低含硫多金属硫铁矿床开采环境污染与防治

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　　摘 要：矿山环境问题有其特殊性，由于种种原因长期以来矿山环境问题并未引起人们足够的重视，致使矿山环境问题成为了影响生态环境建设的重要一环。新时期，国家加大了生态环境监管的力度，企业在新环境监管形势下通过加大资金、技术等多方面的投入，积极做好矿山环境问题的防治。文章结合含硫多金属矿床开采过程中的污染特点就如何做好低含硫多金属硫铁矿床开采过程中环境污染的防治进行了分析阐述。
　　关键词：低含硫多金属硫铁矿床；环境污染；防治
　　中图分类号：X820.3 文献标志码：A 文章编号：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
　　硫鐵矿在我国广泛分布，据统计我国的硫铁矿产量和消耗量能够占据世界的一半以上，长期以来在硫铁矿的开采过程中由于资金、技术投入不足未能做好硫铁矿开采过程中的环境保护，粗狂的开采方式不仅造成了较为严重的硫铁矿资源的浪费，同时也产生较大的环境污染。硫铁矿矿床开采过程中所造成的污染点主要集中在土壤-水-生物-大气等几个方面，且上述几个方面紧密联系，相互影响。本文将重点就硫铁矿矿床开采过程中所产生的酸性废水、矿渣中的重金属释放、粉尘和废气等的重污染领域进行分析讨论。
　　1 硫铁矿开采中所产生酸性废水的污染危害及其防治策略
　　1.1 硫铁矿开采过程中所产生酸性废水所造成的危害
　　硫铁矿开采过程中所生产的硫精砂与酸性废水的重量比为1：12，酸性废水的酸度并不是其所产生的主要影响，而在于酸性废水中所含有的Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等的重金属成分。酸性废水的肆意排放将会对周边的环境产生较大的影响，常常会在酸性废水排放的周边区域土壤中呈现出地表化学异常（如地表板结、重金属超标等），而将酸性废水不经处理直接排放进河流中会破坏水体结构，导致正常水体变色、浑浊，同时随着水流的扩散会影响到水体的正常循环。据相关研究表明，硫铁矿开采中产生的酸性废水中的硫化矿物的氧化速率受到反应时间、温度、硫化物含量、种类以及酸性废水周边的空气、水和微生物、尾矿的孔隙率和渗透性等多种因素的影响。在上述影响因素中，空气中的氧气所产生的影响比重较大。酸性废水中所含有的硫化矿物在氧气、微生物的作用下发生氧化反应只是大量的酸性H+进入到废水中并逐步改变废水的酸度和硬度致使水体的缓冲体系和水体的自净能力遭到了极大的破坏，致使正常水体中原有的生态体系遭到了严重的破坏。此外，Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等重金属元素通过水体也可能对污染区域周边的人造成极大的影响，Pb、Cu、Tl、Cr、As、Cd等重金属通过水-植物（动物）等的循环途径进入人体并在长期过程中产生富集。
　　1.2 硫铁矿开采中尾矿和矿渣对生态环境所造成的危害
　　硫铁矿开采过程中所生产的硫精砂与尾矿矿渣重量比约为1：5左右，同时在将硫铁矿制成硫酸的过程中将按照约1：0.9的比例产生烧渣。不同于一般的生活和固体垃圾，硫铁矿生产中所产生的尾矿废渣和烧灼中含有较高的硫化物，具有较高的毒性。据国外研究表明，硫铁矿开采中对生态环境所产生的影响是持续的且会在相当长的一段时间内持续影响周边的生态环境，即使是关闭废弃多年的矿山尾矿淋滤液也仍然在破坏着周边的生态环境。硫铁矿开采中所产生的废渣和烧渣等所引起的生态效应和毒理效应具有极强的潜在威胁，需要积极做好硫铁矿开采中的尾矿和矿渣的处理。
　　1.3 硫铁矿开采中所产生的粉尘和废气所造成的危害
　　硫铁矿开采中所产生的粉尘和废气对生态环境影响较为严重，粉尘的存在容易导致矿区作业人员多发“尘肺病”。而炼硫过程中所产生的SO2和H2S直接排放进空气中将会产生极为严重的污染和生态灾难。 　　2 做好硫铁矿开采中环境污染的防治
　　2.1 做好硫铁矿开采中所产生的酸性废水的防治
　　对硫铁矿生产中所形成酸性废水具有直接影响的因素主要为：硫铁矿、氧气、水分、细菌等，为降低硫铁矿生产中酸性废水的产生需要从上述几个影响因素入手。使用遮覆物和密封层覆盖其上减少氧投入量降低硫铁矿开采中矿石与氧气反应。建立清污分流系统以阻隔雨水进入到易风化的废硫铁矿矿石与尾矿中，减少废水产生量，从源头上进行治理。使用石灰、石灰石等弱碱性物质来中和废水中的酸性物质并抑制氧化菌的活性。
