[發(fā)明專利]礦山含硫礦物、As、Pb、Cd廢水的處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010136085.8
• 申請(qǐng)日: 2010-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN101805084A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘旭方;王帆;孫磊;郭慶;朱桐;陳宏貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/08
• 分類號(hào): C02F9/08;C02F1/52;C02F1/66;C02F1/72;C02F1/28;C02F103/10
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 常前發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦山廢水的處理工藝，尤其是涉及一種含硫礦物、 As、Pb、Cd等重金屬元素的礦山廢水的處理工藝，可在有色、化工、 冶金等礦山選廠排水、尾礦庫溢流水以及采礦礦坑涌水的綜合治理中 廣泛應(yīng)用。

背景技術(shù)

國內(nèi)外金屬礦山礦石中大多含有硫化礦，硫化礦在自然界中分布 廣、數(shù)量多，它可以出現(xiàn)于幾乎所有的地質(zhì)礦體中，尤其是銅、鉛、 鋅等金屬礦床，這些硫化礦物在空氣、水和微生物作用下，發(fā)生溶 浸、氧化、水解等一系列物理化學(xué)反應(yīng)，極易形成酸性廢水。這些酸 性廢水pH低、酸度大，含有大量有毒、有害重金屬，是污染水環(huán)境的 含重金屬離子廢水的主要來源，對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重 危害。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國礦山廢水的排放量約占全國工業(yè)廢水總排 放量的10％左右，各礦區(qū)普遍存在酸性廢水污染較嚴(yán)重的狀況。酸性 礦山廢水污染已成為世界性的問題，受到各國的關(guān)注。例如：美國礦 山酸性廢水污染了23,000km的河流；加拿大酸性礦山廢水污染了 19,300km的河流和72,00ha的湖泊和水庫。

這些生產(chǎn)廢水所含重金屬離子種類繁多，給處理帶來一定難度。 含重金屬離子廢水對(duì)環(huán)境的污染有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

①重金屬污染物在自然環(huán)境中不能自行分解為無害物質(zhì)，而只 能發(fā)生形態(tài)的改變或在不同相之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在這些過程中其毒性并 未得到根本性的消除，若處置稍有不當(dāng)，重金屬離子會(huì)返溶于水中， 重新產(chǎn)生危害，形成“二次污染”；

②生物體從環(huán)境中攝取重金屬，經(jīng)過食物鏈的生物放大作用， 逐漸地在較高級(jí)的生物體內(nèi)富集起來；

③重金屬進(jìn)入人體后能夠和生理高分子物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的相互 作用而使之失去活性，也可能積累在人體中造成慢性中毒，而這種積 累性危害有時(shí)需要十多年才顯現(xiàn)出來。

礦山酸性廢水的處理方法主要分為兩種：中和法和微生物法。中 和法是最常用的一種方法，即向酸性廢水中投加堿性中和劑(堿石灰、 消石灰、碳酸鈣、高爐渣、白云石等)，一方面使廢水的pH值提高， 另一方面廢水中的重金屬離子與中和劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氫氧化物 沉淀、去除水體中的重金屬離子。微生物法是利用自然界中的硫循環(huán) 原理，利用硫酸鹽還原菌通過異化硫酸鹽的生物還原反應(yīng)，將硫酸鹽 還原成H₂S，并利用某些微生物將H₂S氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)重金屬離 子在微生物體內(nèi)“積累”起來。國外應(yīng)用微生物法處理酸性礦山廢水 的實(shí)例較多，如美國蒙大拿州對(duì)某礦山酸性廢水建立SRB(硫化還原 菌)處理系統(tǒng)，出水pH值達(dá)到7，F(xiàn)e、Al、Cd和Cu的去除率也較高。 隨著科學(xué)的進(jìn)步，礦山酸性廢水的處理技術(shù)不斷得到新的發(fā)展，如濕 地處理法、生物膜吸附處理法和生化材料過濾法等。

對(duì)于含硫酸根的酸性廢水，國內(nèi)多采用以石灰乳為中和劑的一段 中和法，但是如果酸性廢水的pH值較低，采用石灰乳為中和劑的一 段中和法，一方面治理每噸廢水需要的石灰量較大、處理成本較高， 另一方面將產(chǎn)生大量的廢渣、給環(huán)境帶來潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)。

有些礦山廢水經(jīng)過石灰乳中和處理后，pH值位于6～7之間，并 未呈現(xiàn)酸性，但水質(zhì)中硫化礦物、As、Pb、Cd等重金屬元素含量仍 然嚴(yán)重超標(biāo)，達(dá)不到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)的排放要 求。如國內(nèi)某銅礦當(dāng)排尾過程中溢流水存在下述現(xiàn)象：(1)顏色不正 常，溢流水有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)綠色和乳白色；(2)有異味，當(dāng)排尾時(shí)，泄水 井(孔)處有異味；(3)水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)，經(jīng)取樣檢測(cè)，溢流水中硫化物 以及As、Pb、Cd等重金屬元素存在超標(biāo)現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，而提供一種不 僅能夠消除礦山廢水中異味、使廢水顏色變正常，而且達(dá)到《農(nóng)田灌 溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)排放要求的礦山含硫礦物、As、Pb、Cd 廢水的處理工藝。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明礦山含硫礦物、As、Pb、Cd廢水的 處理工藝采用以下工藝、步驟：

(1)鼓風(fēng)曝氣：將礦山含硫礦物、As、Pb、Cd廢水在曝氣池中 鼓風(fēng)曝氣氧化處理，曝氣時(shí)間30-50min；曝氣系統(tǒng)可采用陶瓷制微 孔曝氣頭，氣泡微小、曝氣均勻，可提高氧氣利用率及水處理效率， 同時(shí)曝氣吹氧可去除硫化物、改善厭氧環(huán)境、分解選礦藥劑。