有色金屬礦山酸性廢水源頭治理的方法
2023-04-29 21:31:01
專利名稱：有色金屬礦山酸性廢水源頭治理的方法
技術領域：
一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，屬礦山環保技術領域特別是從源頭減少有色金屬礦山含硫化物的礦體，礦石堆，廢石堆，裸露的邊坡，採礦作業面產生酸性廢水的方法。
背景技術：
含硫化物的有色金屬礦山，特別是在雨水偏多地區的礦區，在嗜硫桿菌和其他浸礦細菌的生物催化氧化作用下，空氣中的氧，水與硫化物共同作用從而產生大量含硫酸根和重金屬離子的酸性廢水，而酸性條件下更有利於嗜硫桿菌和其他浸礦細菌的作用且有利於重金屬離子的溶解。從而加重了酸性廢水的產生。酸性廢水如不處理將帶來嚴重的環境汙染，而處理酸性廢水由於成本較高，則給礦山帶來較重的經濟負擔。且礦石中金屬硫化物在酸性條件下變為離子狀態，隨廢水流失，使本可用於礦山後續開採或進行生物堆浸的低品位礦石金屬資源量減少，影響礦山的後續發展。
目前，我國處理礦山酸性廢水的主要方法是投加石灰或鹼性廢水，中和達標後排放或回用，而硫化物礦山產生的酸性廢水中含有大量的硫酸根離子，加入石灰易產生硫酸鈣沉澱，引起管路結鈣堵塞。利用鹼性廢水(如精礦溢流液)中和時，酸鹼混合比大，因此所要求的處理設備龐大，佔地面積大，並且易在設備內形成氫氧化物膠體，難以沉澱，影響處理後的水質。也有礦山對產出的廢石採用堆一層廢石鋪一層石灰的方法處理，但數年後發現，廢石堆仍然會產生酸性廢水。
在國外，日本對於含亞鐵較高的礦山酸性廢水通常先將廢水中的二價鐵離子氧化成三價鐵離子，其氧化方法主要採用細菌氧化法利用氧鐵桿菌將二價鐵氧化成三價鐵，然後用純度98％的粒度-0.015mm的碳酸鈣中和，該法能有效的延長結鈣周期，降低處理成本(在日本碳酸鈣的價格僅為石灰價格的三分之一)目前國內細菌氧化方面尚無成熟經驗，高純度的碳酸鈣原料來源也有困難，其應用受到限制。
國內也有專利(公開號CN 1508079A，
公開日04.06.30)採用石灰乳或水泥漿料對廢石堆等礦山表面進行飽和噴淋，還在表面鋪設複合塑料膜覆蓋，從而「阻止各種水滲漏和侵襲」，達到「一次施工可永久性地防止礦山產生酸性廢水」的目的。但由於廢石堆，礦石堆的礦石大小不一，多呈稜角狀，塑料膜易破損風化，且無法阻止地下水長期對廢石堆的滲透侵襲作用。更由於在礦山的開採過程中廢石在不斷的產生，廢石的邊界品位也因為冶煉技術的提高和市場價格的變化而變化，廢石堆、邊坡的體積、位置在礦山開採過程中都處於不斷變化的，根本無法進行一次施工就可永久性的防止礦山產生酸性廢水。所有的這一切都源於在礦山開採過程中廢石堆，礦體，礦石堆，採礦作業面和邊坡的體積，位置都處於動態變化的過程中，而空氣中的氧，嗜硫桿菌等浸礦細菌和水對金屬硫化物的作用在於水和地下水的推動下，處於長期持續的過程。因而尋找在不影響礦山生產的前提下能長期有效的減少含有硫化礦物的礦山產生酸性廢水的方法成為全世界礦業和環保界的難題和急需解決的問題。
發明內容
本發明的內容就是為了解決含有硫化物的礦山產生酸性廢水的難題，提出了一種能長期有效阻止含有硫化物的礦山產生酸性廢水的方法，通過採用有色金屬礦山在對礦石進行球磨、浮選等選礦過程中產生的鹼性液、精礦溢流液、尾礦溢流液等鹼性廢水對含硫化物的礦體，礦石堆，廢石堆，裸露的邊坡，採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋，使表面及一定深度的硫化物表面長期保持鹼性，來有效解決礦山產生酸性廢水的環保難題，同時又大幅度減低礦山的環保費用，同時酸化產生的重金屬離子在鹼性條件下沉澱，形成硫酸物或氫氧化物覆蓋層。經中和滲流淨化後廢水，可以作為選礦水進行回用。
