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摘要就矿山酸性废水对农业生态环境的破坏，提出2种对策：一是根据矿山酸性废水产生机理从源头上控制雨淋性酸性废水的产生；二是用石灰石代用石灰乳或其他碱性化学药剂作处理剂，克服石灰乳或其他碱性化学药剂因用量不足达不到处理效果，或用量过度使水质量呈碱性问题，解决反应残渣综合利用问题，且操作简便，易于管理。
关键词矿山酸性废水；石灰石法中和处理；综合利用；生态环境
中图分类号X751文献标识码A文章编号1007-5739（2008）24-0364-02
硫铁矿及含硫铁矿下游河流水质常年呈酸性，主要是由铁矿、硫铁矿排堆场和井下废水中含硫物质在空气、阳光、降水和微生物的作用下形成的。位于安徽省庐江县东南部的黄屯河，总长约10km，河水pH值常年小于3，沿河两岸约670hm2农田无法引水浇灌，临河而居的黄屯古街居民靠车辆送水饮用，原来兼有排洪、灌溉、航运、渔业、生活用水功能的生机勃勃的黄屯河，现在已变成鱼虾绝迹的黄色河流。造成这种情况的主要原因是自20世纪70年代以来，该河上游先后建设露天开采的铁矿和井下开采的硫铁矿，由此产生大量酸性废水，从而导致生态破坏。现就此提出应对措施。
1控制废土、废石产生雨淋性酸性废水
1.1选出废土、废石中的硫
根据矿山酸性废水主要由硫形成的机理，选出废土、废石中的硫，将从源头上控制酸性废水的产生。目前较先进的选矿工艺设备对矿石选硫后，矿石中硫的含量低于0.5%，而该县露天赤铁矿中硫的含量在1%～10%，平均值在6%左右，从工艺角度是可行的，但成本较高，单从生产硫精砂角度是不合算的。如果把经济效益和环境效益统筹考虑，且附近有合适地方建尾矿库，还是可取的。
1.2采用适量石灰或电石碴混合堆放
根据废土、废石中硫的含量，混合适量的石灰或电石碴与废土、废石堆放，并用机械压实，一方面减少与空气、阳光、雨水接触，避免低价硫被氧化形成酸性废水；另一方面对表层产生的雨淋性酸性废水可就地与石灰中浸出的碱液中和，待闭矿后再覆土恢复植被。这种方法对几十年的老矿山已形成的巨大土石剥离物进行处理，投资巨大，很难实施；但对新产生的废土、废石可以采用这种方法治理，对原来既成现实的废土、废石可逐步进行治理。
2收集废水集中治理
在废土、废石堆场周围设置避洪沟，将堆场外雨水避开，收集堆场区域淋溶水和井下废水集中处理。矿山酸性废水常用的处理方法有石灰乳法和其他碱性化学药剂法，目前该区域的3个矿山企业均采用石灰乳法处理。这2种方法处理需要精确计算用量，往往因用量不足而达不到处理效果，或者因用量过度而造成水质呈碱性，且耗时费力，既不经济又难以操作。下面介绍用石灰石为原料处理矿山酸性废水，以解决上述方法的缺陷。
2.1石灰石法处理试验
2.1.1试验材料。①酸性废水来源：取黄屯河上游河水，水质主要参数见表1。可以看出，废水pH值、铜严重超标。②石灰石来源。取目庐江县冶山石料加工厂和巢湖怀宁石料加工厂，碳酸钙含量分别为91%、93%，粒径小于2mm。
由上述试验可知，混合20min后，pH值就达到《地表水环境质量标准》（6～9），50min后接近中性，水质达中性后铜、铅、锌均低于检出限。
2.2工程应用可行性分析
2.2.1工艺流程（见图1）。图2为盛放石灰石装置的废水围堰，石灰石盛放装置通过支撑架托起，并用耐酸过滤网隔开，且与围堰废水相连。井下及废石场淋溶性酸性废水进入废水围堰后，与装置内的石灰石发生中和反应，用围堰内的污水泵抽水冲击石灰石，使废水与石灰石充分反应，并将反应后的微小颗粒沉淀物——硫酸钙通过滤网孔带入围堰，较大颗粒石灰石仍留在滤网上。反应后澄清的达标废水通过围堰溢流孔排入外河。围堰底层混浊物通过污泥泵抽入污泥沉淀池，沉淀后的污泥经压滤送干化场。
