寻找解决矿山废物处理的方法.pdf

一， 0 t f ， ， 胆 ， ／ 。 寻 找 解 决 矿 山 废 物 处 理 的 方 法 严 M Ⅲ。 K 聿 在 C MJ ． 9 ，7 、8 ，1 9 9 1 尾矿 展 望 栏 目 里 ，Kn a p p 和We l c h 对矿 山尾矿和废 液之 类 废 物 的处理提 出了很好 的办法 。无疑 ，从 矿 山废 石和尾矿 中产生的酸性物质 分 别简称 AR D 和A MD ，不仅是令人讨厌，而 且 也 是 矿业环境和经济 的不 利因素。在 1 9 8 7 年 ． 由矿业 和政府 共同创业 的 旨在 解决这个 问题 的组织矿山环境无害废物署 ME N D 预 测，在今后 1 5 年里 ，在 加拿大 ，为 不问断 地治 理酸性物将 耗费4 0 ～ 6 O 亿 美 元 Wh e e ‘l a nd 1 9 0 1 。 不 用经 济 学家 ，人们也麓认识 到，不断 地 投资进行治 理，尤 其是要 花费相 当于3 0 倍 采 矿费用的资 金是不 合 算的 。随着大量废物 产生 ， 目前 象石 荻之类的 中和剂的处理方 格 已经不 能胜任 ，因为石灰本身 也是 一种有 限 的资 源 。 酸性物质的产生是个老问题，但是化钱 避 行治理或者减少其产生的数量则很新颖。 矿 山排 出酸 性水是个 老 现 象，早 在 1 9 3 3 年 P a r d e e 和S e h r a d e r 讲过 “ 从 矿坑里排 出的酸 性水是一个老问题，几 乎足以溶蚀掉电机车 的轨遘”。当然，从那时候起，事情 已经有 了很大的变化 ，随着大 型设备 的采用，矿山 采掘和选厂处理量增多，产生出了更多的废 石和尾矿。例如一个生产能力3 O O O O t ／ d 的矿 山，能迅速地改变地貌，在许多情况下，这 种地貌 的变化 速度并不亚 于工程部 门绘制 出 新 地 图的速度 。这种新 的地貌包括岩石 、沙 滩 、荒 地和 植被 。 在 过去 的5 0 6 0 年间，对矿 业而 说，另 一 个重 要变化 是社会 已把清 洁的淡水 看成是 一 种重 要的资源。矿业需要 大量 的水 ，大部 分 用于选矿并使水污 染。所 开采矿石 ，通 常需建立水处理设施 。在有 些废 石产 生酸性 物质的情 况下 ，则 需建立 永久性的水处理设 施 。 由于我们的观点 和对此 问题的 态度正在 改变， 已经找到 了一种解决 办 法 ，也 就 是 说，打破了资源不可替代或不能再循环使甩 的说 法。解决这个 问题并没有简单 的传 统方 法 。一种方 法 可能 只是从其它几 种新方 法盼 本质 上 衍生 出来 。Wh e e l a n d 在最近 一 篇 论 文 中指 出 “ 远 射 “ l o n g s h o t ” 想 法 需要通过实践来进一步找到更经济的方法， 以替代 目前在停采矿 山上使用 的固有的处理 方法 。矿 山环境 无害 废 物 署 MEND 在 1 9 9 1 年 5月的年度报 告 中指 出 该组 织 许多人认为酸性废物问题的解决，只能采用 更基础的研究，这也是许多部 门所喜欢的方 向” 。为 了能 找到 一个合理的 ，经济的 、有 利于环境 的方 法，必须 给新 方法和基础研究 以足 够的支持 。 1 新方法新方 向 露天采矿 ，需要剥离覆盖在黄铁矿 物质 之上的消 耗氧 的土壤层。速层 土壤连它的植 被层是一万五千年前，更新世快要结束、冰 川作用减 退时逐渐形成 的。从生 态 角 度 来 说 ，由开采 矿石所产生的变 形可以被 认为是 人造冰蚀 ，尽管覆盖 面积很 小 。出子生 态的连续 性，将不 可避免地 产生 有机 物质 ， 随着 时间 的推移 ，土壤 发生变化 ，形成新的 植被。但是一万年后，植被的连续性促使土 壤变化 的前景不容 乐观 。通过 了解栖居在尾 矿 和废 石 区里 的微 生物 及大型动物 的活动， 这 种地 貌的恢 复可以加速进行 。促使群 化盼 生态 因素是构成生态 工程科 学技 术的核 心。 有 色矿 山一 1 9 9 3 ． 