅｗ ｓ ｅ ｔ ｒｓ ｈ ａ ｕ ｒ ｌ ｔｏｎ ｍ ｔ ｏｄ，ｓ ｆｄ ｅ ｍ ｅ ｅ ｈｏ ｚ ｕｌｉ ｅ ｓ ｄｉ ｎｔｍ ｔ ｄ，ａ — ｄ
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 ｐ Ｈ
值 对水生 生 物 特 别是 鱼 类 、藻类 也 构 成 极 大威 胁 。
境造成 污染 和破坏 。矿 山酸性 废水 不仅 ｐ 值较 低 Ｈ
由 北 京 矿 冶 研 究 总 院 在 德 兴 铜 矿 、 新 桥 硫 铁 矿 和
般有三种工 艺流程 ］ ：①直接投 加石灰 法 。将石
灰配制成石 灰乳 投入反 应 沟流入 反 应池 ，再在 沉 淀
池 沉 淀 后 除 去 中 和 生 成 物 ；② 石 灰 石 中 和 滚 筒 法 。
将石灰石置 于滚 筒 内，滚筒 的旋 转会 引起 石灰 石相 互撞击 ，破坏 石灰石 表 面生成 的 Ｃ Ｓ ４ ，从 而 扩 ａＯ 膜 大酸性水 与石 灰石的接触面 ，使 中和反应 继续下 去 ； ③升流式变 滤速 膨胀 中和法 。将 细颗 粒石 灰石 或 白 云石装 入圆锥体 形 的 中和塔 ，水 流 自下而 上 通过 滤 料 ，使 中和反应进行得更加 充分 。 对于直 接 投 加 石灰 法 最 原 始 的方 法 是 Ｌ Ｓ法 Ｄ （ 低密度 泥浆法 ） 。该方 法是 先 向酸性 矿 山废 水 中加 入石灰 浆进 行 ｐ 值调 整 。然 后 加入 絮 凝 剂 ，在 浓 Ｈ 密池 中进行 固液分 离 ，最 后 出水 排放 ，底 渣 进入 尾 矿库 。虽然低 浓 度 泥 浆 法操 作 简单 ，运 行 费 用 低 ，
１ 矿 山酸 性 废 水 的 形 成 及 危 害
在大 部分 矿 物 开采 过 程 中 会 产 生 大 量 矿 坑 涌
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