关键词 ：金矿区 ；重金属酸性废水 ；处理策略

                   按照标准要求实行的勘察类型划分工作，明确提出了有色金属矿区地质勘察类型包含了三种类型，主要为简单、中等和复杂。目前，受到地质复杂性因素的影响，勘察类型还表现为过渡情况。不过在矿山酸性废水中包含了诸多的重金属，当没有做好该项重金属酸性废水处理工作将会增加水质酸化概率，减少水体自净功能的提升。对重金属酸性废水进行处理的方式包含了多方面，分别是离子交换法和中和法以及吸附方法、膜分离方式等。对于这些方式而言，都各有各自的优势以及缺陷。比如中和法操作便利，成本较低，效果较差一些，沉降量特别大。硫化物沉淀方式整体效果极佳，但是处理期间流程非常繁琐，价格高。在处理污染物浓度较小以及含量少的废水中适合应用离子交换方式，适合将其当成深度处理方法。膜分离方式尚处于初期发展状态，投资成本高。人工湿地法在发达领域内得到了普遍应用，可以将矿山酸性水全面处理，投资成本较低，可是占据面积多，普遍受到了环境因素的影响，酸度特别高的情况下处理废水局限性大。生物法尚处于研究室阶段，没有得到大面积开发。而吸附法可以有效的抗冲击水质变化，不会引起二次污染，有着极高的经济性特征。在最近几年中，采取吸附法对重金属酸性废水加以处理成为了目前关注的重点。经过探究表明，诸如粉煤灰和膨润土等物质对重金属离子产生的吸附效果良好，然而也有着一些难点存在。本文专门对此种现象展开了分析。

                      1  选取的材料和采取的方式

                      含重金属酸性废水的基本来源渠道表现为矿山境内排水、废石堆渗沥水、选矿厂尾矿排水、冶炼厂除尘排水等多方面。尤其是老矿山、以硫化物为主体的金矿床，在进行金矿的采掘生产过程中，采掘区内旧矿硐、竖井、斜井、平巷处于纵横交错的状态，雨水逐渐渗透到岩石裂隙中，从上巷道依次流入下巷道、逐渐集合在于井下水坑中。在雨季的时候，下雨时矿坑排水水量逐渐增大，矿山和废石堆中的硫化物基于自然界微生物—氧化铁杆菌、氧化铁硫杆菌的作用下形成了硫的氧化物溶解于水，演变为了硫酸和硫酸盐。具体表现为硫化铁的反应，又如，硫化铜的反应 ：经过相关探究表明，受细菌作用的影响，夏季雨季较多，十分潮湿，该项反应极为迅速，这是废石堆沥水，矿坑水发展为了含重金属酸性废水的主要原因。重金属在水体中难以有效被微生物分解，只可以出现各种形态之间的相互转化。诸多的含重金属酸性废水排入地面污染地面水，甚至对地下水造成污染。

                    1.1 试验材料

                    当前阶段，有色金属矿区在地质中的应用情况对于找矿的效率和准确性有着直接的影响，在现有的地质找矿工作开展期间，就要求相关人员加大对金属矿区地质勘察技术的研究和应用力度，在获取准确信息资源的基础上促使该项工作良好开展。当对有色金属矿区地质勘察类型进行划分的过程中，需要以矿区矿体具体运行情况入手，遵循规范性的标准实行划分工作，其中，标准表现为矿区规模、形态、内部结构、矿体厚度以及矿体构造和分布均匀情况。矿区规模包含了大中小三种类型，但是从金矿区实际开展现状来看，还有着较多的问题存在。

在本篇文章中，主要将金矿区内的废水当成基本研究对象，借鉴以往经验和实际情况将石灰当成中俄会，花生壳以及玉米芯等作为吸附剂使用，综合性处理含重金属的酸性废水，试验期间采取的中和剂以及吸附剂应用普遍，价格合理，在处理重金属酸性废水期间产生的应用效果良好。对于石灰来讲，是从市场内引进，粉煤灰来自于燃煤电厂，而花生壳和玉米芯从市场引进，清洗干净花生壳和玉米芯，采取粉碎机粉碎处理，使用密封袋储存起来。其中，有关于粉煤灰以及石灰的理化性质如表 1所示。

