申请日2004.11.24
公开(公告)日2005.05.25
IPC分类号C02F1/66
摘要
一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法，采用有色金属矿山选矿过程中产生的碱性液、精矿溢流液、尾矿溢流液等碱性废水对含硫化物的矿体、矿石堆、废石堆、裸露的边坡、采矿作业面的表面进行周期性长期浸灌或喷淋。为了达到更好的效果，在硫化物的矿体，废石堆、采矿作业面和边坡表面铺设呈碱性的矿山尾砂，并在尾砂表面进行碱性废水浸灌或喷淋。对于经渗流中和流出的水体，可通过沟渠进行收集集中作为矿山选矿用水回用，从而形成废水循环利用。
权利要求书
1、一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法，其特征在于，所述方 法为：
采用有色金属矿山产生的碱性废水对含硫化物的矿体、矿石堆、废石堆、 裸露的边坡、采矿作业面的表面进行周期性长期浸灌或喷淋，使表面及一定深 度的硫化物表面长期保持碱性。
2、如权利要求1所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法， 其进一步特征在于，所述浸灌或喷淋是指对含硫化物的矿体、矿石堆、废石堆、 裸露的边坡、采矿作业面的表面使用碱性废水从溢流沟自流进行浸灌后有多余 液体流出;对不适于浸灌的矿石堆、废石堆、采矿作业面进行喷淋，喷淋后有 多余液体流出。
3、如权利要求1所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法， 其进一步特征在于，所述的碱性废水是指有色金属矿山在对矿石进行球磨、浮 选等选矿过程中产生的碱性液、精矿溢流液、尾矿溢流液。
4、如权利要求1或2所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方 法，其进一步特征在于，采用有色金属矿山产生的碱性废水进行浸灌或喷淋包 括以下步骤之一或全部：
a：对于地下水作用产生的酸性废水的含硫化物矿体，矿石堆，废石堆，裸 露边坡，采矿作业面的表面，应对其一直进行浸灌或喷淋。
b：对于雨水作用产生酸性废水的含硫化物矿体，矿石堆，废石堆，裸露边 坡，采矿作业面的表面进行周期性长期浸灌或喷淋：在旱季每次浸灌或喷淋的 时间是1-10天，然后停止喷淋2-20天，为一个周期;在雨季每次浸灌或喷 淋的时间是1-30天，然后停止喷淋1-10天，为一个周期，在旱季和雨季之 间不要间断周期性浸灌或喷淋。
5、如权利要求4所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法， 其进一步特征在于，在降雨时期可在碱性废水中加入饱和石灰乳来提高碱性废 水的PH值，从而提高碱性废水的中和能力。
6、如权利要求1或2所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方 法，其进一步特征在于，在硫化物的矿体，废石堆、采矿作业面和边坡表面铺 设呈碱性的矿山尾砂，并在尾砂表面进行碱性废水浸灌或喷淋，铺设尾砂1-6 个月为一个周期，一般应进行1个或1个以上周期。
7、如权利要求2所述的一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法， 其进一步特征在于，对于经渗流中和净化后流出的水体，可通过沟渠进行收集 集中作为矿山选矿用水回用，从而形成废水循环利用。
说明书
有色金属矿山酸性废水源头治理的方法
