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日本矿害防止概论及有关政策与技术简介 狩野一宪 （金属矿业事业团北京事务所， 北京 “ “ “ “ ） 摘要以位于日本东北岩手县拥有日本最大的矿山废水处理量的松尾矿山为例， 介绍日本矿山废水处理， 尾矿库复垦的情 况、 相关政策和主要技术。 关键词矿山废水； 废水处理； 政策； 技术流程 中图分类号 “ “； ’处理， 试剂成本低 ’以外的元素处理困难， 需对氧 铁菌精心的培育和管理 硫化法硫化剂， 生成不溶于水的硫化物 ，， 可以在低 值下 ’处理， 试剂成本低 8 -不能处理， 试剂管理困难、 固液 分离脱水困难 铁 酸 盐 法 将 重 金 属 氧 化 成 带 有 磁 性 的 ’9A ’ 9A 9 能处理 2， 络合离子妨碍 少， 8 B可转化为资源 有C “， 时需进行预处理且反应时 间长 离 子 交 换法 用离子交换树脂的交换基吸附金 属离子 离 子 交 换 树 脂、 9 ， 8 “ 固液分离， 脱水容易， 可利 用铁酸盐 树脂价格贵且再生费用也高， 需对 再生液进行处理 络 合 物 法 使络合物树脂附着在酚醛树脂、 聚 苯乙烯上以吸附重金属 络合物树脂 9 ， 8 “ 可获得高纯度的处理水， 可 回收有价物质 ’过量溶出， 沉淀量大 铁粉法 利用铁与重金属离子间的离子化 倾向， 利用游离状态的铁离子 铁 9 ， 8 “， 8 （9 ） 可去除铁氰化物， 亚铁氰化 物， 8 B可转化为资源 试剂成本高， 不 适 用 于 高 浓 度， 8 9 及油分程度高 离 子 浮 选法 用黄原酸盐生成不溶于水的金属 盐， 使其附着在气泡上再除去 黄原酸盐、 松油 可连续大量处理， 金属可转 化为资源 损耗有机催化剂， 试剂成本高 催 化 剂 萃取法 利用难溶于水的有机催化剂将金 属离子萃取、 反萃， 浓缩精制 有机萃取剂 界面活性剂 可连续大量处理， 金属可转 化为资源 电力成本高、 半透膜易堵塞， 需进 行预处理 逆 浸 透 膜法 给半透膜施加超过渗透压的压力， 将其分离为溶质与水 半透膜、 8 “ 9 8 “ 可获得高纯度的处理水、 装 置简单， 操作简便 活性炭价格贵， 难以再生 活 性 炭 吸附法 用活性炭对金属离子， 胶体， 金属 络合物树脂进行物理吸附 活性炭 2可处理氢基酸盐、 络合 物树脂、 金属及有机物 （出处 金属矿业事业团矿害环境信息交换会资料） 处理矿坑废水时， 由于大量高浓度的矿坑废水 连续不断排出， 因此一定要特别注重降低试剂成本。 下述方法因试剂成本低廉、 处理流程简单而被广泛 使用。 在酸性矿坑废水中加入熟石灰进行中和的同 时， 也使溶解在矿坑废水中的重金属离子 （D 1， 8 B， ’） 形成氢氧化物沉淀。把中和反应生成的淤浆引 入沉淀池或浓缩槽进行固液分离， 对上部澄清液进 行处理使其达标后排入河流， 淤浆进行浓缩。浓缩 后的淤浆用泵压送到尾矿坝或者是用压滤机脱水后 运送到尾矿坝。 但是这种处理方法所存在的问题是通过浓密机 浓缩后的沉淀物中含有E F G E E H I G的水分， 经过 沉淀池沉淀后其含水量也仅降低到F I GJ I G左 右， 即使经过压滤机脱水后滤饼的水分也在I I G J K G， 这么高的含水量必然要求尾矿坝的容积很大。 为了减少尾矿坝沉淀物的堆放量， 可以通过封 闭矿坑从而减少矿坑废水量， 并且降低溶解成分的 浓度， 或在坑内还原中和沉淀物。 此法也不是万能的， 沉淀物是长期产生的， 许多 增刊狩野一宪 日本矿害防止概论及有关政策与技术简介 万方数据 矿山的尾矿坝已没有富裕， 而且进一步扩大占地是 比较困难的， 另外建设也需要大量的资金投入。所 以迫切期望开发出减少沉淀物体积的技术。 （） 中和试剂。酸性废水的中和试剂比较表如 表所示。