一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法技术

本发明专利技术公开了一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法，向矿山的废石中添加含一价阳离子的物质，利用pH调控剂控制反应的pH为1

【技术实现步骤摘要】
一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法


[0001]本专利技术涉及矿山废水治理
，具体涉及一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法。

技术介绍

[0002]目前，矿山酸性废水被公认为矿业的首要环境问题。矿山酸性废水因其较低的pH和含有大量的重金属离子对水及土地资源造成严重污染，危害生态环境，危害人体健康。
[0003]矿山酸性废水产生的源头是黄铁矿氧化，在矿产资源的开采利用过程中，与目的矿物伴生的黄铁矿会暴露在空气或者水中，通过一系列的生物化学氧化作用，产生高铁离子及硫酸，并进一步溶解共存的酸可溶金属矿物，污染地下水或地表水形成pH值较低，含Fe及各种重金属离子的矿山酸性废水。因此，抑制黄铁矿氧化可以从源头上控制矿山酸性废水的产生。
[0004]目前矿山酸性废水的治理方式主要分为末端治理和源头治理，末端治理主要包括中和法、硫化沉淀，生物还原法等，源头治理主要包括杀菌剂法和覆盖法。
[0005]CN102689935A公开了一种末端处理矿山酸性废水的方法，采用吸附物质处理矿山酸性废水，但吸附饱和的吸附质需进行后续处理。CN101628773A公开了一种含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺，该工艺通过中和除铁、生物硫化及生物净化等过程实现对矿山酸性废水的处理，适用于处理硫化铜矿山生产过程中产生的含铜铁高浓度矿山酸性废水处理。CN110407414A公开了一种酸性矿山废水处理方法，通过氧化沉淀及中和处理实现矿山酸性废水的处理，该方法在中和前完成Fe
2+
氧化，提高Fe的取出率，确保酸性矿山废水得到有效的处理，无需建设酸处理厂，日常维护简单，只需定期投加氧气缓慢释放药剂，定期排出泥渣。运行费用低，操作安全，在本
内具有广泛的实用性。
[0006]CN111252873A公开了一种酸性矿山废水的源头抑制方法，向废石中添加含氟物质。利用含氟物质溶解氟离子在生物与化学方面的协同作用，通过合理控制含氟物质的添加量和粒度，达到在水体中释放出氟离子，通过控制微生物活性，抑制体系溶液电位，达到低成本、长效、从源头控制酸性废水产生的目的。但中和法存在中和渣量大，硫化沉淀法存在H2S产生的安全及环境问题，生物还原法存在处理周期长、处理量小的问题。杀菌剂法，存在杀菌剂自身分解，抑菌效果不持久的问题，环保要求高等问题，之前的覆盖法则存在投资较大，覆盖物来源受限等问题，以上种种缺陷都极大的限制了这些方法的实际应用。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法，向矿山的废石中添加含一价阳离子的物质，利用pH调控剂控制反应的pH为1
‑
2.5,一价阳离子与废石中黄铁矿氧化产生的高铁离子和硫酸根离子反应生成铁矾沉淀物，生成的铁矾沉淀物吸附到氧化的黄铁矿和未氧化的黄
铁矿表面，形成致密的保护膜，抑制黄铁矿进一步氧化。
[0010]所述一价阳离子包括K
+
、Na
+
、NH
4+
中的任意一种或多种；
[0011]含一价阳离子的物质的添加量按溶出的一价阳离子与废石中氧化的黄铁矿的摩尔比大于1:3；
[0012]废石中黄铁矿氧化率≥0.1％。
[0013]当一价阳离子为K
+
时，反应的pH范围为1
‑
2.5，当一价阳离子为Na
+
时，反应的pH为1.5
‑
2.5，当一价阳离子为NH
4+
时，反应的pH为1.8
‑
2.5。
[0014]进一步地，所述含一价阳离子的物质包括氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化钠、氟化钾、氟化铵、含一价阳离子的矿物中的一种或两种以上的组合。
