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土地复垦与生态重建课程论文 姓名： 王森 学号： 311205040119 专业班级： 测绘12级 01 班 指导教师： 马守臣 - 成绩： 评分人： 优：文章题目新颖，内容创新，并有独到的见解，语言表达流畅，逻辑性强，文章结构合理，格式规范，图表美观，内容完整，没有抄袭现象。 良：文章题目较新，内容有一定创新性，并有一定的见解，语言表达流畅，逻辑性强，文章结构合理，格式规范，图表美观，内容完整，没有抄袭现象。 中：文章题目适合课程要求，内容完整，并有一定的见解，语言表达较为流畅，逻辑不够强，文章结构合理，格式较规范，图表美观，没有抄袭现象。 及格：文章题目适合课程要求，内容较完整，语言表达较为流畅，逻辑不够强，文章结构基本合理，格式较规范，缺少相应图表或者图表不够美观，没有抄袭现象。 不及格：文不对题，内容不完整，语言表达较差，没有逻辑性，文章结构不合理，格式不规范，缺少相应图表或者图表不够美观，具有明显抄袭现象或者与别人雷同。 矿山酸性水的排放危害与治理摘要：本文通过分析矿山酸性水的来源，特点产生过程，了解矿山酸性水的危害，总结出矿山酸性水的一般治理方法，希望通过在不同的情况下对其进行处理。关键词：矿山 酸性水 危害 治理办法前言: 所谓酸性废水就是含较低浓度的硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、有机酸等酸性物质的废水。酸性废水排放尤其是矿山业酸性废水的排放是环境污染的严重问题之一，具有污染面广、污染持续时间长、危害程度严重等特点。如何有效处理酸性废水，是水污染面临的重要问题。随着我国矿山建设的迅速发展，矿山环境的污染和破坏越来越严重，而其中矿山废水是矿山环境的主要污染源之一。据统计，我国矿山每年因采矿、选矿而排放的废水量达1215亿t，占有色金属工业废水总量的30左右,其中有很大部分是未经处理直接排放的，不仅造成严重的环境污染，而且是一种巨大的水资源浪费。因此，寻求经济实用的矿山废水治理方法，对保护矿山环境和节约水资源有重要意义。一.矿山酸性水的来源1金属矿山废水主要来自采矿生产中排出的矿坑 水、废石场的雨淋污水和选矿厂排出的洗矿、尾矿废水。由于金属矿体往往伴生着多种金属和硫化矿物,在开采过程中,这些矿物在空气、水和细菌的共同作用下,形成硫酸硫酸高铁溶液,并溶出矿石中的多种离子,因而产生含铜、铁、铅、锌、镉、砷等的酸性废水。 矿山酸性废水形成机制如下:以FeS2氧化过 程为例。(1) 干燥环境下,硫化物与氧起反应生成硫酸 盐和二氧化硫: FeS2+3O2=FeSO4+SO2在潮湿环境中有: 2FeS2+2H2O+7O2=2FeSO4+2H2SO4 (2) 硫酸亚铁在硫酸和氧的作用下生成硫酸铁,在此过程中细菌是触媒剂,它大大加速这个过程: 4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O (3)硫酸铁可与硫化铁反应,进一步促进氧化,并加速酸的形成: 7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4 因此,一般在下列条件下容易形成酸性水:矿岩中含有黄铁矿;矿岩中没有足够数量中和酸的碳酸盐或其他碱性物质;黄铁矿被随意排弃在非专用的水池中.二.矿山酸性废水的危害性 (1)腐蚀管道、水泵、钢轨等设备设施，同时直接威胁拦污、蓄污设施(如污水坝等)的安全与稳定。(2)含重金属离子的矿山废水排入农田，对大多数植物都具有毒负作用，导致大部分植物枯萎，死亡，严重影响农作物的产量和质量。少部分植物吸收重金属后，通过食物链危害人类健康。(3) 矿山废水直接排入河流、湖泊或渗入地下，导致水质恶化，对鱼类、藻类和人类构成极大威胁.矿山酸性废水对人类的危害极为严重。对黄铁矿废水污染区和对照区居民进行全死因和肾功能调查 ,结果表明2,污染区居民总死亡率为0.814%,特别是婴儿和50岁以上年龄的人群。在疾病上,以 肾脏病和脑血管疾病的差别最为明显。世界水文专家协会主席米歇尔奈持1996年在第30届国际地质大会上宣布:全世界每天至少有5万人死于由水污染引起的各种疾病。发展中国家每年有2500多万人死于水污染引起的疾病，矿山水污染问题已经引起许多国家的高度重视.三.矿山酸性废水治理的一般方法 1.中和沉淀法 该方法是投加碱中和剂,使废水中的金属离子形成溶解度小的氢氧化物或碳酸盐沉淀。常用的中和剂有碱石灰、消石灰(Ca(OH)2)、飞灰(石灰粉)、碳酸钙、高炉渣、白云石、Na2CO3等 ,此类中和剂可除汞以外的重金属离子,工艺简单,处理成本低。但经过此种方法处理后中和渣渣量大、易造成二次污染、含水率高等缺点。