趙穎

摘 要：礦山環(huán)境問(wèn)題有其特殊性，由于種種原因長(zhǎng)期以來(lái)礦山環(huán)境問(wèn)題并未引起人們足夠的重視，致使礦山環(huán)境問(wèn)題成為了影響生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要一環(huán)。新時(shí)期，國(guó)家加大了生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的力度，企業(yè)在新環(huán)境監(jiān)管形勢(shì)下通過(guò)加大資金、技術(shù)等多方面的投入，積極做好礦山環(huán)境問(wèn)題的防治。文章結(jié)合含硫多金屬礦床開(kāi)采過(guò)程中的污染特點(diǎn)就如何做好低含硫多金屬硫鐵礦床開(kāi)采過(guò)程中環(huán)境污染的防治進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：低含硫多金屬硫鐵礦床；環(huán)境污染；防治

中圖分類號(hào)：X820.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）20-0123-02

Abstract： The mine environmental problem is becoming increasingly special. For a long time， due to various reasons， the mine environmental problem has not attracted enough attention， so the mine environmental problem has become an important part of the ecological environment construction. In the new era， the state has increased the supervision of the ecological environment， and enterprises have actively done a good job in the prevention and control of mine environmental problems by increasing investment in capital， technology and other aspects under the situation of new environmental supervision. Based on the characteristics of pollution in the mining process of sulfur-bearing polymetallic deposits， this paper analyzes and expounds how to prevent and control the environmental pollution in the process of mining low-sulfur polymetallic pyrite deposits.

Keywords： low sulfur polymetallic pyrite deposit； environmental pollution； prevention and control

前言

硫鐵礦在我國(guó)廣泛分布，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)的硫鐵礦產(chǎn)量和消耗量能夠占據(jù)世界的一半以上，長(zhǎng)期以來(lái)在硫鐵礦的開(kāi)采過(guò)程中由于資金、技術(shù)投入不足未能做好硫鐵礦開(kāi)采過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)，粗狂的開(kāi)采方式不僅造成了較為嚴(yán)重的硫鐵礦資源的浪費(fèi)，同時(shí)也產(chǎn)生較大的環(huán)境污染。硫鐵礦礦床開(kāi)采過(guò)程中所造成的污染點(diǎn)主要集中在土壤-水-生物-大氣等幾個(gè)方面，且上述幾個(gè)方面緊密聯(lián)系，相互影響。本文將重點(diǎn)就硫鐵礦礦床開(kāi)采過(guò)程中所產(chǎn)生的酸性廢水、礦渣中的重金屬釋放、粉塵和廢氣等的重污染領(lǐng)域進(jìn)行分析討論。

1 硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生酸性廢水的污染危害及其防治策略

1.1 硫鐵礦開(kāi)采過(guò)程中所產(chǎn)生酸性廢水所造成的危害

硫鐵礦開(kāi)采過(guò)程中所生產(chǎn)的硫精砂與酸性廢水的重量比為1：12，酸性廢水的酸度并不是其所產(chǎn)生的主要影響，而在于酸性廢水中所含有的Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等的重金屬成分。酸性廢水的肆意排放將會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，常常會(huì)在酸性廢水排放的周邊區(qū)域土壤中呈現(xiàn)出地表化學(xué)異常（如地表板結(jié)、重金屬超標(biāo)等），而將酸性廢水不經(jīng)處理直接排放進(jìn)河流中會(huì)破壞水體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致正常水體變色、渾濁，同時(shí)隨著水流的擴(kuò)散會(huì)影響到水體的正常循環(huán)。據(jù)相關(guān)研究表明，硫鐵礦開(kāi)采中產(chǎn)生的酸性廢水中的硫化礦物的氧化速率受到反應(yīng)時(shí)間、溫度、硫化物含量、種類以及酸性廢水周邊的空氣、水和微生物、尾礦的孔隙率和滲透性等多種因素的影響。在上述影響因素中，空氣中的氧氣所產(chǎn)生的影響比重較大。酸性廢水中所含有的硫化礦物在氧氣、微生物的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)只是大量的酸性H+進(jìn)入到廢水中并逐步改變廢水的酸度和硬度致使水體的緩沖體系和水體的自凈能力遭到了極大的破壞，致使正常水體中原有的生態(tài)體系遭到了嚴(yán)重的破壞。此外，Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等重金屬元素通過(guò)水體也可能對(duì)污染區(qū)域周邊的人造成極大的影響，Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等重金屬通過(guò)水-植物（動(dòng)物）等的循環(huán)途徑進(jìn)入人體并在長(zhǎng)期過(guò)程中產(chǎn)生富集。