本發明的方法為採用有色金屬礦山選礦的鹼性廢水，PH值在10-12之間，對含硫化物的礦體，礦體，礦石堆，採礦作業面和裸露的邊坡，採礦作業面進行表面浸灌或噴淋，為了達到更好的效果，本發明方法還包括在礦體，廢石堆和裂隙較大的裸露邊坡進行尾砂覆蓋，並在尾砂表面進行鹼性廢水浸灌或噴淋，同時本發明方法也包括在降雨時期在鹼性廢水中加入飽和石灰乳來提高鹼性廢水的PH值。經過中和及滲流淨化的廢水可以做為礦山選礦水進行回水復用。
本發明與現有方法相比有以下優點和效果(1)使礦山表面長期表持弱鹼性，能長期有效地減少硫化物的氧化和酸化(2)能有效抑制促使硫化物酸化的嗜硫桿菌和其他浸礦細菌的生長。(3)在不影響礦山開採施工建設條件下，能長久有效地減少礦山產生酸性廢水(4)在對酸性廢水治理的同時淨化和中和了鹼性廢水(5)就地取材，淨化後廢水可回用，處理費用(6)鹼性廢水含有的選礦藥劑在礦山表面得到降解，消除其對環境的汙染(7)能有效阻止礦山低品位礦石的金屬資源流失，為今後可能的利用儲備資源。
具體實施例方式
本實施例提出了一種防止有色金屬礦山產生酸性廢水的方法，該發明的實施例為採用有色金屬礦山選礦產生的鹼性廢水對含硫化物的礦體，礦石堆，廢石堆，裸露的邊坡，採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋。實施例一就是以下步驟之一或全部用泵將鹼性廢水提升輸送至礦山高處溢流溝，鹼性廢水在自身重力作用下，對含硫化物的礦體、礦石堆，廢石堆、裸露的邊坡、採礦作業面由上到下進行浸灌，對不適用浸灌的廢石堆、採礦作業面進行噴淋。對於地下水源式的酸性廢水，應對其一直進行浸灌或噴淋，在降雨時期在鹼性廢水中加入飽和石灰乳來提高鹼性廢水的PH值，從而提高鹼性廢水的中和能力。
為了達到更好的效果，本發明還包括以下步驟在硫化物的礦體，廢石堆、採礦作業面和邊坡表面鋪設選礦後呈鹼性的礦山尾砂，並在尾砂表面進行鹼性廢水浸灌或噴淋。1-6個月為一個周期，一般應進行1個或1個以上周期。
對於經滲流中和淨化後的水體，可通過溝渠進行收集集中作為礦山回水重複利用。
實施例二採用有色金屬礦山選礦過程產生的鹼性廢水對於雨水作用產生酸性廢水的含硫化物礦體，礦石堆，廢石堆，裸露邊坡，採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋，在旱季每次浸灌或噴淋的時間是1-10天，然後停止噴淋2-20天，為一個周期；在雨季每次浸灌或噴淋的時間是1-30天，然後停止噴淋1-10天，為一個周期，在旱季和雨季都要進行周期性循環浸灌或噴淋。其後續步驟與實施例一是相同的，在此就不仔細描述了。
對於不同的有色金屬礦山的特點，不同的酸性廢水質量，以及當地不同的氣候條件、地形條件及水文地質條件，應根據具體情況採用不同的浸灌或噴淋方式，不同的浸灌或噴淋時間和周期，以取得最佳的效果。
本發明的特點在於利用有色金屬礦山自身選礦產生的鹼性廢水長期對含硫化物的礦體，礦體，礦石堆，採礦作業面和裸露的邊坡，採礦作業面進行周期性表面浸灌或噴淋。在酸性廢水的源頭進行酸鹼中和處理，從而形成了抑制嗜硫桿菌和其他浸礦細菌生長的鹼性環境。並形成了金屬硫酸鹽和金屬氫氧化物的覆蓋層利用選礦產生的尾砂充填礦石堆和廢石堆的間隙，邊坡和採礦作業面的裂隙和表面，減少空氣中氧與硫化物的接觸作用。由於浸灌和噴淋可以根據礦山開採過程中的具體情況進行調動，其作用效果並不因礦山的生產而受到直接影響，因此可以長期有效地進行酸性廢水治理，且在治理酸性廢水的過程中鹼性廢水也得到了中和淨化，淨化後的水體可做為礦山選礦水進行回水復用，從而達到循環利用的目的，節約了水資源同時減少了環境汙染。
