矿山废水的利用现状与展望

1、课程名称：二次资源利用论文题目：矿山废水的利用现状与展望学 院：矿业学院专 业： 矿物资源工程班 级：矿资131学 号： 1308010416学生姓名：任雨雨授课教师：程伟2016年11月15日评分标准序号评分标准分值得分1篇幅适当（字数、引文数）202结构合理、逻辑严谨、层次分明、组织有序203语言通顺、表述规范104内容的科学性、实用性和创新性405规范性（论文格式、引文格式、）10总分100教师（签名）：年 月 日矿山废水的利用现状与前景任雨雨（贵州大学矿业学院，贵州 贵阳 550025）任雨雨(guizhou university institute of mining, guizho

2、u guiyang 550025)摘要：本文介绍了矿山废水的来源，性质及矿山废水危害，叙述了矿山废水二次利用途的主要途径，包括循环用水,实现综合利用和废水中污染物的资源化两种途径；以及介绍了矿山废水二次利用过程中存在的问题，主要是废水组成成分复杂以及废水处理设施设备不完善。本文还总结了矿山废水二次利用给矿山带来的经济效益和社会效益，提出了对于矿山废水二次利用的建议。关键词：废水；电解；循环利用；堆浸提铜；Abstract：This paper introduces the mining waste water source, nature and mine waste water harm,

3、describes the main way of mine wastewater secondary utilization way, including water circulation, realize the comprehensive utilization of pollutants in waste water and reuse two ways; And the mine waste water is introduced to the process of using the existing problems and mainly wastewater composit

4、ion complex and imperfect wastewater treatment facilities. This article also summarizes the second mine wastewater using brings economic benefits and social benefits to mine, puts forward some Suggestions to secondary utilization of mine wastewater.Keywords: wastewater; Electrolysis; Recycling; Heap

5、 leaching copper;1 矿山废水的来源、性质及危害1.1矿山废水的来源矿山废水的产生主要来源于矿山生产,按生产顺序可分为采矿作业废水与选矿作业废水。破碎过程中湿法除尘的排水，碎矿及筛分车间、皮带走廊和矿石转运站的地面冲洗水等1。洗矿的废水，这种废水含有大量的悬浮物和重金属离子，冷却的水，碎磨矿设备的油冷却器的冷却水和泵排的这类废水，温度较高，石灰乳及药剂制备车间冲洗地面和设备用的废水，该种废水中含有大量的石灰或选矿药剂。地下开采尤其是水力采煤、水沙充填采矿法排放的污水2。矿在露天开采过程中排弃大量的废石，堆存于废石场，废石中含有铜、铁、硫等多种化学元素，在自然条件下，由于受空气、

6、降雨及细菌的影响，从废石场中流出的废水呈酸性，含有铜、铁等多种金属离子，由于相同的原因，露天采区及边坡也产生酸性水3。1.2 矿山废水的性质矿山废水主要是酸性废水和碱性废水。大部分有色金属矿山都含硫或共生硫化物，如黄铜矿、黄铁矿等。硫化矿物在自然界中经氧化、风化、分解等综合作用下，逐渐形成矿山环境下所特有的酸性废水。其破坏程度与pH值、酸性水产量、各种金属离子种类及浓度、价态有关。矿山环境下的酸性废水主要来源自矿坑水、废石堆淋滤液等，其对环境的污染可归结为酸性废水和重金属离子两个方面4。矿山环境下的碱性废水主要产生于选矿作业,在对矿石进行浮选过程中，为获取最佳的分离效果，需要对矿浆体系加入酸碱