2 维普资讯 在矿山废物处理领域里应用新的生态 工 程 ，将有助 手防止和 良今天的矿 山废 水问 题 ，尽管在概 念上是个老 问题 ，但 生态工程 或者生 态技术是 科 学界相对 新的领域 。只是 到 了虽 近 ，科 学家们 以他们 已有的知识 ，十 分 把握地感到 ，改变租刨造一个前 人没 有进 行越l的新生态系统或者重 建那些 已经被破 坏 了的生态系统 ，从生 态技术的角 度来 看，连 续地处理好矿 山废水 问题 将成为 可能 ，生 态 工程的研究和开发资金 仅是 整个费 沼的很 小 一 部分将有利 于寻 找解 决问题 的途径 2 矿 山酸性水过程 的控制 确定在 矿山废物区建 立生态环 境的 限止 因素 之前 ，我 们需要建立有关 控制酸 陛东的 化 学和生 物学方面的知识 ，这 些知识最 好从 产 生酸性东的废石和尾矿 现场 中获得，而 不 只 是限于实 验室垦 o 、 只有在 应 用及 时时 ，预 防措 施 才 有 用 处 ，确定 应用联 防措施 的时帧 ，必 须首先确 定 从矿 山废 岩石 和坑 内排 出酸 性水 的流 萱，这取决于氧候和环境条件 。 酸 性水 的产 生是一 种 自然现 象，是 风化 和氧化菌作 用的结果 。所 以预防岩石和尾矿 曲 风化 也能 防止酸 性水 的产生 ，改进尾 矿堆 放 条件 ，能在 渗 流带 中阻 止因细菌而 引起 的 氧化，是一个可行的方法。氧化铁硫杆菌及 词类 其它氧化细 菌在 环境 中处处存在 ， 正是这些微生物能减少硫和那些耗氧物质。 在尾矿中促进它们的生长，将可能 限制和阻 碍氧化 菌的生 长。 3 细菌作用产生的碱 性 酸性的产生是 由几 种氧化 细 菌 作 用 所 致 ，它们 的 自然对 应物是 耗铁 或耗硫 细菌， 这 些细菌，在湖底淤泥里，漕泽地里和海洋 中广 泛生长 。美 国的几 个研 究组 织如 美国矿 _业局 、科罗拉多矿 业学校 、田纳 西河流域管 理 局 正在 罔建一些沼 泽地 的方法来 改变尾矿 的酸性，并且 已取 褥 了一 些令人 鼓 舞 的 缮 果 。 从 理论 上讲，最理 想的是 在尾矿 库里 就 能璃少酸 性尾 矿韵 抗淀物 ，以便把 尾秀 提 供 作建筑 用料。这 些沉淀物能产 生碱 性，减少 硫并 可加速不 溶 性金 属硫 化物 的形 成。为 了 达到这一 目的 ，必须 引入生 物地 球化 学和 地 磺 微生 物学两 门学科 。只简 单地建一 些诏 泽 地是 达不到预期效 果的 。前 者是 寻找 微生 物 催化 反应的规律和矿物循 环 中的动力 学。后 者 解释微生 物在 形成 矿体 时的作 用以及它们 现在在 岩石 ，土壤的风化 、沉积物的形 成及 沉积物转化中的作用。最终 目的是能提供形 成矿床而不是 废物 的条件。 碳是细菌生长发育不可缺少 的 物 质 成 份。应该创造一种条件，在该条件下，使加 到酸性废物 中的有机物质分解，以提高因敛 生物 而产 生的碱 性，也就是说 增 加p H值 ， 降低酸 度并消 耗氧 ，这 种方法 ，前五年 ， 已 被B o o j u ra研究所实验过。据报道现场 实 验 已获得成功，现已从实验室里扩展到在一个 露天矿 内的5 0 ms 的密 闭容器 中进 行试 验。矿 山无 害废 物署正在 进行研究的是确定 细菌 能 产生 碱 性所需的最小流量 。 4 一种有竞争力 的方法 自从生态工程和生物磨光的概念在1 9 8 6 年温哥华的生物湿法冶金学会议上提出后， 已经得到迅速发展，今天，它已成为解决尾 矿处理技术方法 中的一个 真正 竞争者 。 生物磨 光在 池塘里矛 叮 用吸甜的藻类 可以 加速从废水中去除固体悬浮物，能在酸性水 收集槽里捕获沉淀物不使其析出。 在 寻找处理黄铁 矿废 物 中的这 种可供选 择的技术可以节省处理废物的经费并可能导 致 处理废 物新 一代措施的出 理。 孙素 坤译 自 C a n a d i a n Mi n i n g J o u r n a l ， S e p t e mb e r ， Oc t o be r 1 9 9 l，7 6 8 0 。 解忠校 寻抗解决矿山 废物处理曲 声法Ma g a a t e K a l _ - - 6 1 一 一 维普资讯