昭通地区酸性矿井水处理中和剂及其制备方法

　　说明书

　　一种用于昭通地区酸性矿井水处理的中和剂及其制备方法

　　技术领域

　　本发明涉及一种用于煤矿酸性矿井水排放处理的中和剂及其制备方法。更具体的说，本发明 涉及昭通地区煤矿排放酸性矿井水净化处理中的一种中和剂及其制备方法。

　　背景技术

　　昭通地区为我国南方和云南省一个重要的产煤区，煤炭储量165.82亿吨，探明储量102.27 亿吨，是我国南方重要的无烟煤产地，也是我国南方第二大煤田。昭通大多数煤矿排放矿井水的PH值一 般小于3.0，总酸度较高。这种强酸性矿井水不仅容易腐蚀矿井设备与排水管路，危害工人健康，而且还 会对地表水和地下水造成严重污染。煤矿采空区和煤矿矿井水的排放处理一直是昭通地区煤炭工业发展、 环境保护及水资源利用等各项工作中一个很重要的内容。

　　我国矿井水净化处理技术始于20世纪70年代末。当前，中和法是我国酸性矿井水处理上采用较多的 一种方法，已投入实际应用或正开展科学研究的中和剂有石灰石、石灰、石灰乳、粉煤灰、烧碱等。石灰 石中和剂，由于其价格低廉，取材方便，在国内使用较为普遍。但是利用石灰石作中和剂，往往会使处理 后水的PH值难以达到国家规定的排放标准，并且对铁的去除效率较低，处理后的酸性矿井水沉淀也较多， 并且为了效果更好，往往还要加入一定量的CaO或Ca(OH)2、电石渣等，这就使得工作环境变差，所以许 多原先设计石灰石作中和剂的矿井水处理站，现在绝大部分已改用石灰作中和剂。而利用石灰为中和剂的 处理工艺其吨水处理成本高，石灰利用率低，中和产物难以沉降，污染量大且难以利用，工人操作环境差。 常规石灰乳中和处理法受限条件较多，如果反应不完全很容易造成二次污染，从实际应用效果看，石灰乳 中和法仅宜用于处理涌水量较小的酸性矿井水。另外，有研究认为利用粉煤灰处理酸性废水效果也不错， 但用量大，沉淀负荷大，实际推广应用中有一定难度。用烧碱作中和剂虽用量少，污泥生成也少，但往往 会增加处理后水的总硬度，而且成本高，现已基本不用。因此，酸性矿井水中和法处理上，进一步开发新 型的中和剂，对节约和更好的利用矿区的水资源，保护和改善矿区良好的生态环境及当地居民的居住环境 都具有十分重要的意义。

　　发明内容

　　本发明的目的之一是为昭通地区煤矿排放酸性矿井水的中和处理排放提供一种经济、便利、 高效、安全的中和剂。本发明是申请者经多次实地考察和大量样品采集，以及数次科学实验而成，具有科 学性和实用性。该中和剂获取容易，制备简单，成本低廉，使用方便，为昭通及类似地区酸性矿井水的净 化安全排放提供了一种新的选择。

　　本发明的目的之二在于提供上述中和剂的制备方法。

　　本发明中和剂的成分为：二叠系茅口白云质灰岩。并且，二叠系茅口白云质灰岩的最小粒径小于0.3 毫米，最大粒径不超过5毫米。

　　酸性矿井水处理中二叠系茅口白云质灰岩的投放量按图2中所列公式计算：

　　公式：Y=0.3783*X+1.1296;式中：X为酸性矿井水中二叠系茅口白云质灰岩的添加量(kg/m3)，Y为 添加二叠系茅口白云质灰岩处理后矿井水PH值的增加量。实际应用中，酸性矿井水中二叠系茅口白云质 灰岩的添加量不宜超过8.75kg/m3。本发明中所述的二叠系茅口白云质灰岩来源于昭通地区。

　　本发明的基本原理是利用二叠系茅口白云质灰岩固有的天然成分，实现酸性矿井水的快速中和。

　　本发明的酸性矿井水中和剂有以下优点：(1)资源丰富，获取容易，成本低廉(2)所需配套处理设 备简单，投资小，运营费用低;(3)中和速度快，处理效果好，经本工艺技术处理后的矿井水PH值完全 能达到排放标准。

　　本发明所述的酸性矿井水中和剂使用简便。矿井水先排至沉淀池，经沉淀后再排入反应池，按公式(1) 加入适量粒径小于5mm的二叠系茅口白云质灰岩，搅拌使其充分反应，沉淀后矿井水的PH值即可达到排 放标准。

　　本发明用下述条件进行了验证：矿井水选用了昭通镇雄县煤矿矿井水，PH值2.712。二叠系茅口白云 质灰岩采自镇雄县堰塘镇。本发明所述中和剂对昭通及其类似地区酸性矿井水的排放处理具有特别的意 义。