关键词：金属矿山；酸性废水；处理技术
随着经济的不断快速发展，我国对矿产资源的需求量变得越来越大。但是，矿产资源的开发利用过程难免对环境造成污染和破坏，金属矿山酸性废水的pH 值较低，其还含有伴生的重金属，如不加适当处理就会对环境产生严重的污染。所以，金属矿山酸性废水的处理技术研究对于环境保护以及可持续发展战略的实施具有重要意义。
1 金属矿山酸性废水的来源、特点及危害
1.1 金属矿山废水的来源
金属矿山废水已经成为环境污染的主要源头，其主要来自于矿山废石场、矿坑中部。金属矿山废水中含有诸多杂质，在风吹、日晒、雨淋等各种外界因素的作用下，硫化矿会快速溶解。矿坑废水水量和自然降水水量存在很大的差异，主要原因在于矿坑废水随着经济的不断快速发展，我国对矿产资源的需求量变得越来越大。但是，矿产资源的开发利用过程难免对环境造成污染和破坏，金属矿山酸性废水的pH 值较低，其还含有伴生的重金属，如不加适当处理就会对环境产生严重的污染。所以，金属矿山酸性废水的处理技术研究对于环境保护以及可持续发展战略的实施具有重要意义。
1 金属矿山酸性废水的来源、特点及危害
1.1 金属矿山废水的来源
金属矿山废水已经成为环境污染的主要源头，其主要来自于矿山废石场、矿坑中部。金属矿山废水中含有诸多杂质，在风吹、日晒、雨淋等各种外界因素的作用下，硫化矿会快速溶解。矿坑废水水量和自然降水水量存在很大的差异，主要原因在于矿坑废水水的影响后，水体中的微生物无法正常繁衍，最终会导致水体失去自净能力。酸性废水的 pH 低于 7，pH值越低，对鱼类、藻类等生物造成的伤害越大，其还会污染土壤，使土壤酸化、植物死亡等 。目前，矿山酸性废水的处理难度依然较大。有些采矿企业为了眼前利益，放弃治理，使矿山酸性废水流入河流、湖泊，而酸性废水中含有诸多重金属，对人们的生活造成严重威胁。
2 金属矿山酸性废水处理技术
2.1 中和法
与其他矿山酸性废水处理方法相比，中和法是使用范围最广的一种方法。顾名思义，中和法就是对酸性废水进行中和处理，提高其 pH 值，其又被称为氢氧化沉淀物法。人们可以将中和剂放入酸性废水，在中和剂的作用下，重金属、氢氧根发生化学反应，会产生氢氧化物沉淀，这样就能够将重金属顺利从水中去除。
中和法的重点在于中和剂的使用，目前中和剂有石灰石、石灰两种，其工艺流程分为三种。一是把石灰石直接放入水中，或者把石灰制作成石灰乳，然后放入反应池中进行反应，当进入沉淀阶段时，通过沉淀池的作用把生成物去除。二是石灰石和滚筒法。具体操作是把石灰石放入滚筒中，通过滚筒的旋转作用，石灰石之间发生相互碰撞，石灰石表面产生硫酸钙粉末，这样可以让酸性水体和石灰石尽可能接触，不断进行反应 。三是升流式变滤速膨胀中和法，即把碎石灰石放入圆锥体中，水从上向下流，穿过滤料，它们会充分进行反应。
2.2 硫化物沉淀法
硫化物沉淀法通常使用 Na 2S、NaHS 等作为硫化剂，为了使反应更加充分，需要加入表面活性剂。这样一来，沉淀物表面的疏水性将会发生变化，反应会变得更充分，可以有效去除金属离子。该方法去除金属硫化物的效果比较理想，所产生的沉淀物不具有溶解性，容易去除。
2.3 吸附法
吸附法也是处理矿山酸性废水的一种常用方法，该方法近年来受到了人们的高度重视。吸附法使用多孔性固体物质，其对水中物质具有吸附作用，可以将其中的有毒物质吸附在固体表面，从而去除有害物质。使用该方法时，吸附剂不同，作用机理也不同，目前，该方法以物理吸附为主，化学吸附使用比较少 。吸附剂有两种，一是黏土类矿物，如硅藻土、蒙脱石以及海泡石，黏土类矿物的层状结构，使其具有较好的吸附效果，其在矿山酸性废水处理中具有良好的发展前景。二是生物吸附剂，如甘蔗渣、细菌、果壳等。
吸附法是矿山酸性废水较为理想的处理方式，其相关研究越来越多，但是，依然缺乏吸附剂方面的研究。吸附剂在完成吸附重金属的作用后，若是没有得到良好的处理，同样会造成污染，为此，人们需要重视吸附剂的再利用。同时，目前的研究大多是基于模拟废水，对实际废水的研究较少，由于实际废水复杂，受多种因素影响，对其吸附值的研究还不确定。