技术领域
一种对有色金属矿山的酸性废水源头治理的方法，属矿山环保技术领域特 别是从源头减少有色金属矿山含硫化物的矿体，矿石堆，废石堆，裸露的边坡， 采矿作业面产生酸性废水的方法。
背景技术
含硫化物的有色金属矿山，特别是在雨水偏多地区的矿区，在嗜硫杆菌和 其他浸矿细菌的生物催化氧化作用下，空气中的氧，水与硫化物共同作用从而 产生大量含硫酸根和重金属离子的酸性废水，而酸性条件下更有利于嗜硫杆菌 和其他浸矿细菌的作用且有利于重金属离子的溶解。从而加重了酸性废水的产 生。酸性废水如不处理将带来严重的环境污染，而处理酸性废水由于成本较高， 则给矿山带来较重的经济负担。且矿石中金属硫化物在酸性条件下变为离子状 态，随废水流失，使本可用于矿山后续开采或进行生物堆浸的低品位矿石金属 资源量减少，影响矿山的后续发展。
目前，我国处理矿山酸性废水的主要方法是投加石灰或碱性废水，中和达 标后排放或回用，而硫化物矿山产生的酸性废水中含有大量的硫酸根离子，加 入石灰易产生硫酸钙沉淀，引起管路结钙堵塞。利用碱性废水(如精矿溢流液) 中和时，酸碱混合比大，因此所要求的处理设备庞大，占地面积大，并且易在 设备内形成氢氧化物胶体，难以沉淀，影响处理后的水质。也有矿山对产出的 废石采用堆一层废石铺一层石灰的方法处理，但数年后发现，废石堆仍然会产 生酸性废水。
在国外，日本对于含亚铁较高的矿山酸性废水通常先将废水中的二价铁离 子氧化成三价铁离子，其氧化方法主要采用细菌氧化法：利用氧铁杆菌将二价 铁氧化成三价铁，然后用纯度98%的粒度-0.015mm的碳酸钙中和，该法能有 效的延长结钙周期，降低处理成本(在日本碳酸钙的价格仅为石灰价格的三分 之一)目前国内细菌氧化方面尚无成熟经验，高纯度的碳酸钙原料来源也有困 难，其应用受到限制。
国内也有专利(公开号：CN 1508079A，公开日：04.06.30)采用石灰乳或水泥 浆料对废石堆等矿山表面进行饱和喷淋，还在表面铺设复合塑料膜覆盖，从而 “阻止各种水渗漏和侵袭”，达到“一次施工可永久性地防止矿山产生酸性废水” 的目的。但由于废石堆，矿石堆的矿石大小不一，多呈棱角状，塑料膜易破损 风化，且无法阻止地下水长期对废石堆的渗透侵袭作用。更由于在矿山的开采 过程中废石在不断的产生，废石的边界品位也因为冶炼技术的提高和市场价格 的变化而变化，废石堆、边坡的体积、位置在矿山开采过程中都处于不断变化 的，根本无法进行一次施工就可永久性的防止矿山产生酸性废水。所有的这一 切都源于在矿山开采过程中废石堆，矿体，矿石堆，采矿作业面和边坡的体积， 位置都处于动态变化的过程中，而空气中的氧，嗜硫杆菌等浸矿细菌和水对金 属硫化物的作用在于水和地下水的推动下，处于长期持续的过程。因而寻找在 不影响矿山生产的前提下能长期有效的减少含有硫化矿物的矿山产生酸性废水 的方法成为全世界矿业和环保界的难题和急需解决的问题。
发明内容
本发明的内容就是为了解决含有硫化物的矿山产生酸性废水的难题，提出 了一种能长期有效阻止含有硫化物的矿山产生酸性废水的方法，通过采用有色 金属矿山在对矿石进行球磨、浮选等选矿过程中产生的碱性液、精矿溢流液、 尾矿溢流液等碱性废水对含硫化物的矿体，矿石堆，废石堆，裸露的边坡，采 矿作业面的表面进行周期性长期浸灌或喷淋，使表面及一定深度的硫化物表面 长期保持碱性，来有效解决矿山产生酸性废水的环保难题，同时又大幅度减低 矿山的环保费用，同时酸化产生的重金属离子在碱性条件下沉淀，形成硫酸物 或氢氧化物覆盖层。经中和渗流净化后废水，可以作为选矿水进行回用。
