CN106745562A - 一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺 - Google Patents

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陈勃伟
温建康
刘兴宇
刘文彦
张明江
尹思源
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Abstract

本发明涉及一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，属于矿山污染修复技术与应用领域。包括如下步骤：原位孔径布置：在硫化矿尾矿堆或废石堆表面，每隔2～4m布置孔径为4～6cm的竖孔1个，孔深至堆底；抑菌剂配置：将抑菌剂与水混合，并配制成5～30mg/L备用；原位抑制：将抑菌液喷淋在处理对象表面，喷洒量为5～10L/m2，同时在竖孔中注入抑菌液，注入量为100～200L/100m。间隔3～6月再重复喷淋及注入抑菌液一次。该工艺所用的抑菌剂为苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐等食品用防腐剂，安全环保，且通过内外结合的方法，抑制金属硫化物的生物氧化，达到原位控制酸性矿山废水产生的目的。

Description

一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺
技术领域
本发明属于矿山污染修复技术与应用领域，具体涉及一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺。
背景技术
矿山酸性废水通常是由于硫化矿(大多为黄铁矿)暴露于空气和水中，其中的金属硫化物氧化产生硫酸造成的(见反应式1)，其中含有大量的硫酸、金属离子(Cu、Fe、Cd、Zn、Pb、Ni、Co等)、硫酸盐、固体铁沉淀等，由此可能导致严重的环境问题。金属硫化物的自然氧化过程极其缓慢，但是在微生物的作用下，可使这一过程的反应速率提高至少5个数量级。因此，要从源头控制酸性矿山废水的产生，最重要的就是要抑制氧化金属硫化物的铁氧化菌和硫氧化菌。
FeS2+3.75O2+3.5H2O→Fe(OH)3+4H++2SO4 2- (式1)
国内外研究学者在采用化学杀菌剂抑制硫化矿的生物氧化和酸性废水的产生方面取得了一定的进展。目前普遍使用的化学杀菌剂如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、三氯生等(CN201410251289.4、CN200910193483)常添加于洗护用品中，但由于人们日常生活的大量使用，随生活污水的排放进入自然环境，成为新型的污染源。苯甲酸、山梨酸等是常用的高效无毒防腐剂，常用于人类食品、动物饲料、化妆品、医药、包装材料和橡胶助剂等，是环境友好型杀菌剂。采用化学杀菌剂抑制矿山酸性废水产生时常采用喷淋的方式进行，但这种方式很难抑制细菌对深部硫化矿的氧化。因此，本发明提出采用食品类无毒防腐剂和原位布施的方式，开发一种环境友好型矿山酸性废水原位控制工艺。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种环境友好型矿山酸性废水原位控制工艺，既保证对环境无害，又能从源头抑制矿山酸性废水的产生。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种环境友好型矿山酸性废水原位控制工艺，其包括以下步骤：
1)原位孔径布置：在硫化矿尾矿或废石堆每隔2～4m布置竖孔；
2)抑菌剂配置：将抑菌剂配制成浓度为5～30mg/L的溶液；
3)原位抑制：将抑菌液喷洒于硫化矿尾矿或废石堆的表面及注入竖孔中。
优选地，所述竖孔的孔径为4～6cm，孔深至堆底。
优选地，所述抑菌剂为苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐中的任一种。
更优选地，所述苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾，所述山梨酸盐为山梨酸钠或山梨酸钾。
优选地，所述抑菌剂的浓度为10～20mg/L。
优选地，所述目的对象表面抑菌液喷洒量为5～10L/m2。
优选地，所述竖孔中抑菌液注入量为100～200L/100m。
所述抑菌液的间隔喷淋周期为3～6个月。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，使用的抑菌剂抑制微生物对于氧化金属硫化物的氧化，使用的苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐等食品防腐剂能够穿透细胞膜进入细胞体内，抑制细菌活性，而对于人体正常生长代谢无影响，对环境友好。此外，通过对处理对象表面和内部的共同作用，达到原位抑制矿山酸性废水的产生的目的。
