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[摘 要]人类活动的日益加剧以及对矿产资源需求的日益增加，致使资源开发过程中产生的污染物以及负面影响也随之恶化，其中矿山开采过程中产生的酸性矿山废水就是对周围的环境破坏严重的典型情况之一。如何处理酸性矿山废水成为的至关重要和亟需解决的问题。
[关键词]酸性矿山废水；工程覆盖处理技术；磷灰石排放系统
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0159-01
[Abstract]Growing human activities and increasing demand for mineral resources，resulting in the pollutants and the negative impact generated during the resource development also will deteriorate，acid mine drainage which generated during mining is one typical case that damage the surrounding environment seriously.How to deal with acid mine drainage has become a essential and urgent problem.
[Key Words]Acid Mine Drainage；Engineered cover；The apatite drain system
随着社会经济的迅速发展， 人类对矿产资源的需求量日益增加，在矿产资源的开采和加工过程中所产生的工业废水的排放量也随之增加。据统计，我国各类矿山废水的排放量约占全国工业废水总排放量的 10%左右。
酸性矿山废水的形成主要通过以下三个途径：①矿床开采过程中，大量的地下水渗流到采矿工作面，这些矿坑水排至地表，成为酸性废水的主要来源。②矿山生产过程中排放的大量含有硫化矿物的废石和尾矿，在露天堆放时不断与空气和水蒸气接触，生成金属离子和硫酸根离子，当遇雨水或堆置于河流、湖泊附近，所形成的酸性水会迅速大面积扩散。③矿石加工过程中，若采用添加酸性药剂的选矿作业流程， 所排放的废水是酸性废水和有害物质的主要来源。通过上述途径形成的酸性矿山废水中还含有铜、铅、锌、镉等重金属离子。重金属离子大多有毒，如不处理直接进入水体，会对人和水中生物造成极大的危害。而且酸性矿山废水一旦排入矿山附近的河流、湖泊等水体，会导致水体的pH值发生变化，抑制或阻止细菌及微生物的生长，妨碍水体的自净。此外，酸性矿山废水会与水体中的矿物质相互作用生成某些盐类，对淡水生物和植物生长产生不良影响，甚至威胁动植物的生命。
AMD处理技术是指酸性矿山废水（Acid Mine Drainage）的处理。目前，国内外对金属矿山所导致的AMD形成机制基本取得了一致的认识，即由于矿石或围岩中含有硫化物矿物，这些矿物经氧化分解并在坑中形成酸性废水。鉴于酸性矿井水性质的特殊性，我们需要有针对性的处理方法。目前，国内外比较常见的方法有中和法[1]、硫化法、人工湿地法[2]、微生物法以及常温铁氧体处理技术等[3-4]，中和法是研究最深入、应用最广泛的方法，在国内外都有大量应用。微生物法是近几年国外新兴的处理技术之一。
随着科学技术的进步，AMD处理技术不断得到新的发展，近年来，又有一些新发展的处理技术，如工程覆盖处理技术、含铁细菌结核除砷法等。对这几中新发展的技术分别介绍如下：
1、工程覆盖处理技术
由于尾矿坝、废石场等是产生AMD的主要来源之一，工程覆盖处理技术（Engineered cover）不失为解决这类问题的有效控制方法，主要是利用工程覆盖物（包括尾矿坝基底处理）来降低废石堆中氧的浓度，以达到减缓硫化物的氧化速度。
2、利用杀菌剂控制AMD的产生
AMD的产生往往与硫化物矿物暴露于水和空气中有关，其中氧化铁硫杆菌对硫化物的氧化有促进作用，对这些细菌进行有效控制可以使部分酸性水中含酸量减少98%以上。对于一些无害型的杀菌剂显然是可以使用的，如Pro-Mal產品就没有毒性。事实上，该杀菌剂有助于所期望的厌氧菌的生长。而天然生长的氧化铁硫杆菌有一种保护膜，使自身免受其所产生的酸对细胞质细胞壁的破坏，使用表面活性剂冲走了这层保护膜，酸就能渗入细胞内部而达到杀菌的目的。对于尾矿堆，由于不断扰动，因而必须定期喷洒杀菌剂。对于已复垦的矿山，可使用缓释型杀菌剂在几年内逐渐释放，从而达到长期控制的目的。事实上，由于厌氧菌的大量繁殖，便得药丸用完后仍能有效地控制AMD的产生。当然，杀菌剂控制技术虽不能从根本上完全阻止废矿渗出液产生，但可缓释渗出液，因此对环境的危害性已大大降低，且还可通过自然净化作用予以净化，不会对环境造成严重危害。可见杀菌剂处理技术具有廉价、高效的特点， 是很有发展前途的AMD控制技术。