本发明的方法为：采用有色金属矿山选矿的碱性废水，PH值在10-12之间， 对含硫化物的矿体，矿体，矿石堆，采矿作业面和裸露的边坡，采矿作业面进 行表面浸灌或喷淋，为了达到更好的效果，本发明方法还包括在矿体，废石堆 和裂隙较大的裸露边坡进行尾砂覆盖，并在尾砂表面进行碱性废水浸灌或喷淋， 同时本发明方法也包括在降雨时期在碱性废水中加入饱和石灰乳来提高碱性废 水的PH值。经过中和及渗流净化的废水可以做为矿山选矿水进行回水复用。
本发明与现有方法相比有以下优点和效果：(1)使矿山表面长期表持弱碱性， 能长期有效地减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 杆菌和其他浸矿细菌的生长。(3)在不影响矿山开采施工建设条件下，能长久 有效地减少矿山产生酸性废水(4)在对酸性废水治理的同时净化和中和了碱性 废水(5)就地取材，净化后废水可回用，处理费用(6)碱性废水含有的选矿 药剂在矿山表面得到降解，消除其对环境的污染(7)能有效阻止矿山低品位矿 石的金属资源流失，为今后可能的利用储备资源。
具体实施方式
本实施例提出了一种防止有色金属矿山产生酸性废水的方法，该发明的实 施例为采用有色金属矿山选矿产生的碱性废水对含硫化物的矿体，矿石堆，废 石堆，裸露的边坡，采矿作业面的表面进行周期性长期浸灌或喷淋。实施例一 就是以下步骤之一或全部：用泵将碱性废水提升输送至矿山高处溢流沟，碱性 废水在自身重力作用下，对含硫化物的矿体、矿石堆，废石堆、裸露的边坡、 采矿作业面由上到下进行浸灌，对不适用浸灌的废石堆、采矿作业面进行喷淋。 对于地下水源式的酸性废水，应对其一直进行浸灌或喷淋，在降雨时期在碱性 废水中加入饱和石灰乳来提高碱性废水的PH值，从而提高碱性废水的中和能力。
为了达到更好的效果，本发明还包括以下步骤：在硫化物的矿体，废石堆、 采矿作业面和边坡表面铺设选矿后呈碱性的矿山尾砂，并在尾砂表面进行碱性 废水浸灌或喷淋。1-6个月为一个周期，一般应进行1个或1个以上周期。
对于经渗流中和净化后的水体，可通过沟渠进行收集集中作为矿山回水重 复利用。
实施例二采用有色金属矿山选矿过程产生的碱性废水对于雨水作用产生酸 性废水的含硫化物矿体，矿石堆，废石堆，裸露边坡，采矿作业面的表面进行 周期性长期浸灌或喷淋，在旱季每次浸灌或喷淋的时间是1-10天，然后停止 喷淋2-20天，为一个周期;在雨季每次浸灌或喷淋的时间是1-30天，然后 停止喷淋1-10天，为一个周期，在旱季和雨季都要进行周期性循环浸灌或喷 淋。其后续步骤与实施例一是相同的，在此就不仔细描述了。
对于不同的有色金属矿山的特点，不同的酸性废水质量，以及当地不同的 气候条件、地形条件及水文地质条件，应根据具体情况采用不同的浸灌或喷淋 方式，不同的浸灌或喷淋时间和周期，以取得最佳的效果。
本发明的特点在于利用有色金属矿山自身选矿产生的碱性废水长期对含硫 化物的矿体，矿体，矿石堆，采矿作业面和裸露的边坡，采矿作业面进行周期 性表面浸灌或喷淋。在酸性废水的源头进行酸碱中和处理，从而形成了抑制嗜 硫杆菌和其他浸矿细菌生长的碱性环境。并形成了金属硫酸盐和金属氢氧化物 的覆盖层：利用选矿产生的尾砂充填矿石堆和废石堆的间隙，边坡和采矿作业 面的裂隙和表面，减少空气中氧与硫化物的接触作用。由于浸灌和喷淋可以根 据矿山开采过程中的具体情况进行调动，其作用效果并不因矿山的生产而受到 直接影响，因此可以长期有效地进行酸性废水治理，且在治理酸性废水的过程 中碱性废水也得到了中和净化，净化后的水体可做为矿山选矿水进行回水复用， 从而达到循环利用的目的，节约了水资源同时减少了环境污染。