附图说明
图1为本发明提供的矿山酸性废水原位控制工艺的示意图。
附图标记
1：硫化矿尾矿或废石堆；2：竖孔；3：配置好的抑菌液；4：旋转喷淋头。
具体实施方式
下面结合图1说明本发明提供的矿山酸性废水原位控制工艺，包括以下步骤：
(1)原位孔径布置
在硫化矿尾矿或废石堆1表面，每隔2～4m布置一个孔径为4～6cm的竖孔2，孔深至堆底。
(2)抑菌剂配置
将抑菌剂3与水混合，配制成5～30mg/L备用。
其中，抑菌剂选自苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐中的任一种。
进一步地，苯甲酸盐选自为苯甲酸钠或苯甲酸钾，山梨酸盐选自山梨酸钠或山梨酸钾。
(3)原位抑制
将抑菌液3通过旋转喷淋头4喷淋在硫化矿尾矿或废石堆1表面，喷洒量为5～10L/m2，同时在竖孔2中注入抑菌液3，注入量为100～200L/100m。间隔3～6月再重复喷淋及注入抑菌液一次。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
某硫化铜矿废石堆，含铜0.10％，含硫4.25％，金属硫化物主要为黄铁矿和黄铜矿。
(1)原位孔径布置
在硫化铜矿废石堆表面，每隔4m布置一个孔径为4cm的竖孔。
(2)抑菌剂配置
将山梨酸钠与水混合，配制成20mg/L的抑菌液备用。
(3)原位抑制
将抑菌液喷淋在硫化铜矿废石堆表面，喷洒量为5L/m2，同时在竖孔中注入抑菌液，注入量为100L/100m。间隔6月再重复喷淋及注入抑菌液一次。
实施例2
某硫化铜矿尾矿堆，含铜0.21％，含硫1.2％，含砷0.35％，金属硫化物主要为砷黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿。
(1)原位孔径布置
在硫化铜矿尾矿堆表面，每隔2m布置一个孔径为6cm的竖孔。
(2)抑菌剂配置
将苯甲酸与水混合，并配制成10mg/L备用。
(3)原位抑制
将抑菌液喷淋在硫化铜矿尾矿堆表面，喷洒量为10L/m2，同时在竖孔中注入抑菌液，注入量为200L/100m。间隔3月再重复喷淋及注入抑菌液一次。
经过本发明实施例中喷洒抑菌剂及内部注入抑菌剂，以内外结合的方法，利用抑菌剂破坏细菌的正常生长代谢，抑制了金属硫化物的生物氧化，尾矿堆和废石堆渗滤液pH值接近中性，重金属离子浓度满足地表水环境质量标准，达到原位控制矿山酸性废水产生的目的。

Claims (9)

1.一种环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
1)原位孔径布置：在硫化矿尾矿或废石堆每隔2～4m布置竖孔；
2)抑菌剂配置：将抑菌剂用水配制成浓度为5～30mg/L的溶液；
3)原位抑制：将抑菌液喷洒于硫化矿尾矿或废石堆的表面及注入竖孔中。
2.如权利要求1所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述竖孔的孔径为4～6cm，孔深至堆底。
3.如权利要求1所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述抑菌剂为苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐中的任一种。
4.如权利要求3所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾。
5.如权利要求3所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述山梨酸盐为山梨酸钠或山梨酸钾。
6.如权利要求1、3-5任一项所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述抑菌剂的浓度为10～20mg/L。
7.如权利要求1、3-5任一项所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述硫化矿尾矿或废石堆表面抑菌液喷洒量为5～10L/m2。
8.如权利要求1、3-5任一项所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述竖孔中抑菌液注入量为100～200L/100m。
9.如权利要求1、3-5任一项所述的环境友好的矿山酸性废水原位控制工艺，其特征在于，所述抑菌液的间隔喷淋周期为3～6个月。
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