2.4 离子交换法
离子交换法主要用于去除废水中的溶解性离子。离子交换法比较特殊，其对重金属进行吸附的过程属于化学吸附，矿山酸性废水中存在不少重金属离子，大部分以离子状态存在。该方法可以有效去除重金属离子，实现废水的循环再利用，具有容量大、水质好等特点。该方法具有十分显著的处理效果，值得推广应用。
2.5 人工湿地消化法
人们可以利用人工湿地的自净系统，对金属矿山酸性废水进行吸收再净化。这是一种成本较低又环保的方法，不会造成二次污染。在处理废水的过程中，湿地处理系统主要是通过沼泽等实现水质处理，而湿地植物（如芦苇、水八角、水虎尾、芦竹等）具有净化污水的作用。人工湿地是模仿自然湿地，巧妙地利用生态方式去除废水中的有害物质，通过过滤、吸附以及沉淀等过程实现水净化 [4]。
去除湿地中的重金属，难度比较大，整个去除过程十分复杂。目前，去除湿地重金属的方式有物理、化学以及生物三种，而重金属的去除机理还需要人们进一步研究。人工湿地的优点在于成本较低，缺点在于占地面积大，容易受到外界环境的影响。人们要加强人工湿地方面的研究，重点在于填料吸附量、人工湿地去除污染物的原理以及环境与重金属富集的关系。
3 金属矿山酸性废水处理技术的发展趋势
随着社会的不断发展，人们对环保问题越来越关注，金属矿山废水已经严重影响水资源的质量，对其进行有效处理将成为研究的重点。如今，金属矿山酸性废水处理技术已经处在一个瓶颈期，那么未来，该技术将会走向何方？
3.1 从传统处理工艺向先进替代工艺方向发展
我国在处理矿山酸性废水上已经采用了新型技术，但是，新技术的普及率还不高。很多地区依然使用传统的废水处理技术，传统技术不仅处理效率不理想，而且处理效果也不佳 [5]。近年来，我国加大了对矿山酸性废水处理技术的投资力度，对矿山酸性废水传统处理技术进行改进，但是这些方法仍然处于研究阶段，受到处理成本和效率的限制，很难实现产业化应用，这也是困扰矿山酸性废除处理技术产业化的最大障碍。未来，人们势必会投入更大的精力和资源去研发先进的替代工艺，来处理矿山酸性废水。
3.2 从末端治理向源头控制、过程调控、末端治理技术集成方向发展
“末端治理”往往不能从根本上消除污染，污染物在不同介质中会发生转移，有毒有害物质往往在新的介质中会转化为新的污染物，形成“治不胜治”的恶性循环。这不仅会浪费大量资源，也会对自然环境的保护形成新一轮的反噬。在未来，人们势必要从源头上加以解决，通过源头控制技术、过程调控技术、废水处理回用技术的综合研究，开发出矿山酸性废水集成控制技术，这是未来矿山金属酸性废水处理的最根本的落脚点。三者不仅具有各自的特定功能，而且互相联系，是典型的系统工程，从整体上体现出清洁生产的研究思路和方法 [6]。因此，综合各方面的资源，对金属矿山酸性废水进行批量化、集成化、系统化的处理，是根本发展方向，这样可以提高酸性废水处理的效率和效果。
3.3 从单纯的达标排放向回收有价金属和水资源方向发展
目前，矿山企业常用的矿山酸性废水处理方法无外乎以上几种，其中以中和沉淀法为主，该方法实际使用范围最广。但是，该方法通过中和沉淀的方式去除废水中的重金属，这意味着其中有价值的重金属也会被去除，必然造成资源浪费，而且该方法费用高，若是沉淀物处理不好，仍会污染环境。因此，在废水处理过程中，回收有价值的金属，实现中水回用将成为今后矿山金属酸性废水处理技术的又一发展趋势。
4 结语
金属矿山酸性废水的处理技术多种多样，比较常见的有中和法、硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法和人工湿地消化法。这些方法都有自身的优势，但是不可避免地存在成本高昂、周期漫长、效率不高等缺陷，该技术仍然需要进一步研究和完善。但是，无论使用哪种方法，人们都应兼顾经济性和有效性，努力实现经济效益和环境效益的双赢，这样才能促进我国经济发展，实现环境保护的预期目标。
原标题：金属矿山酸性废水处理技术
原作者：杨松青
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