2.2.2存在的的问题及解决办法。①污泥和滤碴问题。1t石灰石与酸性废水完全反应后，将产生1.1～1.3t主要成分为硫酸钙的污泥和70～90kg主要成分为二氧化硅的滤碴。解决办法：沉淀污泥经压滤脱水、干化、成球处理后作水泥生产原料，滤碴可作建筑用砂。②中性废水返酸问题。酸性废水经处理呈中性后过一段时间又偏酸性，原因是废水中的S2-、S、SO32-在细菌和空气中氧的联合作用下被氧化又形成酸性废水。解决的方法：一是设计足够大的废水围堰，确保废水停留时间；二是对下游河流逐级筑坝，并清除河底污泥，再铺上一层碎石灰石，定期冲刷河底，抽去河底污泥。③滤网孔阻塞问题。硫酸钙风干后形成坚硬的污垢阻塞过滤网网孔，从而影响处理效果。解决的办法：将滤网始终浸没在水中，因为硫酸钙微溶于水，在水中不会结成坚硬的污垢，如果滤网破损，要及时修补或更换。
2.3原料耗费估算
按平均pH值2.5计算，将1 000万立方米酸性废水处理达中性，年需含碳酸钙90%的石灰石约1 800t，按加工成小颗粒状石灰石120元/t计算，原料成本为21.6万元。
3结论
对废土、废石选硫和用石灰、电石碴与废土、废石混合堆放的方法是解决矿山酸性废水的治本之策，但投资较大，对已形成巨大排碴量的老矿山难以承受。用石灰石法治理收集的酸性废水是治标之策，不能从源头上根除酸性废水的产生，但投资较少，效果较好，且产生的残碴可作水泥生产原料或建材。根据庐江矾矿在2000年“一控双达标”时采用的石灰石法治理情况看，矾山镇居民在治理后的蓄水池中洗菜，说明治理效果较好。如果从较长时间筹措和累积治理资金，采取治本和治标相结合的措施，则既不影响企业目前正常生产，使近期矿山酸性废水排放达标，又能逐步进行远期治理，从根本上解决酸性废水破坏生态环境问题。
4参考文献
[1] 刘成.德兴铜矿酸性废水成因的研究[J].有色矿山，2001，30（4）：49-53.
[2] 韦冠俊.矿山环境工程[M].北京：冶金工业出版社，2001.
[3] 罗凯，张建国.矿山酸性废水治理研究现状[J].资源环境与工程，2005，19（1）：45-49.
[4] 毛银海，徐怡珊.铜矿酸性废水氧化钙中和处理装置的改造[J].化工环保，2003，23（5）：287-290.
[5] 罗良德.利用HDS技术处理铜矿山废水的试验研究[J].铜业工程，2004（2）：17-19 47.
[6] 任万古.德兴铜矿酸性废水处理实践[J].采矿技术，2002，2（2）：57-59.
关键词矿山酸性废水；石灰石法中和处理；综合利用；生态环境
中图分类号X751文献标识码A文章编号1007-5739（2008）24-0364-02
硫铁矿及含硫铁矿下游河流水质常年呈酸性，主要是由铁矿、硫铁矿排堆场和井下废水中含硫物质在空气、阳光、降水和微生物的作用下形成的。位于安徽省庐江县东南部的黄屯河，总长约10km，河水pH值常年小于3，沿河两岸约670hm2农田无法引水浇灌，临河而居的黄屯古街居民靠车辆送水饮用，原来兼有排洪、灌溉、航运、渔业、生活用水功能的生机勃勃的黄屯河，现在已变成鱼虾绝迹的黄色河流。造成这种情况的主要原因是自20世纪70年代以来，该河上游先后建设露天开采的铁矿和井下开采的硫铁矿，由此产生大量酸性废水，从而导致生态破坏。现就此提出应对措施。
1控制废土、废石产生雨淋性酸性废水
1.1选出废土、废石中的硫
根据矿山酸性废水主要由硫形成的机理，选出废土、废石中的硫，将从源头上控制酸性废水的产生。目前较先进的选矿工艺设备对矿石选硫后，矿石中硫的含量低于0.5%，而该县露天赤铁矿中硫的含量在1%～10%，平均值在6%左右，从工艺角度是可行的，但成本较高，单从生产硫精砂角度是不合算的。如果把经济效益和环境效益统筹考虑，且附近有合适地方建尾矿库，还是可取的。
1.2采用适量石灰或电石碴混合堆放