目前， 在用于废弃矿山的矿坑废水处理 的中和试剂中， 从成本、 使用简便程度和沉淀产物的 性质等来看， 熟石灰被广泛使用。碳酸钙在改善沉 淀物的沉降速度、 脱水性或沉淀“ 时使用。氢氧 化镁因不能生成石膏， 所以沉淀量少并且沉淀物沉 降速度快、 脱水性好， 但成本高、 难溶解、 反应时间 长， 很少被使用。生石灰的价格在中和试剂当中最 便宜， 但实际只运用在足尾矿山。在矿坑废水处理 当中没有使用生石灰的最大原因， 就是生石灰与水 接触时容易产生放热反应， 因而使用困难。 表加入酸性废水中的中和试剂 销售纯度 ／E * ’ ; D） F D AD G G A 2价格 ／ 日元 I C F I A B I F FD I D I A 特性白色半透明固体易溶 白色不定型固体 空气中易变质 白色粉末， 吸收 ;生成碳酸钙 白色粉末白色粉末 密度 ／ （27 5 ） I D I I I I I B A I C A I F 溶解度 D F 2 ／D 2水变为 ’（; 冷凝温度 I B J 中和反应特征 反应时间短， 不生成石膏 反应时间略长， 生成石膏 反应时间略长， 生成石膏 反应时间略长， 生成石膏 反应时间略长， 不生成石膏 凝聚反应特征 沉降速度慢， 稳定容积大 沉降速度略快， 稳定容积略小 沉降速度略快， 稳定容积略小 沉降速度略快， 稳定容积略小 沉降速度略快， 稳定容积略小 脱水特征脱水性差脱水性略好脱水性略好 体积密度 ／ （ H 2 5 ） G G D D （F B ） A B G （B ） A B F B 其它 K （） 中和反应。中和处理是矿坑废水处理中最 常用的方法， 对含有重金属离子的酸性废水， 用熟石 灰或碳酸钙等廉价中和剂中和， 形成难溶或不溶的 氢氧化物， 使有害的重金属离子形成沉淀被除去。 各种金属离子浓度与 K 值的关系如图所示。将 图所示矿坑废水中的重金属离子浓度降至水质污 染防止法中规定的排水标准所需的中和 K 值如表 所示。 K 值高时溶解浓度也高， 如图虚线所 图金属离子浓度与 “ 的关系 “ . 2 I L ’ , . 0 1 3 8 . K0 M K ’ 1 48 ’ 9 5 , ’ . 0 1 3 7 0 1 , - ’ , . 0 1 . 15 . 1 . 1 26 ’ 3 , 6 ’ , - D 有色金属第A A卷 万方数据 表含金属离子废水达到排放标准所需的 “ “ 9 9 8 9 9 9 排水标准值 ／ （* /A B） B CC D E 3 . “ 0 P “ 3 0 - ’ . - 4 2 2 2 - ,* 0 0 /1 “ 2 3 1 “ 3 .1 0 3 5 0 * ／ ’， 沉淀物反复中和法为2 0 ;／’； 浓缩 机溢流水 升高， 有时达5 20 2 ; A C D C 事业分类分类有无矿业权人事业的实施者对策的现状 发生源对策 闭坑、 尾矿坝 复垦和植被种 植等。 矿坑废水处理 对策 流出的 矿坑废水中和 处理 废弃矿山 不存在地方公共团体 废弃矿山矿害防止工程费用补助金制度， 国家补助1／， 地方公共团 体补助E／ 存在矿业权人等金属矿业事业团融资制度， 矿害防止资金融资 现营业存在矿业权人 矿害防止公积金制度， 对使用中的坑口及将来尾矿坝终止使用后矿 害防止的工程费用的筹集 废弃矿山 不存在地方公共团体 废弃矿山矿害防止工程费用补助金制度， 国家补助1／， 地方公共团 体补助E／ 存在矿业权人等 对自己污染的部分， 金属矿业事业团融资制度矿害防止资金融资对 于自然、 他人污染部分， 废弃矿山矿害防止工程费用补助金制度， 国 家补助1／， 地方公共团体补助E／ 现营业存在矿业权人 矿害防止公积金制度， 对使用中的坑口及将来尾矿坝终止使用后矿 害防止的工程费用的筹集 对有矿害防止义务人的现营矿山和闭坑后的矿 山， 义务人 （采矿权人、 租矿权人） 有义务对矿山的矿 害采取防止措施。