7、调整剂进行调整。通过这种方法，有色金属矿石在碱性条件下可获得较好的可浮性，如黄铜矿在pH达到10.5时，其可浮性最好，而由此而产生的矿山废水通常呈碱性。随着生产过程添加的各种药剂的不同，碱性废水中含有不同的污染物5。1.3矿山废水对环境的危害在矿井疏干排水过程中,导致大面积区域性的地下水位下降，严重破坏矿区水均衡系统。造成大面积泉水干枯、疏干漏斗、河水断流、水资源逐步枯竭、地表水入渗或经塌陷灌入地下，严重影响了矿山的生态环境，使原本用地表水或井泉作为工农业供水的矿厂、村庄以及城镇发生水荒6-7。据统计，山西省因采煤也的发展造成18个县中26万人吃水困难，其中2万多公顷的水田变成了旱地，而井泉数

8、量减少达3000多处。美国科罗拉多州罗拉多流域受采矿的影响，重金属元素Cd、Zn、Pb、As的浓度，以污染源为最高，之后随着与污染源距离延长而逐渐降低8。重金属污染对人体的危害最为人们所熟知的为“八大公害”污染事件中的“水俣病”事件和“骨痛病”事件，前者是水体中的甲基汞通过食物链不断富集最后进入人体，引起受害人的死亡，发病具有较长的潜伏期，其后续遗症表现为新生婴儿通过母体摄入，继而患上“先天性水俣病”症9。2 矿山废水主要利用途径2.1 循环用水,实现综合利用通过对废水处理直接回用或经过合理处理后回收利用, 可以达到最大限度利用废水，以达到零排放的目标。既能减少废水的排放量、减轻环境的污染，同

9、时能减少新加水的补充量，从而节省水资源,并解决紧张的供水问题。如某铜矿变改变思路，利用露天矿酸性废水进行选硫，硫的回收率达到90%以上，获得了较好的经济效益和环境效益。 矿山水的闭路循环系统井下废水集中到井下水仓，再抽到地表高位生产水池。选矿及其他废水集中到污水池，通过水泵进入尾矿库澄清后，回水至生产水池10。生产水池的水通过供水系统，可提供采、选矿的生产用水。整个采、选矿过程中的生产废水实现闭路循环利用，2.12 露采废水综合利用方案考虑到矿生产用水的实际以及环保污染总量逐年减量的目标，提出“铜绿山矿露采废水综合利用治理方案”的设想11。用泵加压将废水通过管道网从露采采场排至运销车间前沉淀池

10、内，添加速凝剂双级处理后，使清水直流至铜沉淀池，最后由铜回水系统统一回收到选矿车间供生产使用。2.2 废水中污染物的资源化矿山废水中重金属的含量较高，通过工艺流程对废水中重金属离子等进行合理的回收，可实现污染物的资源化利用。例如某铜矿利用铁屑来置换矿山含铜酸性废水中的铜，废水中99%以上的铜得以回收11，减少了资源流失，降低了矿山废水处理的难度，有利于资源的回收，也有利于矿山环境保护。酸性水堆浸提铜技术德兴铜矿在露天开采过程中，大量的含铜废石排弃废石场，据统计，含铜025以下的低品位废石总量为89亿t，含铜总量达95万t，这些存在于废石中的铜，当时还无法用常规的选矿方法回收，不仅浪费资源的，而

11、且还造成矿山环境污染。为合理利用资源，减少矿山环境污染，德兴铜矿从1981年开始进行利用酸性水浸出废石中铜的研究，在完成室内小型试验的基础上，1986-1991年，与某院合作，先后二次完成千吨级矿堆的扩大试验，提出利用酸性水细菌浸出一萃取一电积的处理工艺，该工艺无需破碎和选矿，直接从低品位矿石中浸出铜，然后经萃取一电积产出电解铜，不仅解决了酸性废水污染问题，而且有效地回收了废石中的铜12。废水电解技术化学预处理和电解两部分，预处理工段主要针对原水样的COD、Ca+、M92+等对膜电解有害的影响因子进行有效去除利用电化学原理，在电解和特种离子膜的作用下，通过电荷的定向移动，促进传统中和反应的逆向