權利要求
1.一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其特徵在於，所述方法為採用有色金屬礦山產生的鹼性廢水對含硫化物的礦體、礦石堆、廢石堆、裸露的邊坡、採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋，使表面及一定深度的硫化物表面長期保持鹼性。
2.如權利要求1所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，所述浸灌或噴淋是指對含硫化物的礦體、礦石堆、廢石堆、裸露的邊坡、採礦作業面的表面使用鹼性廢水從溢流溝自流進行浸灌後有多餘液體流出；對不適於浸灌的礦石堆、廢石堆、採礦作業面進行噴淋，噴淋後有多餘液體流出。
3.如權利要求1所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，所述的鹼性廢水是指有色金屬礦山在對礦石進行球磨、浮選等選礦過程中產生的鹼性液、精礦溢流液、尾礦溢流液。
4.如權利要求1或2所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，採用有色金屬礦山產生的鹼性廢水進行浸灌或噴淋包括以下步驟之一或全部a對於地下水作用產生的酸性廢水的含硫化物礦體，礦石堆，廢石堆，裸露邊坡，採礦作業面的表面，應對其一直進行浸灌或噴淋。b對於雨水作用產生酸性廢水的含硫化物礦體，礦石堆，廢石堆，裸露邊坡，採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋在旱季每次浸灌或噴淋的時間是1-10天，然後停止噴淋2-20天，為一個周期；在雨季每次浸灌或噴淋的時間是1-30天，然後停止噴淋1-10天，為一個周期，在旱季和雨季之間不要間斷周期性浸灌或噴淋。
5.如權利要求4所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，在降雨時期可在鹼性廢水中加入飽和石灰乳來提高鹼性廢水的PH值，從而提高鹼性廢水的中和能力。
6.如權利要求1或2所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，在硫化物的礦體，廢石堆、採礦作業面和邊坡表面鋪設呈鹼性的礦山尾砂，並在尾砂表面進行鹼性廢水浸灌或噴淋，鋪設尾砂1-6個月為一個周期，一般應進行1個或1個以上周期。
7.如權利要求2所述的一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，其進一步特徵在於，對於經滲流中和淨化後流出的水體，可通過溝渠進行收集集中作為礦山選礦用水回用，從而形成廢水循環利用。
全文摘要
一種對有色金屬礦山的酸性廢水源頭治理的方法，採用有色金屬礦山選礦過程中產生的鹼性液、精礦溢流液、尾礦溢流液等鹼性廢水對含硫化物的礦體、礦石堆、廢石堆、裸露的邊坡、採礦作業面的表面進行周期性長期浸灌或噴淋。為了達到更好的效果，在硫化物的礦體，廢石堆、採礦作業面和邊坡表面鋪設呈鹼性的礦山尾砂，並在尾砂表面進行鹼性廢水浸灌或噴淋。對於經滲流中和流出的水體，可通過溝渠進行收集集中作為礦山選礦用水回用，從而形成廢水循環利用。
文檔編號C02F1/66GK1618742SQ20041006117
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月24日 優先權日2004年11月24日
發明者李澤唐 申請人:李澤唐