　　在对硫铁矿酸性废水的治理上可以采用弱碱中和、工程密封遮覆、生物虹膜吸附或是电化学处理等处理技术。但是需要注意的是上述几种方法各有其优缺点，如使用弱碱中和法时，弱碱性物质能够有效的中和酸性废水中的pH性，但是也容易产生硫酸钙等不易处理的二次污染物，工程密封遮覆法则工程量巨大、耗时较多且无法从根本上解决酸性废水的问题。电化学处理技术和生物虹膜吸附处理技术则是成本较高，无法大规模推广使用。在对酸性废水处理中可以采用地球化学工程学技术，是现代硫铁矿开采中酸性废水防治的主要技术。地球化学工程学技术在处理酸性废水时其核心在于将天然物料处理与自然和地球化学特性进行有机的结合，利用稀释/浓缩/分解/中和等的工艺流程完成对于酸性废水的处理。利用自然循环的方式去除酸性废水中的有害物质。比如说自然界中所存在的灰岩、白云岩等碳酸岩岩石本身就具有一定的吸附性，利用其能够解决酸性较低的酸性废水。针对酸性废水中的重金属元素可以采用化学与物理方法进行去除。利用化学特性将酸性废水中的溶解重金属元素转化为不溶解于水的固体重金属物质，通过对沉淀物进行沉淀过滤后去除。除了利用化学方法外还可以将酸性废水中重金属元素在不改变化学形态的条件下对其进行浓缩和分离。需要注意的是化学方法容易造成二次污染，而第二类方法则成本加高。为从根本上解决铁硫矿开采中的酸性废水问题，需要就铁硫矿开采中酸性废水的产生机理、过程以及影响因素等进行详细的研究并采取针对性的处理措施。通过对矿区水文地质等资料进行详细的收集分析，研究并掌握矿区中容易产生酸性废水的有害物质的分布、迁移转化规律，从而结合矿区特点制定出科学合理的酸性废水防治措施。
　　在做好硫铁矿开采中所产生酸性废水处理的同时要积极做好酸性废水的控制，减少污染源，用以实现对于矿区生态环境的更好保护。减少酸性废水的最主要举措在于提高工业用水的重复利用率。由于矿区所产生的酸性废水主要来自于矿坑坑道废水和选矿废水，且这两类水可以进行集中控制，通过加装净化装置对矿坑坑道废水和选矿废水进行处理，用以使得矿坑坑道废水和选矿废水能够净化为可重复利用的中水，利用中水作为矿区生产的循环用水，减少废水无序排放所造成的环境污染。
　　2.2 做好硫铁矿开采中所产生的尾矿和燒渣污染的处理
　　硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣容易产生固体污染，通过多年的研究与应用国外发达国家已经能够对硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣进行80%±5%的利用，从而使得硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣污染得到了有效的控制。但是相较于国外我国在对硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣的资源化利用主要集中在制砖、水泥添加剂等领域，资源化利用率较低，总体来说硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣所造成的环污染仍较为严重。尾矿库是重金属对土壤污染最严重的污染源，尾矿库中的重金属元素通过迁移释放致使重金属元素在土壤中不断积聚从而严重破坏了土壤原有的组织结构，致使土壤中原有的生态体系遭到了极大的破坏。在硫铁矿尾矿和烧渣污染的防治上其关键在于从源头进行控制，严控尾矿的违规排放，通过提高尾矿的综合利用率来减少环境污染。对于矿区中已经造成污染的土壤则可以采用以下三种方法对其进行防治：（1）利用物理、化学或是生物法将土壤中所含有的重金属元素或是有害的元素分离出来，或是通过改变重金属元素在土壤中的存在形态，将其进行固化避免其通过迁移造成再次污染。（2）针对土壤中所含有的重金属元素或是有害元素的特性采用物理、化学或是生物的方法对其进行分离，恢复土壤的活性。（3）建立隔离带分离受污染区域。在对硫铁矿尾矿废渣及烧渣进行处理时需要结合土壤的特点和适用性合理的选择环境污染防治方法。硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣污染的处理其目的在于减少其对土壤的污染，通过对硫铁矿开采中所产生的尾矿和烧渣及受污染土地进行修复处理将有助于减少重金属及有害金属元素在土壤中的活性与有效态组分，使得土壤的生态系统得以恢复正常，避免其迁移进入到地下水或是生物链中造成更大范围的影响。
　　2.3 矿区污染土壤的修复
　　矿区污染土壤修复可以采用物理、化学、生物修复等多种修复技术，其中生物修复技术应用较多且成本也较低。生物修复技术主要利用各种天然生物的吸附、固化特性完成对于重金属及有害元素的处理。生物修复技术主要分为植物修复和微生物修复两大类。植物修复主要以植物为主，结合污染土壤的实际情况合理的选用当地或是具有较强修复特性的植物。而微生物修复则主要利用的是微生物的吞噬、分解特性完成对于土壤中的有毒、有害物质进行降解，从而完成对于矿物土壤进行修复的一种技术。
　　3 结束语
　　生态环境保护是利国利民的大事，针对我国生态环境所面临的诸多问题需要下大力气去进行处理，以便构建起良好的生态环境体系，实现人与自然的和谐发展。矿山开采将会产生极为严重的生态破坏，尤其是低含硫多金属硫铁矿床开采过程中对矿区周边环境产生更为严重的环境污染与破坏，本文在分析低含硫多金属硫铁矿床开采过程中对周边环境所产生的污染因素的基础上对如何做好生态环境的防治与修复进行了分析介绍。新时期，矿区环境治理刻不容缓，尤其是对于低含硫多金属硫铁矿区更是要加强生态环境保护，避免其所造成的生态灾难进一步发展进而对生态环境造成更大、更严重的破坏。
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