金屬礦山酸性廢水形成機理及治理現(xiàn)狀

金屬礦山酸性廢水形成機理及治理現(xiàn)狀分析摘要：含硫金屬礦山在開采過程中，由于空氣、水、微生物的作用，生成酸性廢水。這些酸性廢水不但pH低、酸度大，而且含有大量的有毒、有害重金屬?，F(xiàn)在普遍采用的是石灰中和法治理，相比其它處理工藝——離子交換、吸附法、生物法、電化學處理技術(shù)，石灰中和法工藝簡單、可靠、處理成本低，而且由于石灰中和法長時間的應(yīng)用，其處理技術(shù)逐漸的成熟、完善。本文對金屬礦山酸性廢水形成機理和治理技術(shù)進行了討論、分析，對普遍采用的石灰中和法的各處理工藝進行了著重比較、分析。關(guān)鍵字：礦山酸性廢水形成機理石灰中和法處理技術(shù)AnalysiisofcauseeofaacidddrainaageanndtreeatmenntinMMetalMinessAbstracct：Acidmmineddrainaageissanaaturallconssequennceoffminiingacctivittywheerethheexccavatiionofminerraldeepositts,exxposesssulpphurccontaiiningcompooundstooxxygenandwwater..Oxiddationnreacttionstakeplacee(ofttenbiiologiicallyymediiated))whicchafffecttthesuulphurrcomppoundssthatoftennaccoompanyymineeralsseams..Finaally,acidminedrainnagewwhichmetallswithhinacccompaanyinggmineeralsareooftenincorrporattedinntogeenerattes.TThedisscharggeofwasteewaterrwhicchcommpriseesaciidic,metall-conttaininngmixxtureintottheennvironnmentsurrooundinngabaandoneedminnesisslikeelytoocausseserriousenvirronmenntalpoollutiionwhhichmmaybeeleaddtoooff-siiteefffect..Alloverthewworldthereehasbbeenaalongg-termmproggrammeeinvoolvingggoveernmennts,aacademmicanndinddustriialparrtnersswhicchhavveinvvestiggatedaranngeoffaciddmineedraiinagetreattmentss.Theereisstilllnorrealcconsennsusoonwhaatistheiidealsoluttion.Thepprobleemwitthtreaatmenttistthattthereisnoorecoognizeed,ennvironnmentaallyaandfrriendllywayy.Theestanddardttreatmmenthhasbeeentootreaatwitthlimme.Thhereaaremaanyteechnollogiess,suchhasIIonExxchanggeanddOtheerAdssorptiionTrreatmeents、Bioloogy-BaasedTTreatmments、ElecttrocheemicallTreattmentTechnnologiies,ppropossedfoortreeatmenntofmetallmineedraiinage,,whicchareeusualllyexxpensiiveanndalwwaysmmoreccompleexthaanlimming.Limetreattmentissiimpleaandroobust,,andthebbenefiitsannddraawbackksofthettreatmmentwwellkknownduettolonngusagge.ThhispaaperwwillddiscussstheemechhanismmofaacidddrainaagefoormatiioninnmetaalminnesanndthemethoodswiithannemphhasisonliimetrreatmeentwhhichhhavessofarrbeennpropposedfforittstreeatmenntKeyworrds：AMD；mechaanismoofforrmatioon；Limetreattment；Treattmenttechnnologiies金屬礦山礦礦體酸性廢水水的產(chǎn)生主要要是開采金屬屬礦體礦石中中含有硫化礦礦，硫化礦在在自然界中分分布廣、數(shù)量量多，它可以以出現(xiàn)于幾乎乎所有的地質(zhì)質(zhì)礦體中，尤尤其是銅、鉛鉛、鋅等金屬屬礦床[1]]，這些硫化化礦物在空氣氣、水和微生生物作用下，發(fā)發(fā)生溶浸、氧氧化、水解等等一系列物理理化學反應(yīng)，形形成含大量重重金屬離子的的黃棕色酸性性廢水，這些些酸性水pH一般為2～4，成份復雜雜含有多種重重金屬,每升水中離離子含量從幾幾十到幾百毫毫克；同時廢廢水產(chǎn)生量大大，一些礦山山每天酸水排排放量為幾千千甚至幾萬m3，且水量、水水質(zhì)受開采情情況，及不同同季節(jié)雨水豐豐沛情況不同同而變化波動動較大，這些些酸性重金屬屬廢水的存在在對礦區(qū)周圍圍生態(tài)環(huán)境構(gòu)構(gòu)成了嚴重的的破壞。針對對礦山酸性廢廢水特點的處處理技術(shù)的研研究已有很大大發(fā)展，但各各處理工藝各各有特點一、形成機理分分析金屬礦山酸酸性廢水的形形成機理比較較復雜，含硫硫化物的廢石石、尾礦在空空氣、水及微微生物的作用用下，發(fā)生風風化、溶浸、氧氧化和水解等等系列的物理理化學及生化化等反應(yīng)，逐逐步形成含硫硫酸的酸性廢廢水。其具體體的形成機理理由于廢石的的礦物類型、礦礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造造、堆存方式式、環(huán)境條件件等影響因素素較多，使形形成過程變的的十分復雜，很很難定量研究究說明[1]]。一些研究究資料[2]]表明，黃鐵鐵礦（FeS2）是通過如如下反應(yīng)過程程被氧化的：：FeS2+2O22→FeS2（O2）2（1）FeS2（O2）2→FeSOO4+S0（2）2S0++3O2+2HH2O→2H2SO4（3）上式表明元元素硫是黃鐵鐵礦氧化過程程中的中間產(chǎn)產(chǎn)物。而另有有研究則認為為其氧化反應(yīng)應(yīng)過程是通過過下式進行的的，即：（1）在干干燥環(huán)境下，硫硫化物與空氣氣中的氧氣起起反應(yīng)生成硫硫酸亞鐵鹽和和二氧化硫，在在此過程中氧氧化硫鐵桿菌菌及其它氧化化菌起到了催催化作用，加加快了氧化反反應(yīng)速度：FeS2+3O22→FeSOO4+SOO2（4）在潮濕的環(huán)環(huán)境中，硫化化物與空氣中中的氧氣、空空氣土壤中的的水分共同作作用成硫酸亞亞鐵鹽和硫酸酸。2FeS22+7OO2+2HH2O→2FeSSO4+2H2SO4（5）反應(yīng)（4）、（5）為初始反反應(yīng)，反應(yīng)速速度很慢。據(jù)中科院11993年的調(diào)研資資料[3]證明礦礦物中的硫元元素在初始氧氧化過程以四四價態(tài)為主，反反應(yīng)過程（5）可以表示示為：2FeS22+5OO2+2HH2O→2FeSSO3+2H2SO32FeSOO3+O2→2FeSSO42H2SOO3+O2→2H2SO4（2）硫硫酸亞鐵鹽在在酸性條件下下，在空氣及及廢水中含氧氧的氧化作用用下，生成硫硫酸鐵，在此此過程中氧化化鐵鐵桿菌及及其它氧化菌菌起到了催化化作用，大大大加快了氧化化反應(yīng)過程：：4FeSOO4+2HH2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2HH2O（6）反應(yīng)（6）是是決定整個氧氧化過程反應(yīng)應(yīng)速率的關(guān)鍵鍵步驟。（3）硫硫酸鐵鹽同時時還可以與FeS2及其它金屬屬硫化礦物發(fā)發(fā)生氧化反應(yīng)應(yīng)過程，形成成重金屬硫酸酸鹽和硫酸，促促進了礦物中中其它重金屬屬的溶解及酸酸性廢水的形形成。