为了克服这些缺点,在沉淀的过程中添加絮凝剂,加快了沉降速度,降低了渣的含水率。为了回收某些有用物质,根据金属离子在不同pH值沉淀完全的差异,采用分段中和沉淀法,既达到了废水处理的目的,同时回收了有用金属。如银山铜锌矿废水处理,采用两段石灰中和法,先用液氯作氧化剂将二价铁离子全部氧化为三价铁离子,调pH值为8.08.5时沉锌,得到了含锌量达40%的锌渣,从而达到了回收锌的目的。.2.硫化沉淀法 金属硫化物是比氢氧化物的溶解度更小的一类难溶化物,一些金属离子,当用氢氧化物沉淀法不能将它们降到要求的含量以下时,常采用硫化沉淀法。硫化物沉淀法是加入硫化剂使废水中金属离子成为硫化沉淀的方法。常用的硫化剂有Na2S、H2S ,该法的优点是硫化物的溶解度小、沉渣含水率低,不易返溶而造成二次污染。由于硫化物沉淀的优越性,而在一些矿山废水的处理中得到应用。在文献3中研究了用硫化物处理矿山酸性废水,为了使处理后的水达到排放标准,并使硫化渣中的含铜量提高,在工艺中,首先加石灰中和,使ph值达到4,此时,三价铁以氢氧化铁的形式沉淀除去,再往溢流出来的水中鼓入硫化氢气体,铜转化为硫化铜沉淀,所得硫化渣含硫化铜可高达50%,水进一步用石灰处理之后达标排放。文献4中也 论述了硫化法处理废水,但硫化剂本身有毒、价贵,硫化剂过量,也会造成污染,因而限制了硫化物沉淀法的应用。利用资源丰富的硫铁矿(Fe2S)制备 硫化剂FeS,可以避免硫化沉淀过程中产生H2S,排水可再处理,使硫化法得到改进。为了充分利用资源,采用硫化物的碱性废水作硫化剂。以废治废,也收到了一定的效果.3.氧化还原法 氧化还原法在废水处理中,主要用作废水的前处理,如矿山废水处理中,为了使铁在pH为4时以Fe(OH)3沉淀除尽,用氧化剂一氧化氮、液氯或空气中的氧将废水中二价铁氧化成三价铁。 还原法还用在将水中的金属离子同还原剂接触反应,将重金属离子变为价数较低的离子加以去除。在矿山酸性废水的处理中,常采用的是铁屑置换废水中的铜离子,使铜离子还原为金属或价数较低的离子加以去除。使铜以金属铜的形式得以回收。此法的优点是可以以废制废,操作简单易行,但存在废水处理量小,渣量大的缺点4.电解法5电解法是利用电极与重金属离子发生电化学反应而消除其毒性的方法,按照阳极类型,分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解沉淀法使用铁板做阳极,在酸性含铬废水中,阳极铁溶解,Fe2+立即将六价铬还原为三价铬,阴极是H+还原为H2。随着电解反应的进行,废水的pH值不断上升,Cr3+和Fe3+形成氢氧化物沉淀,为了减少操作费用,阳极的铁板用废铁屑填充层代替能得到同等效果回收重金属电解法主要是处理不含铬的废水,由于废水中的重金属含量不高,往往先通过其他技术富集处理后得到金属回收。例如:工业废水经化学处理后形成含重金属的氢氧化物难溶物质,将沉淀泥浆投入带隔膜电解槽的阳极室,向阴极室放入适当的电解液,用不溶性阳极进行电解,在阳极反应中游离的酸用于溶解泥浆,使电解液的pH值不变,泥浆溶解产生的重金属(如铜)通过隔膜转移到阴极室,在阴极还原成金属而析出,此法回收金属的效率比较高。如工业废水经溶剂萃取之后,在有机溶剂相中重金属离子含量提高,再经过反萃之后,所得到的反萃液进行电解得到金属。电解法应用于废水处理具有设备简单、占地小、操作方便、有效地回收有价金属等优点,但耗电量大,废水处理量小等缺点限制了它的应用范围.5.离子交换法 离子交换法是重金属与离子交换树脂发生离子交换过程,以达到富集重金属离子、消除或降低废水中重金属离子的目的。废水中重金属离子基本上是以离子状态存在,用离子交换法处理能有效地除去和回收废水中的重金属离子,具有处理容量大、出水水质好、能回收水等特点而得以应用。此法用于含锌、铜、镍、铬等重金属阳离子废水的治理,获得了一定的效果,在处理含放射性的碱性物质中取得了较好的效果。但离子交换中所用的交换树脂频繁再生,使得操作费用很高,因此,在选择此法时要充分考虑。四.结论矿山酸性废水处理的方法各有千秋,选择哪种方法最为适合,要根据废水的性质、废水量的大小和现场具体条件而定。上述各种方法不仅可使矿山废水达到国家排放标准,还可从中回收各种有价金属,取得了显著的经济效益和社会效益。但在处理矿山酸性废水,最佳处理工艺方案中一般应体现以下优点:保证处理效果,运行稳定;基建投资省;能耗和运行费用低;占地面积少;管理简单;污泥量少等。五.参考文献1崔志澂,何庆为.工业废水处理M.北京:冶金工业出版社, 1989.102熊报国,矿山废水处理的研究与应用J.环境与开发,1999, (4):3740.3王绍文.硫化沉淀法与铁氧体法处理重金属废水的实践与新 发展J.冶金环保情报,1993,(2):3640. 4龚