一種環境友好的礦山酸性廢水原位控制工藝的製作方法

2023-06-03 12:55:06

本發明屬於礦山汙染修復技術與應用領域，具體涉及一種環境友好的礦山酸性廢水原位控制工藝。

背景技術：

礦山酸性廢水通常是由於硫化礦(大多為黃鐵礦)暴露於空氣和水中，其中的金屬硫化物氧化產生硫酸造成的(見反應式1)，其中含有大量的硫酸、金屬離子(Cu、Fe、Cd、Zn、Pb、Ni、Co等)、硫酸鹽、固體鐵沉澱等，由此可能導致嚴重的環境問題。金屬硫化物的自然氧化過程極其緩慢，但是在微生物的作用下，可使這一過程的反應速率提高至少5個數量級。因此，要從源頭控制酸性礦山廢水的產生，最重要的就是要抑制氧化金屬硫化物的鐵氧化菌和硫氧化菌。

FeS2+3.75O2+3.5H2O→Fe(OH)3+4H++2SO42- (式1)

國內外研究學者在採用化學殺菌劑抑制硫化礦的生物氧化和酸性廢水的產生方面取得了一定的進展。目前普遍使用的化學殺菌劑如十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、三氯生等(CN201410251289.4、CN200910193483)常添加於洗護用品中，但由於人們日常生活的大量使用，隨生活汙水的排放進入自然環境，成為新型的汙染源。苯甲酸、山梨酸等是常用的高效無毒防腐劑，常用於人類食品、動物飼料、化妝品、醫藥、包裝材料和橡膠助劑等，是環境友好型殺菌劑。採用化學殺菌劑抑制礦山酸性廢水產生時常採用噴淋的方式進行，但這種方式很難抑制細菌對深部硫化礦的氧化。因此，本發明提出採用食品類無毒防腐劑和原位布施的方式，開發一種環境友好型礦山酸性廢水原位控制工藝。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種環境友好型礦山酸性廢水原位控制工藝，既保證對環境無害，又能從源頭抑制礦山酸性廢水的產生。

為實現上述目的，本發明採取以下設計方案：

一種環境友好型礦山酸性廢水原位控制工藝，其包括以下步驟：

1)原位孔徑布置：在硫化礦尾礦或廢石堆每隔2～4m布置豎孔；

2)抑菌劑配置：將抑菌劑配製成濃度為5～30mg/L的溶液；

3)原位抑制：將抑菌液噴灑於硫化礦尾礦或廢石堆的表面及注入豎孔中。

優選地，所述豎孔的孔徑為4～6cm，孔深至堆底。

優選地，所述抑菌劑為苯甲酸、苯甲酸鹽、山梨酸、山梨酸鹽中的任一種。

更優選地，所述苯甲酸鹽為苯甲酸鈉或苯甲酸鉀，所述山梨酸鹽為山梨酸鈉或山梨酸鉀。

優選地，所述抑菌劑的濃度為10～20mg/L。

優選地，所述目的對象表面抑菌液噴灑量為5～10L/m2。

優選地，所述豎孔中抑菌液注入量為100～200L/100m。

所述抑菌液的間隔噴淋周期為3～6個月。

本發明的有益效果在於：

本發明提供一種環境友好的礦山酸性廢水原位控制工藝，使用的抑菌劑抑制微生物對於氧化金屬硫化物的氧化，使用的苯甲酸及其鹽、山梨酸及其鹽等食品防腐劑能夠穿透細胞膜進入細胞體內，抑制細菌活性，而對於人體正常生長代謝無影響，對環境友好。此外，通過對處理對象表面和內部的共同作用，達到原位抑制礦山酸性廢水的產生的目的。

附圖說明

圖1為本發明提供的礦山酸性廢水原位控制工藝的示意圖。

附圖標記

1：硫化礦尾礦或廢石堆；2：豎孔；3：配置好的抑菌液；4：旋轉噴淋頭。

具體實施方式

下面結合圖1說明本發明提供的礦山酸性廢水原位控制工藝，包括以下步驟：

(1)原位孔徑布置

在硫化礦尾礦或廢石堆1表面，每隔2～4m布置一個孔徑為4～6cm的豎孔2，孔深至堆底。

(2)抑菌劑配置

將抑菌劑3與水混合，配製成5～30mg/L備用。

其中，抑菌劑選自苯甲酸、苯甲酸鹽、山梨酸、山梨酸鹽中的任一種。

進一步地，苯甲酸鹽選自為苯甲酸鈉或苯甲酸鉀，山梨酸鹽選自山梨酸鈉或山梨酸鉀。

(3)原位抑制

將抑菌液3通過旋轉噴淋頭4噴淋在硫化礦尾礦或廢石堆1表面，噴灑量為5～10L/m2，同時在豎孔2中注入抑菌液3，注入量為100～200L/100m。間隔 3～6月再重複噴淋及注入抑菌液一次。

以下通過具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

某硫化銅礦廢石堆，含銅0.10％，含硫4.25％，金屬硫化物主要為黃鐵礦和黃銅礦。

(1)原位孔徑布置

在硫化銅礦廢石堆表面，每隔4m布置一個孔徑為4cm的豎孔。

(2)抑菌劑配置

將山梨酸鈉與水混合，配製成20mg/L的抑菌液備用。

(3)原位抑制

將抑菌液噴淋在硫化銅礦廢石堆表面，噴灑量為5L/m2，同時在豎孔中注入抑菌液，注入量為100L/100m。間隔6月再重複噴淋及注入抑菌液一次。

實施例2

某硫化銅礦尾礦堆，含銅0.21％，含硫1.2％，含砷0.35％，金屬硫化物主要為砷黃鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦。

(1)原位孔徑布置

在硫化銅礦尾礦堆表面，每隔2m布置一個孔徑為6cm的豎孔。

(2)抑菌劑配置

將苯甲酸與水混合，並配製成10mg/L備用。

(3)原位抑制

將抑菌液噴淋在硫化銅礦尾礦堆表面，噴灑量為10L/m2，同時在豎孔中注入抑菌液，注入量為200L/100m。間隔3月再重複噴淋及注入抑菌液一次。

經過本發明實施例中噴灑抑菌劑及內部注入抑菌劑，以內外結合的方法，利用抑菌劑破壞細菌的正常生長代謝，抑制了金屬硫化物的生物氧化，尾礦堆和廢石堆滲濾液pH值接近中性，重金屬離子濃度滿足地表水環境質量標準，達到原位控制礦山酸性廢水產生的目的。