7Fe2((SO4)3+FeSS2+8HH2O→15FeSSO4+8HH2SO4（7）2Fe2((SO4)3+MS+2H22O+33O2→2MSOO4+4FFeSO4+2H2SO4（8）(其中M表表示各種重金金屬離子)反應(yīng)（7）、（8）反應(yīng)速度度最快，但是是取決于反應(yīng)應(yīng)（6），也即亞亞鐵離子的氧氧化反應(yīng)速率率。（4）硫硫酸亞鐵鹽中中的Fe3+，同時會會發(fā)生水解作作用（具體水水解程度與廢廢水的pH大小有關(guān)），一一部分會形成成較難沉降的的氫氧化鐵膠膠體，一部分分形成Fe(OHH)3沉淀，其反反應(yīng)方程式如如下：Fe2(SSO4)3+6H2O→2Fe((OH)3（膠體）+3H2SO4（9）Fe2(SSO4)3+6H2O→2Fe((OH)3↓+3H2SO4（10）二、金屬礦山酸酸性廢水治理理現(xiàn)狀2.1石灰//石灰石中和和沉淀法[66]中和沉淀法法是處理礦山山酸性廢水最最常用的方法法，該方法主主要是通過投投加堿性中和和劑，提高礦礦山酸性廢水水的pH，并使廢水水中的重金屬屬離子形成溶溶度積較小的的氫氧化物或或碳酸鹽沉淀淀。常用的中中和劑有生石石灰(CaO)、石灰乳(Ca(OHH)2)、石灰石（CaCO3）、白云石石（CaCO3、MgCOO3）、電石渣渣（Ca(OHH)2）、Mg(OHH)2等,此類方法可可在一定pH值條件下去去除多種重金金屬離子，具具有工藝簡單單、可靠、處處理成本低等等特點。工程程上較為常用用的中和沉淀淀法為石灰/石灰石中和和沉淀法，根根據(jù)其具體方方法的不同，石石灰/石灰石處理理方法又具有有不同的處理理工藝、系統(tǒng)統(tǒng)。（1）水塘塘處理工藝水塘處理系系統(tǒng)（PondTTreatmment）是礦山酸酸性廢水與生生石灰混合進進入反應(yīng)沉淀淀池，進行中中和反應(yīng)，中中和泥渣沉降降，上層澄清清水外排。反反應(yīng)沉淀池一一般是考慮兩兩段設(shè)計，第第一段主要用用作反應(yīng)沉降降，水面較深深，底泥要定定期清理，第第二段主要用用作進一步沉沉降，增強出出水水質(zhì)（圖圖2-1為水塘處理理工藝）。此此處理工藝簡簡單可靠、工工程投資及運運行費用低，且且能較好的適適應(yīng)水量、水水質(zhì)的變化。但但由于處理系系統(tǒng)沒有考慮慮控制問題，在在處理過程中中可能要出現(xiàn)現(xiàn)一些問題，例例如處理過程程中由于沒有有混合反應(yīng)設(shè)設(shè)備反應(yīng)時間間及混合不均均勻?qū)е乱徊坎糠骤F離子不不能被充分氧氧化，但如果果添加曝氣系系統(tǒng)，會對污污泥對沉降性性能產(chǎn)生影響響。另外水塘塘一般地勢低低洼，處理出出水及底泥到到排放需要添添加動力提升升設(shè)備，將會會加大能耗，增增加處理運行行成本。同時時在處理過程程中天氣對處處理出水水質(zhì)質(zhì)有重要影響響，水塘的塘塘面比較大，較較大的風力會會引起攪動，影影響出水水質(zhì)質(zhì)。水塘處理理系統(tǒng)最大的的不利條件是是中和藥劑石石灰的利用率率比較低，低低于50％，為提高高石灰的利用用率可以考慮慮建立底泥回回流系統(tǒng)，把把一部分中和和污泥用機械械設(shè)備輸送回回處理系統(tǒng)，這這樣不但能提提高石灰的利利用率，而且且提高污泥的的濃度，從而而可以降低處處理運行成本本。（2）基坑坑連續(xù)/批處理系統(tǒng)統(tǒng)基坑連續(xù)續(xù)/批處理系統(tǒng)統(tǒng)（PitTTreatmment）類似與水水塘處理工藝藝，但在水塘塘處理工藝的的基礎(chǔ)上添加加泵入、泵出出設(shè)備，反應(yīng)應(yīng)過程的混合合作用增加了了中和藥劑石石灰的效率。批處理過程程是礦山酸性性廢水在中和和反應(yīng)器中與與配置的石灰灰乳液混合，發(fā)發(fā)生中和反應(yīng)應(yīng)，使重金屬屬離子以形成成相應(yīng)的氫氧氧化物沉淀，在在此過程中可可以添加絮凝凝劑，一段處處理出水自流流進入基坑，在在其中進行絮絮凝沉降，基基坑上層清液液通過浮動泵泵泵入二段中中和反應(yīng)器，通通過添加硫酸酸調(diào)節(jié)pH值，使其達達到出水限制制要求，二段段反應(yīng)器最終終出水達標排排放?