3、利用电化学技术控制AMD
电化学处理技术主要是采用铁、铝阳极电解时，在外电流的作用下阳极溶出Fe3+、Fe2+或Al3+，它们分别与溶液中的OH-结合成不溶于水的Fe（OH）3、或Fe（OH）2或Al（OH）3，这些微粒对水中胶体粒子的凝聚和吸附性很强，可以用来处理污水中的有机或无机胶体粒，而当电解质的电压超过水的分解电压时，在阳极和阴极分别产生O2和H2，这些微气泡表面积很大，在其上升的过程中黏附携带污水中的胶体微粒、浮油等共同浮上。尽管这种电化学处理技术还有待于作进一步的完善，但仍有较好的应用前景。
4、建立磷灰石排放系统来处理AMD
磷灰石排放系统（The apatite drain system）是一种正在研究的新型AMD处理技术。由于传统的AMD处理方法多是采用碱中和法，使用的物料为Ca、CaCO3、NaOH、Na2CO3等，因而成本较高且存在潜在危害（碱害）；此外，溶液中Fe，Al 等含量过高，也会影响中和法的实际效果。即便是较先进的ALD（The Anoxic Limeston Drain）法，也会由于铁、铝的水解作用和溶解氧（DO）存在而影响其使用效率。Choi和West等根据室内实验，发现磷灰石能在低pH条件下以磷酸盐的形式将AMD中的铁、铝除去。他们在靠近 Terre Haute附近的绿谷废矿（The Green Valley Abandoned Mine）建立了一个磷灰石排放系统，主要目的是评价磷灰石排放系统实地控制AMD的长期功效。试验结果表明，该系统能有效地除去AMD中高达4200mg/l的Fe，830mg/l的Al和 13430mg/l的SO2-4；最后铁、铝以磷酸盐形式在沉淀池中沉淀下来。但该系统的部分设计还有待改进。目前，还处于继续完善之中。
酸性矿井水的污染问题已经成为国内外环境治理领域的重点难题之一，不断发展新型AMD处理技术仍是一项十分艰巨的长期任务，有着十分重大的环境意义和社会意义。不断发展高效、廉价、安全及操作简便的酸性矿山废水处理技术， 应用这些技术处理酸性矿山废水是AMD处理技术的发展方向。
参考文献
[1] 饶俊，张锦瑞，徐晖.，酸性矿山废水处理技术及其发展前景[J].矿业工程，2005（3）：47-49.
[2] 唐述虞.铁矿酸性排水的人工湿地处理[J].环境工程，1996，14（4）
[3] 杨根祥，等.酸性矿山废水的污染与治理技术研究[J].西部探矿工程，2000，12（6）：51～52
[4] 丛志远，赵峰华.酸性矿山废水研究的现状及展望[J]，中国矿业，2003（3）：15-18.
[关键词]酸性矿山废水；工程覆盖处理技术；磷灰石排放系统
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0159-01
[Abstract]Growing human activities and increasing demand for mineral resources，resulting in the pollutants and the negative impact generated during the resource development also will deteriorate，acid mine drainage which generated during mining is one typical case that damage the surrounding environment seriously.How to deal with acid mine drainage has become a essential and urgent problem.
[Key Words]Acid Mine Drainage；Engineered cover；The apatite drain system
随着社会经济的迅速发展， 人类对矿产资源的需求量日益增加，在矿产资源的开采和加工过程中所产生的工业废水的排放量也随之增加。据统计，我国各类矿山废水的排放量约占全国工业废水总排放量的 10%左右。
酸性矿山废水的形成主要通过以下三个途径：①矿床开采过程中，大量的地下水渗流到采矿工作面，这些矿坑水排至地表，成为酸性废水的主要来源。②矿山生产过程中排放的大量含有硫化矿物的废石和尾矿，在露天堆放时不断与空气和水蒸气接触，生成金属离子和硫酸根离子，当遇雨水或堆置于河流、湖泊附近，所形成的酸性水会迅速大面积扩散。③矿石加工过程中，若采用添加酸性药剂的选矿作业流程， 所排放的废水是酸性废水和有害物质的主要来源。通过上述途径形成的酸性矿山废水中还含有铜、铅、锌、镉等重金属离子。重金属离子大多有毒，如不处理直接进入水体，会对人和水中生物造成极大的危害。而且酸性矿山废水一旦排入矿山附近的河流、湖泊等水体，会导致水体的pH值发生变化，抑制或阻止细菌及微生物的生长，妨碍水体的自净。此外，酸性矿山废水会与水体中的矿物质相互作用生成某些盐类，对淡水生物和植物生长产生不良影响，甚至威胁动植物的生命。