[0015]进一步地，所述含一价阳离子的矿物包括钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、无水钾镁矾、钾镁矾、软钾镁矾、杂卤石、明矾石、钾长石、黑云母、金云母、白云母、锂云母、钾长石、斜长石、微斜长石、伊利石、蛭石、蒙脱石、钠长石、食盐、硝石、纯碱、含铵伊利石、含铵蛭石、含铵蒙脱石、含铵高岭石中的一种或两种以上的组合。
[0016]进一步地，所述pH调控剂包括氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵和氨水中的一种或两种以上的组合。
[0017]进一步地，所述的含一价阳离子的物质和pH调控剂包括人工合成物质和/或天然的矿物。
[0018]进一步地，所述含一价阳离子的物质和pH调控剂的加入形式包括固体和/或液体。
[0019]进一步地，所述的含一价阳离子的物质和pH调控剂的添加方式包括直接与废石混合、直接置于废石表面、采用喷淋液的方式喷淋或滴淋至废石上中的一种或多种。
[0020]进一步地，所述废石包括在矿山开采过程中剥离的品位低于阈值的矿石、采选过程中剔除的品位低于阈值的矿石、采坑中暴露的未被利用的矿石及浸取完目的矿物后的浸渣。
[0021]本专利技术的有益效果在于：本专利技术在反应pH 1
‑
2.5范围内，利用一价阳离子与废石中黄铁矿氧化产生的高铁离子和硫酸根离子反应生成铁矾沉淀物，生成的铁矾沉淀物吸附到氧化的黄铁矿和未氧化的黄铁矿表面，形成致密的保护膜，可以抑制黄铁矿进一步氧化，达到从源头上抑制酸性废水产生的目的。
具体实施方式
[0022]以下将对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。
[0023]实施例1
[0024]本实施例提供一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法，向废石中添加含一价阳离子的物质和pH调控剂。所述废石为品位较低的黄铜矿石，黄铁矿质量含量为5.1％，黄铁矿氧化率0.1％，所述含一价阳离子的物质为硫酸钠，硫酸钠添加量满足钠离子与废石中氧化的黄铁矿的摩尔比为1.0:3。pH调控剂为氢氧化钠，调控反应的pH为1.5。硫酸钠的添加方式为溶解到喷淋液中，所述喷淋液为pH 0.8的酸性浸出液，所述喷淋方式为循环滴淋，试验7天后，黄铁矿氧化率为6.2％。
[0025]实施例2
[0026]本实施例提供一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法，向废石中添加含一价阳离子的物质和pH调控剂；所述废石为品位较低的黄铜矿石，黄铁矿质量含量为5.1％，黄铁矿氧化率0.1％，所述含一价阳离子的物质为硫酸钾，硫酸钾添加量满足钾离子与废石中氧化的黄铁矿的摩尔比为1:3。所述pH调控剂为氢氧化钠，调控反应的pH为1.0。硫酸钾的添加方式为溶解到喷淋液中，所述喷淋液为pH 0.8的酸性浸出液，所述喷淋方式为循环滴淋，试验7天后，黄铁矿氧化率为4.1％。
[0027]实施例3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源头抑制矿山酸性废水产生的方法，其特征在于，向矿山的废石中添加含一价阳离子的物质，利用pH调控剂控制反应的pH为1
‑
2.5,一价阳离子与废石中黄铁矿氧化产生的高铁离子和硫酸根离子反应生成铁矾沉淀物，生成的铁矾沉淀物吸附到氧化的黄铁矿和未氧化的黄铁矿表面，形成致密的保护膜，抑制黄铁矿进一步氧化；所述一价阳离子包括K
+
、Na
+
、NH
4+
中的任意一种或多种；含一价阳离子的物质的添加量按溶出的一价阳离子与废石中氧化的黄铁矿的摩尔比大于1:3；废石中黄铁矿氧化率≥0.1％；当一价阳离子为K
+
时，反应的pH范围为1
‑
2.5，当一价阳离子为Na
+
时，反应的pH为1.5
‑
2.5，当一价阳离子为NH
4+
时，反应的pH为1.8
‑
2.5。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含一价阳离子的物质包括氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化钠、氟化钾、氟化铵、含一价阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙和云，阮仁满，贾炎，谭巧义，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：