；舆B續(xù)續(xù)/批處理系統(tǒng)統(tǒng)運作的關(guān)鍵鍵是保證浮動動泵泵出的是是基坑內(nèi)表面面澄清液。泵泵入泵出基坑坑的水量是變變化的，基坑坑內(nèi)的水面高高度同時也是是波動的，整整個處理過程程可以連續(xù)進進行也可以進進行批處理操操作。雖然基基坑連續(xù)/批處理工藝藝系統(tǒng)相比水水塘處理工藝藝能較好的提提高中和藥劑劑石灰的利用用率，但是同同樣面臨著中中和pH不易控制，中中和污泥沉降降效果不佳等等問題。（3）傳統(tǒng)統(tǒng)處理工藝傳統(tǒng)處理工工藝（ConveentionnalTreeatmenntPlaant）礦山酸性性廢水進入石石灰中和反應(yīng)應(yīng)池，進行中中和反應(yīng)，通通過控制反應(yīng)應(yīng)池pH使廢水中的的重金屬以氫氫氧化物沉淀淀的形式去除除，處理出水水經(jīng)投加絮凝凝劑后進入澄澄清池，進行行泥水分離，上上層清夜達標標外排，底泥泥從澄清池底底部泵入污泥泥池或者壓濾濾機進行進一一步的處理、處處置。但是通通常要添加砂砂濾池或者其其它過濾澄清清設(shè)備，對溢溢流出水進行行進一步處理理，除去剩余余的懸浮物、雜雜質(zhì)，以提高高出水水質(zhì)。江西德興銅銅礦、永平銅銅礦及擬建中中的銅陵化工工集團新橋礦礦業(yè)公司的污污水處理系統(tǒng)統(tǒng)均采用傳統(tǒng)統(tǒng)處理工藝。此此處理工藝簡簡單可靠，處處理運行費用用低，在德興興銅礦、永平平銅礦廢水治治理過程中取取得了較好的的廢水處理效效果，處理出出水均可達到到相應(yīng)的國家家排放標準。雖然與水塘塘處理工藝及及基坑連續(xù)/批處理工藝藝相比具有較較好的石灰利利用效率，但但是與HDS底泥循環(huán)處處理技術(shù)相比比石灰的利用用率還是較低低。同時HDS底泥循環(huán)處處理技術(shù)污泥泥的固含量可可以達到20％，而傳統(tǒng)統(tǒng)處理工藝污污泥的固含量量不到5％，同時HDS處理技術(shù)在在防止由于石石膏的生成造造成管道堵塞塞問題，而且且HDS污泥回流工藝藝與傳統(tǒng)處理理工藝相比僅僅增加了底泥泥回流系統(tǒng)對對整個工程投投資及運行費費用來說僅占占較小的比例例。（4）簡易易底泥回流工工藝簡易底泥回回流技術(shù)（SimplleSluudgeRRecyclle），這項處處理技術(shù)沒有有被申請專利利，其成果也也沒有被廣泛泛發(fā)布，但是是在一些地方方也得到應(yīng)用用。主要是因因為其增加了了底泥回流系系統(tǒng)，如圖2-4。此種處理工工藝與傳統(tǒng)處處理工藝相比比有較多的優(yōu)優(yōu)點：1）縮小了了反應(yīng)器容積積2）提高了了污泥的沉降降性能3）提高了了石灰的利用用率，降低藥藥劑石灰的用用量4）增加底底泥濃度關(guān)鍵點是簡簡易底泥回流流工藝底泥濃濃度明顯的高高于水塘處理理系統(tǒng)和傳統(tǒng)統(tǒng)處理系統(tǒng)，其其污泥固含量量可達到15％，低于HDS處理技術(shù)的20％，但相對對水塘處理工工藝及傳統(tǒng)處處理工藝產(chǎn)生生的污泥固含含量的不足1％、5％來說是一一個重大的提提高。但從整整個工藝流程程來說，簡易易底泥回流技技術(shù)省略了HDS處理技術(shù)中中的混合池，從從處理設(shè)施基基建投資及運運行費用方面面來說是簡易易底泥回流技技術(shù)較HDS處理技術(shù)具具有低的基建建投資及運行行成本。（5）HDDS處理技術(shù)與簡易底泥泥回流系統(tǒng)不不同，HDS處理方法（theHHighDDensittySluudgePProcesss），增加了了石灰/污泥混合池池，澄清池回回流底泥與中中和藥劑石灰灰在混合池(Limee/SluddgeMiixTannk)中混合，此此過程可以促促進中和藥劑劑石灰顆粒在在回流沉淀物物上的凝結(jié)，從從而增加沉淀淀顆粒粒徑和和污泥密度，同同時通過石灰灰的添加調(diào)節(jié)節(jié)混合池pH值?；旌铣爻鼗旌戏磻?yīng)物物溢流進入快快速反應(yīng)池（RMT）與酸性廢廢水發(fā)生中和和反應(yīng)，中和和污泥溢流進進入中和反應(yīng)應(yīng)池，完成進進一步的中和和反應(yīng)。