1.2 硫鐵礦開(kāi)采中尾礦和礦渣對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的危害

硫鐵礦開(kāi)采過(guò)程中所生產(chǎn)的硫精砂與尾礦礦渣重量比約為1：5左右，同時(shí)在將硫鐵礦制成硫酸的過(guò)程中將按照約1：0.9的比例產(chǎn)生燒渣。不同于一般的生活和固體垃圾，硫鐵礦生產(chǎn)中所產(chǎn)生的尾礦廢渣和燒灼中含有較高的硫化物，具有較高的毒性。據(jù)國(guó)外研究表明，硫鐵礦開(kāi)采中對(duì)生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響是持續(xù)的且會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)影響周邊的生態(tài)環(huán)境，即使是關(guān)閉廢棄多年的礦山尾礦淋濾液也仍然在破壞著周邊的生態(tài)環(huán)境。硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的廢渣和燒渣等所引起的生態(tài)效應(yīng)和毒理效應(yīng)具有極強(qiáng)的潛在威脅，需要積極做好硫鐵礦開(kāi)采中的尾礦和礦渣的處理。

1.3 硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的粉塵和廢氣所造成的危害

硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的粉塵和廢氣對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較為嚴(yán)重，粉塵的存在容易導(dǎo)致礦區(qū)作業(yè)人員多發(fā)“塵肺病”。而煉硫過(guò)程中所產(chǎn)生的SO2和H2S直接排放進(jìn)空氣中將會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的污染和生態(tài)災(zāi)難。

2 做好硫鐵礦開(kāi)采中環(huán)境污染的防治

2.1 做好硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的酸性廢水的防治

對(duì)硫鐵礦生產(chǎn)中所形成酸性廢水具有直接影響的因素主要為：硫鐵礦、氧氣、水分、細(xì)菌等，為降低硫鐵礦生產(chǎn)中酸性廢水的產(chǎn)生需要從上述幾個(gè)影響因素入手。使用遮覆物和密封層覆蓋其上減少氧投入量降低硫鐵礦開(kāi)采中礦石與氧氣反應(yīng)。建立清污分流系統(tǒng)以阻隔雨水進(jìn)入到易風(fēng)化的廢硫鐵礦礦石與尾礦中，減少?gòu)U水產(chǎn)生量，從源頭上進(jìn)行治理。使用石灰、石灰石等弱堿性物質(zhì)來(lái)中和廢水中的酸性物質(zhì)并抑制氧化菌的活性。

在對(duì)硫鐵礦酸性廢水的治理上可以采用弱堿中和、工程密封遮覆、生物虹膜吸附或是電化學(xué)處理等處理技術(shù)。但是需要注意的是上述幾種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如使用弱堿中和法時(shí)，弱堿性物質(zhì)能夠有效的中和酸性廢水中的pH性，但是也容易產(chǎn)生硫酸鈣等不易處理的二次污染物，工程密封遮覆法則工程量巨大、耗時(shí)較多且無(wú)法從根本上解決酸性廢水的問(wèn)題。電化學(xué)處理技術(shù)和生物虹膜吸附處理技術(shù)則是成本較高，無(wú)法大規(guī)模推廣使用。在對(duì)酸性廢水處理中可以采用地球化學(xué)工程學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代硫鐵礦開(kāi)采中酸性廢水防治的主要技術(shù)。地球化學(xué)工程學(xué)技術(shù)在處理酸性廢水時(shí)其核心在于將天然物料處理與自然和地球化學(xué)特性進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，利用稀釋/濃縮/分解/中和等的工藝流程完成對(duì)于酸性廢水的處理。利用自然循環(huán)的方式去除酸性廢水中的有害物質(zhì)。比如說(shuō)自然界中所存在的灰?guī)r、白云巖等碳酸巖巖石本身就具有一定的吸附性，利用其能夠解決酸性較低的酸性廢水。針對(duì)酸性廢水中的重金屬元素可以采用化學(xué)與物理方法進(jìn)行去除。利用化學(xué)特性將酸性廢水中的溶解重金屬元素轉(zhuǎn)化為不溶解于水的固體重金屬物質(zhì)，通過(guò)對(duì)沉淀物進(jìn)行沉淀過(guò)濾后去除。除了利用化學(xué)方法外還可以將酸性廢水中重金屬元素在不改變化學(xué)形態(tài)的條件下對(duì)其進(jìn)行濃縮和分離。需要注意的是化學(xué)方法容易造成二次污染，而第二類方法則成本加高。為從根本上解決鐵硫礦開(kāi)采中的酸性廢水問(wèn)題，需要就鐵硫礦開(kāi)采中酸性廢水的產(chǎn)生機(jī)理、過(guò)程以及影響因素等進(jìn)行詳細(xì)的研究并采取針對(duì)性的處理措施。通過(guò)對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)等資料進(jìn)行詳細(xì)的收集分析，研究并掌握礦區(qū)中容易產(chǎn)生酸性廢水的有害物質(zhì)的分布、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，從而結(jié)合礦區(qū)特點(diǎn)制定出科學(xué)合理的酸性廢水防治措施。