在此只对无义务人的闭坑后的矿 山， 例如因公司倒闭而无义务人 （采矿权人、 租矿权 人） 的矿害防止问题进行阐述。 所谓无义务人就是指无人实施矿害防止工程。 对于这种无义务人的矿山， 在日本由地方公共团体 实施矿害防止措施。由地方公共团体实施矿害防止 工程时， 国家支付1／ 的补助金。引起矿害问题， 而 地方公共团体又不具备矿山矿害防止专业知识的专 业人员， 如有地方公共团体提出申请， 国家将全额负 担矿害发生情况调查经费， 并将调查结果向地方公 共团体通告。此种矿害发生情况调查由属于国家机 关的金属矿业事业团承担。另外， 实施矿害防止工 程， 如地方公共团体提出申请， 金属矿业事业团将承 担工程实施的详查、 设计与工程管理工作。 矿害防止需要巨大的资金， 所以减少矿害防止 费用的技术开发由金属矿业事业团矿害技术开发课 承担。金属矿业事业团与中国矿害防止相关的合作 项目， 有在江西省武山铜矿进行的利用氧铁菌处理 矿坑废水的研究和现在正在进行中的辽宁省葫芦岛 锌冶炼厂的废水处理研究。 E 有色金属第0 0卷 万方数据 矿害防止的实例 以位于日本东北岩手县拥有日本最大的矿山废 水处理量的松尾矿山为例。松尾矿山自“ 年发 现硫磺矿床的露头之后， “ 5 / / 2 年度水量 ／ （ 5 7 “） ,值 - A B／ （ CD “） . E 2／ （ CD “） ［A 1］ ／ （ CD “）［A F］ ／ （ CD “） ; 万 ／ 2。 松尾矿山年约花费亿日元， 为了减少废水处 理费用， 通过多次研究讨论， 正在对部分设备实施改 造。 表“排放水水量及水质 2 5 * / 2 * ’ 0 8 2 4 A 2 4 0 ’ 0 8 1 3 2 ’ 4 2 / 年度水量 ／ （ ’ 46 B） C D值 9 “ E F／ （ G 6 B） “ ;I 9 B B ;; “ ; ; B 9 B I “ “ ; ; “ 9 B; “ ; “ B 9 B I “ ; “ B I “ B ; “ ; B “ B 9 B “ 9 “ B I ; “ B I; “ ; B “ 9 B 9 9B “ ; “ B “ B; “ ; B “ I B ;B “ “ B B “ ; “ ; B “ I B B I “ “ B “ ; I; “ ; B “ B B “ “ B B B “ 9 I; “ ; B “ B B “ “ B B “ ; “ ; B “ B 9B 9 “ “ B “ I; “ ; B “ ; ; ;B 9 “ B “ B “ 9; “ ; B “ ; ; ; ，7 8 “） , 6 . , * . / - 0 2 0 - 1 0 . / ’ 4 ’ 4 , 2 - 0 / , 2 0 / 3 ’ - C - 2 *，0 2 ’ * ’ 4 C 4 - 3 / . 2 5 ’ * ’ 0 2 0 ’ 4，2 4 0 . / - 0 3 2 0 / 8 1 0 . / J / 3 4 K / 4 0，2 4 0 . / 2 C C * ’ 7 2 0 ’ 4 1 0 . / 0 / 7 . 4 * ’ / - 1 3 0 . / ’ 4 ’ 4 . 2 3 C 3 0 / 7 0 ’ 4 ’ 4 L 2 C 2 4 2 3 / / - 7 3 ’ 5 / 5 2 - / 4 0 . / / F 2 C * / 1M 2 0 M ’ 4 /，, ’ 0 . 0 . / * 2 3 / - 0 ’ - C - 2 * A 2 4 0 ’ 0 8 1 0 . / ’ 4 ’ 4 , 2 - 0 / , 2 0 / 3 ’ 4L 2 C 2 4 “ 7 / 18’ . ’ 4 ’ 4 , 2 - 0 / , 2 0 / 3； ’ - C - 2 * 1, 2 - 0 / , 2 0 / 3；- 0 3 2 0 / 8；0 / 7 . 4 * 8 B 有色金属第 卷 万方数据