通常常反應(yīng)過程中中要鼓入空氣氣進行曝氣，氧氧化中和廢水水中的亞鐵，提提高出水水質(zhì)質(zhì)。中和反應(yīng)應(yīng)池溢流水進進入絮凝池，通通過加入絮凝凝劑使中和污污泥形成絮體體，提高在澄澄清池中的沉沉降性能。澄澄清池沉降污污泥一部分外外排進行處理理處置，一部部分進入底泥泥循環(huán)系統(tǒng)，進進一步循環(huán)利利用。HDS處理理技術(shù)在世界界范圍內(nèi)的多多數(shù)礦山都有有廣泛的應(yīng)用用，國內(nèi)，江江西德興銅礦礦為解決傳統(tǒng)統(tǒng)處理工藝在在實際應(yīng)用過過程中，出現(xiàn)現(xiàn)的管道結(jié)、底底泥含水率高高等問題，通通過國際招標標，選擇與加加拿大PRA公司合作，開開展了利用HDS技術(shù)處理礦礦山酸性廢水水的現(xiàn)場試驗驗研究，已經(jīng)經(jīng)取得了較好好的效果，底底泥濃度可控控制在25％～30%，當SO42-離子濃度度大于25g/L時，整個試試驗工藝流程程不存在結(jié)垢垢現(xiàn)象，生產(chǎn)產(chǎn)實踐中可有有效的延長設(shè)設(shè)備的使用周周期[11]]。不同的HDDS處理工藝系系統(tǒng)，稱為TheHHeathSteelle處理技術(shù)，與與HDS處理系統(tǒng)不不同，HeathhSteeele處理系統(tǒng)沒沒有快速混合合池和絮凝池池。HDS處理系統(tǒng)的的快速混合池池主要是利于于控制反應(yīng)pH，隨著污水水處理控制系系統(tǒng)的完善，快快速混合池完完全可以取消消，試驗表明明快速混合池池在HDS處理系統(tǒng)中中沒有多大作作用。同時中中和反應(yīng)池溢溢流中和污泥泥完全可以與與絮凝劑在輸輸送管道中混混合發(fā)生絮凝凝，這樣可以以取消HDS處理系統(tǒng)中中絮凝池的，由由此這種改進進的HDS處理技術(shù)在在降低工程基基建投資及廢廢水處理運行行費用方面更更具有優(yōu)勢。（6）分段中中和處理技術(shù)術(shù)這個處理系系統(tǒng)不同的添添加量也不是是必須的，排排，底泥從澄澄清池底部泵泵入污泥塘。反反應(yīng)器設(shè)計分分段中和處理理技術(shù)（Stageed-Neuutraliizatioon(S--N)prrocesss）是在各段段中和反應(yīng)中中通過控制不不同反應(yīng)器不不同反應(yīng)終點點pH值使不同的的重金屬離子子分段沉淀，便便于回收利用用。江西永平銅銅礦2003年以前采用用同樣的處理理工藝——分段中和沉沉淀法處理銅銅礦酸性廢水水，第一段中中和反應(yīng)槽反反應(yīng)pH控制在4.5左右，廢水水中的Fe3+、部分的Fe2+、Cr6+形成氫氧氧化物沉淀，通通過斜板沉淀淀池沉淀去除除，澄清液進進入第二段中中和反應(yīng)槽，反反應(yīng)終點pH值控制在7.5沉淀銅離子子，生成氫氧氧化銅沉淀，送送銅回收車間間通過壓濾、干干燥、煅燒回回收銅。由于于隨礦山開采采時間的延長長，酸性廢水水中銅離子濃濃度的含量逐逐年下降第二二段沉淀池污污泥中的品位位達不到設(shè)計計時的要求，通通過污泥回收收銅的運行成成本高于其價價值，因此永永平銅礦放棄棄使用從污泥泥中回收銅的的工藝，由兩兩段中和工藝藝改為一次中中和兩次沉淀淀的處理方案案[9]。2.2硫化沉沉淀法硫化物沉淀淀法是利用硫硫化劑將廢水水中重金屬離離子轉(zhuǎn)化為不不溶或者難溶溶的硫化物沉沉淀的方法，金金屬硫化物沉沉淀是比其氫氫氧化物沉淀淀離子溶度積積更小。常用用的硫化劑有Na2S、NaHS、H2S、CaS和FeS等，該法的的優(yōu)點是硫化化物的溶解度度小、沉渣含含水率低，不不易因返溶而而造成二次污污染，同時產(chǎn)產(chǎn)渣量相較石石灰中和沉淀淀法少，而且且當用中和沉沉淀法處理礦礦山酸性重金金屬廢水不能能達到相應(yīng)的的限制要求時時可采用硫化化沉淀法，同同時可以與浮浮選法組合成成沉淀浮選工工藝，對廢水水中的重金屬屬進行選擇性性沉淀回收。