                   1.2 改性花生壳制备

                   对花生壳进行改性的方式包含了多方面，分别是酸改性方式、碱改性方式以及有机化合物改性方式。这几种方式产生的作用良好，可以有效增加表面的阴离子基团。现阶段，因为酸改性方式有着极高优势而得到了广泛应用，改性花生壳制备流程表现为以下几点。首先，需要称取 50g 经过 2mm 筛同时水洗的花生壳，放置在 2.5L 烧杯内，添加 500ml 的磷酸溶液，搅拌 1h 即可，离心去除液体环节，处于 50℃中进行烘干处理，一直到温度上升到 189°即可，加热 1.5h。完成以上处理以后的花生壳采取 75°的离子水清洗磷酸，放到 50℃环境下烘干处理。

                   1.3 采取的试验

                    方式其一，石灰中和方式。选取三组不相同梯度投加量的石灰实施中和作业，投加量比例为 10g/L、20g/L、30g/L，将500ml 的废水放到 1000ml 左右的锥形瓶内，依照比例控制数量，在尼龙袋内添加石灰，放到废水内，处于恒温振荡机中振荡 1h 以后过滤处理，整理滤液，检测 PH 和实际重金属含量，清楚的判断石灰投加量对于废水 PH 以及各项重金属去除率产生的一系列影响。其二，吸附剂吸附。经过相关探究表明，在生物质吸附剂的使用量为 10g/L~20g/L 的情况下，对于重金属可以产生极高的去除作用。对此，就需要规范性设计吸附剂的实际投加量，将石灰中和以后的水样 200ml 放到 500ml 锥形瓶内，明确投加量比例，借助恒温振捣机振荡 1h 以后过滤处理，整理滤液，检验重金属含量。以上相关试验均实施空白对照以及重复性试验，使用HNO3-HClO4 将废水内的重金属进行消解，利用离子光谱仪检验消解液内包含的重金属含量。获取的数据是重复试验平均值，应用 EXCEL 软件整理原始数据。

                   2  结果探究

                   2.1 分析废水水质

                  通过分析采矿区域的水样来看，水样本身特征为酸性，其远远超出了地表水标准要求，从中得出，此种类型的水样是一项典型的重金属污染矿山酸性废水。

                    2.2 石灰投加量对于PH产生的一系列影响以及重金属去除效果

                     对于石灰投加量来讲，本身对于 PH 的影响极大，同时对于重金属的去除效果也是非常高的，自从投加石灰以后水样 PH 值呈现出了不断上升的状态，在石灰投加量是 20g/L的情况下，PH 值上升，其和地表水标准规定要求相符合的情况下，代表着石灰可以有效的中和酸性废水。实施投加石灰中和处理工作以后可以看出，其产生的去除效果良好，其中就属 As以及 Zn去除效果更高。在石灰投加量是 20g/L以后，As以及 Zn去除率提升，这是因为石灰以及重金属离子相互形成了氢氧化物沉降，降低了废水内重金属实际含量。

石灰投加量的增加在重金属离子去除率提升方面产生的现象不是特别明显，可能是因为石灰投加量逐渐增加，废水处于一定的饱和状态，形成重金属氢氧化物，中和渣体积增大，沉降速度下降。而且石灰还会被沉降所包裹，取出效果随之下降，废水内重金属含量是特别高的，通过石灰中和处理以后的出水水质依旧不符合地表水的标准要求，所以务必规范性解决和处理。

                    2.3 吸附剂对于PH产生的相关影响

                    当前阶段，可以采取不同吸附剂对石灰处理以后的水样实施吸附作业。花生壳和改性花生壳对废水 PH 产生的影响是非常小的，玉米芯以及花生壳混合粉煤灰则是对废水 PH有着极大程度的影响，在花生壳和粉煤灰依照质量比投加以后，废水 PH 上升，表示粉煤灰可以在一定程度上提升废水PH。这是由于粉煤灰呢包含了较少的碱金属氧化物以及碱土金属氧化物，溶液呈现出了碱性特征，废水 PH 提升。相关人员觉得 PH对于吸附剂吸附重金属有着直接性的影响，在 PH非常低的情况下诸多 H将会逐渐占据金属离子的实际吸附位置，使吸附剂对重金属离子的吸附能力特别低，而PH 非常高的情况下，金属离子形成了氢氧化物沉淀，阻碍了吸附作业的有效实施。