在做好硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生酸性廢水處理的同時(shí)要積極做好酸性廢水的控制，減少污染源，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)于礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的更好保護(hù)。減少酸性廢水的最主要舉措在于提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率。由于礦區(qū)所產(chǎn)生的酸性廢水主要來(lái)自于礦坑坑道廢水和選礦廢水，且這兩類水可以進(jìn)行集中控制，通過(guò)加裝凈化裝置對(duì)礦坑坑道廢水和選礦廢水進(jìn)行處理，用以使得礦坑坑道廢水和選礦廢水能夠凈化為可重復(fù)利用的中水，利用中水作為礦區(qū)生產(chǎn)的循環(huán)用水，減少?gòu)U水無(wú)序排放所造成的環(huán)境污染。

2.2 做好硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣污染的處理

硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣容易產(chǎn)生固體污染，通過(guò)多年的研究與應(yīng)用國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)能夠?qū)α蜩F礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣進(jìn)行80%±5%的利用，從而使得硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣污染得到了有效的控制。但是相較于國(guó)外我國(guó)在對(duì)硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣的資源化利用主要集中在制磚、水泥添加劑等領(lǐng)域，資源化利用率較低，總體來(lái)說(shuō)硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣所造成的環(huán)污染仍較為嚴(yán)重。尾礦庫(kù)是重金屬對(duì)土壤污染最嚴(yán)重的污染源，尾礦庫(kù)中的重金屬元素通過(guò)遷移釋放致使重金屬元素在土壤中不斷積聚從而嚴(yán)重破壞了土壤原有的組織結(jié)構(gòu)，致使土壤中原有的生態(tài)體系遭到了極大的破壞。在硫鐵礦尾礦和燒渣污染的防治上其關(guān)鍵在于從源頭進(jìn)行控制，嚴(yán)控尾礦的違規(guī)排放，通過(guò)提高尾礦的綜合利用率來(lái)減少環(huán)境污染。對(duì)于礦區(qū)中已經(jīng)造成污染的土壤則可以采用以下三種方法對(duì)其進(jìn)行防治：（1）利用物理、化學(xué)或是生物法將土壤中所含有的重金屬元素或是有害的元素分離出來(lái)，或是通過(guò)改變重金屬元素在土壤中的存在形態(tài)，將其進(jìn)行固化避免其通過(guò)遷移造成再次污染。（2）針對(duì)土壤中所含有的重金屬元素或是有害元素的特性采用物理、化學(xué)或是生物的方法對(duì)其進(jìn)行分離，恢復(fù)土壤的活性。（3）建立隔離帶分離受污染區(qū)域。在對(duì)硫鐵礦尾礦廢渣及燒渣進(jìn)行處理時(shí)需要結(jié)合土壤的特點(diǎn)和適用性合理的選擇環(huán)境污染防治方法。硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣污染的處理其目的在于減少其對(duì)土壤的污染，通過(guò)對(duì)硫鐵礦開(kāi)采中所產(chǎn)生的尾礦和燒渣及受污染土地進(jìn)行修復(fù)處理將有助于減少重金屬及有害金屬元素在土壤中的活性與有效態(tài)組分，使得土壤的生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)正常，避免其遷移進(jìn)入到地下水或是生物鏈中造成更大范圍的影響。

2.3 礦區(qū)污染土壤的修復(fù)

礦區(qū)污染土壤修復(fù)可以采用物理、化學(xué)、生物修復(fù)等多種修復(fù)技術(shù)，其中生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用較多且成本也較低。生物修復(fù)技術(shù)主要利用各種天然生物的吸附、固化特性完成對(duì)于重金屬及有害元素的處理。生物修復(fù)技術(shù)主要分為植物修復(fù)和微生物修復(fù)兩大類。植物修復(fù)主要以植物為主，結(jié)合污染土壤的實(shí)際情況合理的選用當(dāng)?shù)鼗蚴蔷哂休^強(qiáng)修復(fù)特性的植物。而微生物修復(fù)則主要利用的是微生物的吞噬、分解特性完成對(duì)于土壤中的有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行降解，從而完成對(duì)于礦物土壤進(jìn)行修復(fù)的一種技術(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

生態(tài)環(huán)境保護(hù)是利國(guó)利民的大事，針對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境所面臨的諸多問(wèn)題需要下大力氣去進(jìn)行處理，以便構(gòu)建起良好的生態(tài)環(huán)境體系，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。礦山開(kāi)采將會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的生態(tài)破壞，尤其是低含硫多金屬硫鐵礦床開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境產(chǎn)生更為嚴(yán)重的環(huán)境污染與破壞，本文在分析低含硫多金屬硫鐵礦床開(kāi)采過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境所產(chǎn)生的污染因素的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好生態(tài)環(huán)境的防治與修復(fù)進(jìn)行了分析介紹。新時(shí)期，礦區(qū)環(huán)境治理刻不容緩，尤其是對(duì)于低含硫多金屬硫鐵礦區(qū)更是要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，避免其所造成的生態(tài)災(zāi)難進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成更大、更嚴(yán)重的破壞。

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