硫化沉淀法法在礦山酸性性廢水處理過過程中一般工工藝流程為第第一段通過添添加中和藥劑劑控制pH值為4.0左右，主要要去除礦山酸酸性廢水中含含有的三價鐵鐵，溢流出水水添加硫化劑劑，使含有的的其它重金屬屬轉(zhuǎn)化為金屬屬硫化物沉淀淀，所得硫化化渣通過浮選選工藝進一步步回收重金屬屬，處理后水水進一步用石石灰處理進行行中和處理使使之達標排放放。德興銅礦11985年設(shè)計廢水水三段處理工工藝（一段投投加石灰乳除除鐵，二段利利用硫化沉淀淀法回收金屬屬銅，三段中中和），當時時處理礦山酸酸性廢水123700t/d，二段硫化化沉淀法回收收銅，銅的回回收率可達到到99％，銅渣含含銅品位大于于30％，自建立立到1999年底，共處處理酸性水1600萬t，回收金屬屬銅304t，處理水達達標率達到87.5％，產(chǎn)生較較好的經(jīng)濟效效益和環(huán)境效效益[13]]。硫化沉淀法法在一些礦山山酸性廢水處處理過程中已已經(jīng)得到應(yīng)用用，但在應(yīng)用用過程中出現(xiàn)現(xiàn)了一些問題題：（1）硫化化劑本身有毒毒，在礦山酸酸性廢水處理理過程中易形形成有毒的H2S氣體造成空空氣污染；（2）相較較其它處理藥藥劑，硫化劑劑價格高，增增加了污水處處理運行成本本，但其具體體經(jīng)濟可行性性要綜合考慮慮重金屬回收收獲得的收益益；（3）處理理過程中不易易控制藥劑添添加用量，過過量不但增加加污水處理成成本而且也會會造成污染。但一些研究究考慮利用資資源豐富的硫硫鐵礦(Fe2S)制備硫化劑FeS，可以避免免硫化沉淀過過程中產(chǎn)生H2S，排水可再再處理，使硫硫化沉淀法得得到改進。2.3氧化還還原法氧化還原法法在礦山酸性性廢水處理過過程中的應(yīng)用用主要是兩個個方面：一是是酸性廢水中中二價鐵的氧氧化，在礦山山酸性廢水中中含有大量的的二價鐵，在在中和、硫化化沉淀法處理理過程中不易易處理，將二二價鐵氧化為為三價鐵（礦礦山酸性廢水水處理過程中中一般采用曝曝氣法）可以以便于去除，控控制pH在3.0左右即可去去除大部分的的鐵離子，同同時由于三價價鐵的共沉淀淀作用，可以以去除部分的的其它重金屬屬；二是廢水水中重金屬的的置換、回收收。在礦山酸酸性廢水的處處理過程中氧氧化還原法主主要是鐵屑置置換工藝，利利用鐵的還原原性還原廢水水中的重金屬屬離子，形成成海綿態(tài)的重重金屬。江西西銅業(yè)股份公公司永平銅礦礦和山東招遠遠黃金冶煉廠廠都有相關(guān)工工程應(yīng)用，永永平銅礦在采采區(qū)廢水形成成匯流端處建建起了數(shù)個小小型氧化還原原反應(yīng)池,采用鐵屑置置換法,生產(chǎn)收集海海綿銅,每年可獲得得近10萬元的經(jīng)濟濟效益[9]]。2.4微生物處處理技術(shù)[110]中和沉淀法法及硫化沉淀淀法的嚴重缺缺點是產(chǎn)生大大量難以處置置的固體廢棄棄物，產(chǎn)生嚴嚴重的二次污污染，而廢水水水量大、重重金屬濃度低低的礦山廢水水的處理具有有較高處理成成本。氧化還還原工藝只能能處理一部分分重金屬離子子，單一處理理并不能使廢廢水處理達標標排放。由于于中和法、硫硫化沉淀法和和氧化還原技技術(shù)的缺陷和和局限性，利利用微生物技技術(shù)處理金屬屬礦山酸性廢廢水處理礦山山酸性重金屬屬廢水技術(shù)就就成為研究的的前沿課題。根據(jù)微生物物處理重金屬屬廢水作用機機理的不同，微微生物處理技技術(shù)主要分為為生物吸附技技術(shù)、生物累累積技術(shù)、生生物浸出技術(shù)術(shù)三大類。（1）生物物吸附技術(shù)是是指廢水中的的有毒有害的的重金屬離子子與微生物細細菌細胞表面面的多種化學學基團如胺基基、?；⒘u羥基、羧基、磷磷酸基和巰基基等發(fā)生物理理化學作用，結(jié)結(jié)合在細菌的的細胞表面，然然后被輸送至至細胞內(nèi)部并并被還原成低低毒物質(zhì)。微微生物可以從從極稀的溶液液中吸收金屬屬離子，在一一定條件下，微微生物細胞能能夠富集幾倍倍于自身重量量的金屬離子子；富集后的的金屬可以通通過有機物回回收的途徑再再轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏糜玫漠a(chǎn)品。（2）生物物累積技術(shù)是是指細菌依靠靠生物體的代代謝作用而在在細胞體內(nèi)累累積金屬離子子。