12、进行，实现酸、碱的有效制备与分离。阳离子膜电解的基本原理是：由于选择性膜体表面固定基带有负电荷离子，通过电场作用，带有正电荷的阳离子就可以通过阳离子膜，而阴离子因为同性排斥而不能通过，所以具有选择透过性13。从而阳极室的pH不断下降，阴极室的NaOH不断富集。电解的过程中，在电极板表而H+和OH一离子分别在阴阳极板上放电，分别产生氢气和氧气；在电场和离子膜的作用下Na+离子开始定向迁移至阴极室，从而在阳极室和阴极室分别制备出一定浓度的硫酸和氢氧化钠溶液。该工艺突破了硫酸钠高盐废水的综合利用技术难题，借鉴现有氯碱工业技术及相关设备，通过电化学设计，实现了硫酸钠电解生产酸、碱的关键技术研究。生产出

13、的硫酸、碱液可以直接回用于现场的预氧化、活性炭解吸及氰化尾渣金的浮选T段等。该技术不仅实现了矿石废水的“零排放”，而且有效的节约了外购化学药剂的使用量，符合矿山循环经济中“三废”减量化、再利用和资源化的目标要求14。3矿山废水利用过程中存在的问题矿山废水成分复杂，含有多种重金属，加之排放过程也很复杂，难以寻找到合适的处理工艺，不同地区的矿山废水不同，需要因地制宜的采取合适的处理工艺，没有可参考的工艺，每套工艺都只能从零开始设计，给矿山污水处理带来一定困难。还应清醒地看到在工艺手段上自动化检测和控制程度不高，缺乏相应的自动控制和检测设备，各设备处理废水时，由于水质处理指标波动陛比较大；在处理利用

14、上统一调度不够，处理废水利用效率不高，形成一定的浪费。4 矿山废水二次利用的经济和社会效益4.1 经济效益废水的二次循环利用，使废水得到了合理利用，矿山每年少用自来水(新鲜水)100万t，节约水电费100万元，给矿山节省了开支，增加了矿山的经济效益15。4.2 社会效益矿山废水的二次循环利用，杜绝了废水下排，保护了环境，在暴雨条件下，尾矿库水经暴雨稀释后外排，其水质可满足污水排放标准，无超标现象16。同时减少了枯水季节缺水对生产带来的负面影响，有利于建设绿色、和谐、可持续发展的新型矿山。5 结论在矿山开采利用的过程中矿山废水是影响矿山正常生产运营的重要因素，对矿山废水进行合理的预防、治理、资源

15、化利用对于提高环境效益和经济效益具有重要的意义。虽然在过去的几十年里，我国在矿山废水处理及综合利用方面取得了不少的进步，但是还存在严竣的挑战，比如矿山废水处理效率低、整体的综合利用水平低、矿山废水技术与设备的相对落后及矿山废水所引起的严重环境问题等等，这些因素都将严重地制约着我国矿山废水处理的进展，也影响着矿山工业可持续健康发展。因此，必须以资源、经济、环境协调发展为前提，树立科学的发展观念，大力推行矿山废水二次利用；加大科技投入，提高废水处理及综合利用技术水平；依靠科技进步，提高矿山废水处理效率，实现矿山废水综合利用和减排；完善矿山废城市综合利用及治理方面的相关法律、法规，加速推进尾矿综合治

16、理的进程；加强政府政策引导和扶持的力度，推动我国经济增长方式的转变，最终实现资源、经济、环境的平衡发展。参考文献：1刘亚萍,管尚双,孙晓辉等.废水资源化及废水的再生利用-结合阜新经济转型谈水资源的二次利用问题J.防护林科技,2004,(1):27-28.DOI:10.3969/j.issn.1005-5215.2004.01.012.2王军权.厂坝铅锌矿井下废水利用及分析J.甘肃冶金,2010,32(3):103-104,109.DOI:10.3969/j.issn.1672-4461.2010.03.033.3季常青,谢洪珍,夏国进等.某矿山硫酸钠选冶废水电解综合利用研究J.矿产综合利用,2

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