AMD处理技术是指酸性矿山废水（Acid Mine Drainage）的处理。目前，国内外对金属矿山所导致的AMD形成机制基本取得了一致的认识，即由于矿石或围岩中含有硫化物矿物，这些矿物经氧化分解并在坑中形成酸性废水。鉴于酸性矿井水性质的特殊性，我们需要有针对性的处理方法。目前，国内外比较常见的方法有中和法[1]、硫化法、人工湿地法[2]、微生物法以及常温铁氧体处理技术等[3-4]，中和法是研究最深入、应用最广泛的方法，在国内外都有大量应用。微生物法是近几年国外新兴的处理技术之一。
随着科学技术的进步，AMD处理技术不断得到新的发展，近年来，又有一些新发展的处理技术，如工程覆盖处理技术、含铁细菌结核除砷法等。对这几中新发展的技术分别介绍如下：
1、工程覆盖处理技术
由于尾矿坝、废石场等是产生AMD的主要来源之一，工程覆盖处理技术（Engineered cover）不失为解决这类问题的有效控制方法，主要是利用工程覆盖物（包括尾矿坝基底处理）来降低废石堆中氧的浓度，以达到减缓硫化物的氧化速度。
2、利用杀菌剂控制AMD的产生
AMD的产生往往与硫化物矿物暴露于水和空气中有关，其中氧化铁硫杆菌对硫化物的氧化有促进作用，对这些细菌进行有效控制可以使部分酸性水中含酸量减少98%以上。对于一些无害型的杀菌剂显然是可以使用的，如Pro-Mal產品就没有毒性。事实上，该杀菌剂有助于所期望的厌氧菌的生长。而天然生长的氧化铁硫杆菌有一种保护膜，使自身免受其所产生的酸对细胞质细胞壁的破坏，使用表面活性剂冲走了这层保护膜，酸就能渗入细胞内部而达到杀菌的目的。对于尾矿堆，由于不断扰动，因而必须定期喷洒杀菌剂。对于已复垦的矿山，可使用缓释型杀菌剂在几年内逐渐释放，从而达到长期控制的目的。事实上，由于厌氧菌的大量繁殖，便得药丸用完后仍能有效地控制AMD的产生。当然，杀菌剂控制技术虽不能从根本上完全阻止废矿渗出液产生，但可缓释渗出液，因此对环境的危害性已大大降低，且还可通过自然净化作用予以净化，不会对环境造成严重危害。可见杀菌剂处理技术具有廉价、高效的特点， 是很有发展前途的AMD控制技术。
3、利用电化学技术控制AMD
电化学处理技术主要是采用铁、铝阳极电解时，在外电流的作用下阳极溶出Fe3+、Fe2+或Al3+，它们分别与溶液中的OH-结合成不溶于水的Fe（OH）3、或Fe（OH）2或Al（OH）3，这些微粒对水中胶体粒子的凝聚和吸附性很强，可以用来处理污水中的有机或无机胶体粒，而当电解质的电压超过水的分解电压时，在阳极和阴极分别产生O2和H2，这些微气泡表面积很大，在其上升的过程中黏附携带污水中的胶体微粒、浮油等共同浮上。尽管这种电化学处理技术还有待于作进一步的完善，但仍有较好的应用前景。
4、建立磷灰石排放系统来处理AMD
磷灰石排放系统（The apatite drain system）是一种正在研究的新型AMD处理技术。由于传统的AMD处理方法多是采用碱中和法，使用的物料为Ca、CaCO3、NaOH、Na2CO3等，因而成本较高且存在潜在危害（碱害）；此外，溶液中Fe，Al 等含量过高，也会影响中和法的实际效果。即便是较先进的ALD（The Anoxic Limeston Drain）法，也会由于铁、铝的水解作用和溶解氧（DO）存在而影响其使用效率。Choi和West等根据室内实验，发现磷灰石能在低pH条件下以磷酸盐的形式将AMD中的铁、铝除去。他们在靠近 Terre Haute附近的绿谷废矿（The Green Valley Abandoned Mine）建立了一个磷灰石排放系统，主要目的是评价磷灰石排放系统实地控制AMD的长期功效。试验结果表明，该系统能有效地除去AMD中高达4200mg/l的Fe，830mg/l的Al和 13430mg/l的SO2-4；最后铁、铝以磷酸盐形式在沉淀池中沉淀下来。但该系统的部分设计还有待改进。目前，还处于继续完善之中。
酸性矿井水的污染问题已经成为国内外环境治理领域的重点难题之一，不断发展新型AMD处理技术仍是一项十分艰巨的长期任务，有着十分重大的环境意义和社会意义。不断发展高效、廉价、安全及操作简便的酸性矿山废水处理技术， 应用这些技术处理酸性矿山废水是AMD处理技术的发展方向。
参考文献
[1] 饶俊，张锦瑞，徐晖.，酸性矿山废水处理技术及其发展前景[J].矿业工程，2005（3）：47-49.
[2] 唐述虞.铁矿酸性排水的人工湿地处理[J].环境工程，1996，14（4）
[3] 杨根祥，等.酸性矿山废水的污染与治理技术研究[J].西部探矿工程，2000，12（6）：51～52
[4] 丛志远，赵峰华.酸性矿山废水研究的现状及展望[J]，中国矿业，2003（3）：15-18.