通過生物物累積作用清清除金屬礦山山酸性廢水中中的重金屬離離子，比現(xiàn)行行的化學方法法處理工藝有有以下幾方面面的優(yōu)勢：①對金屬屬礦山復雜廢廢水中某一特特定金屬離子子有良好的選選擇性，從而而可以回收廢廢水中的某些些有用重金屬屬；②對礦山山酸性廢水中中低濃度的重重金屬離子具具有一定的累累計作用，從從而使其達到到回收價值。③對于廢廢水水量大、金金屬濃度低的的礦山酸性廢廢水的處理具具有低成本性性。（3）生物物浸出技術(shù)是是指利用特定定微生物細菌菌對某些金屬屬硫化物礦物物的氧化作用用，使金屬離離子進入液相相并實現(xiàn)對金金屬離子的富富集作用。關(guān)關(guān)于生物浸出出的作用機理理，一般有兩兩種觀點，即即直接浸出機機理和間接浸浸出機理。直直接浸出是指指細菌吸附于于礦物顆粒表表面，利用微微生物自身的的氧化或還原原特性，使物物質(zhì)中有用組組分氧化或還還原，從而以以可溶態(tài)或沉沉淀的形式與與原物質(zhì)分離離的過程；間間接浸出是指指依靠微生物物的代謝作用用（有機酸、無無機酸和Fe3+等）與礦礦物質(zhì)發(fā)生化化學反應(yīng)，而而得到有用組組分的過程。硫酸鹽生物物還原法（SRB微生物處理理技術(shù)）是一一種典型生物物浸出技術(shù)。該該法是在厭氧氧條件下硫酸酸鹽還原菌通通過異化的硫硫酸鹽還原作作用，使礦山山酸性廢水中中的硫酸鹽轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為硫化物物，而這些硫硫化物可以和和廢水中的重重金屬離子生生成溶解積較較小的金屬硫硫化物沉淀，從從而使重金屬屬離子得以去去除，同時由由于還原生成成的S2-的水解及及硫酸鹽還原原菌可以用礦礦山廢水中添添加的有機物物或其它電子子受體作為能能量來源，產(chǎn)產(chǎn)生CO2，由化學平平衡可知，整整個的還原過過程中，廢水水的pH值會有所升升高，一部分分重金屬離子子將因形成碳碳酸鹽或氫氧氧化物沉淀而而得以去除?，F(xiàn)階段采用用的細菌堆浸浸－萃?。婋姺e工藝主要要也是利用細細菌浸出技術(shù)術(shù)，其工藝主主要是采用酸酸性水循環(huán)噴噴淋和細菌氧氧化技術(shù)，加加速低品位含含銅、硫廢石石中重金屬離離子的溶出，通通過循環(huán)噴淋淋提高酸性廢廢水中重金屬屬離子濃度，使使其具有回收收價值，進行行進一步的萃萃取、電積，進進行回收。此此工藝不但可可以去除廢水水中的重金屬屬離子而且還還可以獲得一一定的經(jīng)濟效效益。江西德興銅銅礦1994年開始細菌菌堆浸－萃取取－電積工程程建設(shè)，工程程概算投資為為4761萬元，實際際完成投資為為4900萬元；整個個流程實現(xiàn)閉閉路循環(huán)。堆堆浸廠從1997年開始生產(chǎn)產(chǎn)，至2001年年末已從從酸性廢水、廢廢石中回收了了A級電銅2476t，2004年產(chǎn)值4000多萬，利潤潤達3000多萬。微生物處理理技術(shù)的低成成本、不產(chǎn)生生二次污染等等優(yōu)越性決定定了其在在礦礦山酸性廢水水治理過程將將具有廣闊的的應(yīng)用前景，但但也有一定的的局限性：①微生物物一般具有一一定的適應(yīng)性性處理廢水pH、溫度的高高低等均可影影響微生物的的活性，進而而影響處理效效果；②微生物物一般都具有有選擇性，只只吸取或吸附附一種或幾種種金屬，針對對礦山多金屬屬廢水的處理理不具有優(yōu)勢勢；③微生物物具有一定的的耐受性，有有的在重金屬屬濃度較高時時會導致中毒毒，因而限制制了其廣泛的的應(yīng)用。2.5離子交交換法離子交換換法是指用離離子交換、吸吸附材料離子子交換、吸附附礦山酸性廢廢水中的重金金屬離子，以以達到富集，消消除或降低其其濃度的目的的。現(xiàn)階段離子子交換吸附、材材料的研究主主要是無機離離子交換劑改改性沸石、膨膨潤土材料和和有機離子交交換劑離子交交換樹脂，并并取得了一定定的研究成果果，但是改性性沸石、膨潤潤土材料的應(yīng)應(yīng)用僅局限于于實驗室規(guī)模模，且大多用用來處理實驗驗配置水溶液液，對于實際際廢水中污染染物的吸附處處理研究還較較少，實際廢廢水由于水源源不同、成份份復雜，用沸沸石、膨潤土土材料進行處處理要不具有有針對性，而而且在處理實實際污水時具具有操作復雜雜性，高成本本性，其工程程應(yīng)用的技術(shù)術(shù)、經(jīng)濟可行行性還要進一一步分析、研研究。