                   2.4 吸附剂对于重金属产生的去除效果

                   应用不同吸附剂有效吸附石灰处理以后的水样，处理完成以后废水内的重金属含量呈现出了明显下降的现象。相关吸附剂对于重金属本身都有着极佳的去除优势，经过探究表明，Pb 以及 Zn 产生的去除效果是特别高的，添加相应比例的吸附剂以后，Pb 以及 Zn 的含量远远低于地表水标准要求值。

                     在吸附投加量是 20g/L 的情况下，不同吸附剂对于 As以及 Zn 去除效果较高。对 Zn 的去除效果表现为花生壳 + 粉煤灰 > 花生壳 > 改性花生壳 > 玉米芯。从中可以看出，花生壳 + 粉煤灰对重金属的去除效果最好，改性花生壳则是对As、Cd、Pb 的去除效果远远好于花生壳。这是由于花生壳内包含了儿茶酚和间苯三酚等多元酚以及诸多的纤维素类物质 , 本身对于重金属有着较强的吸附能力间。相关探究也明确表示花生壳等对重金属有较好的吸附能力响。花生壳混合粉煤灰可以进一步提高对重金属的去除率，可能是因为粉煤灰表面积特别大，并且包含大量 AI、Si 等氧化物及少量Fe、Ca 等氧化物，有着活性基团 , 因而吸附性能极佳，与此同时，花生壳和粉煤灰都有着不同的吸附能力，进行混合投加后吸附性能可以全面增强，提升重金属的去除效果。当投加量合适的情况下，可以使废水中的 Pb，Zn 等符合地表水的标准限值要求，再加上材料来源比较广泛 , 价格合理 , 所以能够产生良好的环境效益。

                     3  含重金属酸性废水处理方法的几种方式

                     3.1 中和法处理含重金属酸性废水

                     中和剂内包含了石灰、苛性碱、碳酸钠等。该项方式能够有效处理任何性质、任何浓度的酸性含重金属废水（Cu、Pb、Zn、Ca、Fe、Mn）。因为氢氧化钙对废水中杂质有着良好的凝聚效果，因此在含杂质多的酸性废水处理环节中应用极为广泛。其化学反应原理体现为 ：石灰中和有干法投料 ：

                       主要是将石灰直接投入废水中，该方式操作简单，不过从实际情况来看，反应不彻底，投药量一般为理论量的 1.4~1.5 倍，一般情况下不采用。通常采用湿法投料，石灰用量在 0.5g/d之下的情况下，可采用人工方式制成浓度为 40%~45%的石灰乳。石灰用量超过 0.5t/d，应用机械方法配制成浓度为 5%~10% 石灰乳，添加到废水处理槽中，处理槽一般两个以上交替使用。为避免形成沉淀，槽内安装搅拌机、转速一般为 20r/min~40r/min。搅拌一般不适合采用压缩空气，由于空气中的 CO2易与 CaO反应产生 CaCO3沉淀，这样的话，除了浪费中和剂，又引起了严重的堵塞。在废水成分、流量、浓度不具备稳定性的情况下，需要设置废水调节池，结合实际情况确定大小程度，在废水内包含了重金属盐类的及其他有害物质时，依照除盐解毒要求决定。沉淀时间一般在 1h~2h便可以。泥渣体积大约是废水体积的 10%~15%，含水率一般为 90%~95%。

                  3.2 硫酸亚铁法处理含重金属酸性废水

                   采取亚铁盐将废水中的金属清除，使废水与铁化合物混合，然后添加碱进行中和，使用空气氧化使其形成反应。结果产生出铁盐沉淀物、氢氧化物沉淀物的络合盐和重金属，经过滤并用磁力使沉淀物从溶液中有效分离。

                    3.3 反渗透法处理含重金属酸性废水

                   国内外均有成功将反渗透法应用在处理矿山含重金属酸性废水中的现象。重金属包含了 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd 等去除率达 98% 以上，pH 值在 7 左右。

                     4  结语

                     从以上论述来看，金矿区内废水呈现出了强酸性特征，重金属远远超出了地表水的标准要求，应用石灰中和处理方式以后，废水 PH 值逐渐提升，并且可以产生良好的去除作用，并且在投加量是 20g/L 的情况下，各项吸附剂的去除效果良好，花生壳经改性能提升了重金属吸附。粉煤灰以及花生壳都属于工农业废弃物，有着来源广泛和价格较低的特征，整体经济以及环境效益极佳。

                     原标题：金矿区含重金属酸性废水处理研究

                     原作者：马平杰