根据废土、废石中硫的含量，混合适量的石灰或电石碴与废土、废石堆放，并用机械压实，一方面减少与空气、阳光、雨水接触，避免低价硫被氧化形成酸性废水；另一方面对表层产生的雨淋性酸性废水可就地与石灰中浸出的碱液中和，待闭矿后再覆土恢复植被。这种方法对几十年的老矿山已形成的巨大土石剥离物进行处理，投资巨大，很难实施；但对新产生的废土、废石可以采用这种方法治理，对原来既成现实的废土、废石可逐步进行治理。
2收集废水集中治理
在废土、废石堆场周围设置避洪沟，将堆场外雨水避开，收集堆场区域淋溶水和井下废水集中处理。矿山酸性废水常用的处理方法有石灰乳法和其他碱性化学药剂法，目前该区域的3个矿山企业均采用石灰乳法处理。这2种方法处理需要精确计算用量，往往因用量不足而达不到处理效果，或者因用量过度而造成水质呈碱性，且耗时费力，既不经济又难以操作。下面介绍用石灰石为原料处理矿山酸性废水，以解决上述方法的缺陷。
2.1石灰石法处理试验
2.1.1试验材料。①酸性废水来源：取黄屯河上游河水，水质主要参数见表1。可以看出，废水pH值、铜严重超标。②石灰石来源。取目庐江县冶山石料加工厂和巢湖怀宁石料加工厂，碳酸钙含量分别为91%、93%，粒径小于2mm。
由上述试验可知，混合20min后，pH值就达到《地表水环境质量标准》（6～9），50min后接近中性，水质达中性后铜、铅、锌均低于检出限。
2.2工程应用可行性分析
2.2.1工艺流程（见图1）。图2为盛放石灰石装置的废水围堰，石灰石盛放装置通过支撑架托起，并用耐酸过滤网隔开，且与围堰废水相连。井下及废石场淋溶性酸性废水进入废水围堰后，与装置内的石灰石发生中和反应，用围堰内的污水泵抽水冲击石灰石，使废水与石灰石充分反应，并将反应后的微小颗粒沉淀物——硫酸钙通过滤网孔带入围堰，较大颗粒石灰石仍留在滤网上。反应后澄清的达标废水通过围堰溢流孔排入外河。围堰底层混浊物通过污泥泵抽入污泥沉淀池，沉淀后的污泥经压滤送干化场。
2.2.2存在的的问题及解决办法。①污泥和滤碴问题。1t石灰石与酸性废水完全反应后，将产生1.1～1.3t主要成分为硫酸钙的污泥和70～90kg主要成分为二氧化硅的滤碴。解决办法：沉淀污泥经压滤脱水、干化、成球处理后作水泥生产原料，滤碴可作建筑用砂。②中性废水返酸问题。酸性废水经处理呈中性后过一段时间又偏酸性，原因是废水中的S2-、S、SO32-在细菌和空气中氧的联合作用下被氧化又形成酸性废水。解决的方法：一是设计足够大的废水围堰，确保废水停留时间；二是对下游河流逐级筑坝，并清除河底污泥，再铺上一层碎石灰石，定期冲刷河底，抽去河底污泥。③滤网孔阻塞问题。硫酸钙风干后形成坚硬的污垢阻塞过滤网网孔，从而影响处理效果。解决的办法：将滤网始终浸没在水中，因为硫酸钙微溶于水，在水中不会结成坚硬的污垢，如果滤网破损，要及时修补或更换。
2.3原料耗费估算
按平均pH值2.5计算，将1 000万立方米酸性废水处理达中性，年需含碳酸钙90%的石灰石约1 800t，按加工成小颗粒状石灰石120元/t计算，原料成本为21.6万元。
3结论
对废土、废石选硫和用石灰、电石碴与废土、废石混合堆放的方法是解决矿山酸性废水的治本之策，但投资较大，对已形成巨大排碴量的老矿山难以承受。用石灰石法治理收集的酸性废水是治标之策，不能从源头上根除酸性废水的产生，但投资较少，效果较好，且产生的残碴可作水泥生产原料或建材。根据庐江矾矿在2000年“一控双达标”时采用的石灰石法治理情况看，矾山镇居民在治理后的蓄水池中洗菜，说明治理效果较好。如果从较长时间筹措和累积治理资金，采取治本和治标相结合的措施，则既不影响企业目前正常生产，使近期矿山酸性废水排放达标，又能逐步进行远期治理，从根本上解决酸性废水破坏生态环境问题。
4参考文献
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[5] 罗良德.利用HDS技术处理铜矿山废水的试验研究[J].铜业工程，2004（2）：17-19 47.
[6] 任万古.德兴铜矿酸性废水处理实践[J].采矿技术，2002，2（2）：57-59.