離子交換樹樹脂法處理重重金屬廢水相相對技術(shù)比較較成熟，在技技術(shù)上是可行行了的，但是用其其對礦山廢水水進行處理不不具有經(jīng)濟可可行性，礦山山廢水水量大大、離子濃度度低，用離子子交換樹脂進進行處理具有有高成本性，同同時，離子交交換法處理重重金屬比較單單一，這就更更限制類其在在礦山酸性廢廢水處理中的的應(yīng)用。但可可針對不同金金屬礦山廢水水的特點，離離子交換法可可與其它處理理法組成組合合工藝，利用用離子交換法法富集特性，富富集礦山酸性性廢水中某一一可回收重金金屬，不但可可以對礦山廢廢水進行達標標處理，而且且通過廢水中中重金屬離子子的回收可以以產(chǎn)生較好的的經(jīng)濟效益。三、問題與展望望在礦山酸性性廢水處理過過程中，不同同的技術(shù)方法法、工藝具有有不同的特點點，具體廢水水處理工藝的的選擇要針對對礦山廢水處處理的實際，要要求處理方法法、技術(shù)經(jīng)濟濟合理、技術(shù)術(shù)可靠、操作作運行管理方方便。雖金屬屬礦山酸性廢廢水處理處理理技術(shù)的研究究已經(jīng)取得了了顯著的進展展，在實際應(yīng)應(yīng)用過程中還還存在一定的的問題，國內(nèi)內(nèi)一些企業(yè)針針對問題本身身，實施了相相應(yīng)的方案、措措施，并取得得了較好的效效果。（1）礦山山酸性廢水產(chǎn)產(chǎn)生量大，而而且具有長期期性，長期的的酸性廢水的的治理對礦山山企業(yè)是巨大的經(jīng)濟濟負擔，在酸酸性廢水治理理成熟處理技技術(shù)的基礎(chǔ)上上，實施綜合合治理，降低低酸性廢水的的處理量是礦礦山酸性廢水水治理的有效效途徑之一。①有效預防防金屬礦山酸酸性廢水的產(chǎn)產(chǎn)生很重要，可可以從源頭上上控制酸性廢廢水的產(chǎn)生量量，從而降低低后續(xù)污水處處理成本。②在礦山采采場、排土場場建立截排水水系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)清污分流，減減少酸性廢水水的產(chǎn)生量，從從而降低污水水處理成本。德德興銅礦采礦礦場根據(jù)地形形特點，采取取分區(qū)截流方方式，經(jīng)清污污分流進入封封閉圈的水量量可減少60%以上。③酸堿廢水水中和，以廢廢治廢，綜合合治理酸堿中和，以以廢治廢，是是永平、德興興銅礦廢水治治理成功的前前提。目前德德興銅礦采場場和廢石場酸酸性廢水產(chǎn)生生量約為4萬t/d，但其進污污水處理站的的酸性廢水量量僅為8600tt/d，約310000t酸性廢水是是通過尾礦庫庫酸堿中和和和選礦用水（主主要是選硫過過程）得到處處理。④酸性廢廢水綜合利用用。永平銅礦酸酸水回用單獨獨建立了一套套酸性廢水回回用設(shè)施，包包括一個泵房房、近2000m長的玻璃鋼鋼輸送管道，每每日向該礦選選礦廠輸送約約1440mm3酸性廢水?；鼗赜盟嵝詮U水水可提高硫浮浮選回收率1.5%，每年為企企業(yè)增效120萬元以上。（2）礦山山酸性廢水水水量、水質(zhì)具具有波動性，不不利于處理技技術(shù)方法的有有效利用，達達不到理想的處理理效果。在礦礦山酸洗廢水水治理實際過過程中較大庫庫容的酸水調(diào)調(diào)節(jié)庫可以有有效的保障后后續(xù)污水處理理設(shè)備的穩(wěn)定定運行及其出出水水質(zhì)達標標排放。永平、德興興銅礦礦山廢廢水治理的一一個主要優(yōu)點點是進水水量量、水質(zhì)比較較穩(wěn)定，易于于后續(xù)處理。兩兩礦均建有較較大容量的酸酸水調(diào)節(jié)庫，如如永平銅礦主主庫9#、10#酸水調(diào)節(jié)庫庫容量達1.2×1106m3，德興銅礦礦調(diào)節(jié)庫更大大，其祝家酸酸水庫總庫容容達289萬t，調(diào)節(jié)庫容261萬t，楊桃塢酸酸水庫總庫容容96萬t調(diào)洪庫容18萬t,且尾礦庫的的溢流水中和和酸性水工藝藝也起到了一一定的調(diào)節(jié)水水量作用，為為水處理系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定運行行提供了可靠靠的保障。礦山酸性廢廢水在實際治治理過程中的