尾礦水綜合處理、循環(huán)利用的應(yīng)用分析

摘要：目前煤礦開采行業(yè)發(fā)展十分迅速，為滿足人民生活所需及國內(nèi)各企業(yè)發(fā)展建設(shè)需求，礦井的開采率近幾年呈逐年上升的趨勢(shì)。但同時(shí)，礦井開采中所排放出的尾礦水對(duì)礦井機(jī)械設(shè)備及環(huán)境造成了極大的影響。文章針對(duì)尾礦水綜合處理、循環(huán)利用的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：尾礦水；綜合處理；循環(huán)利用；煤礦開采；煤礦行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD956 文章編號(hào)：1009-2374（2015）09-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0782

煤礦開采中尾礦水問題一直是煤礦企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展中最難以解決的事情，也是制約煤礦行業(yè)發(fā)展建設(shè)的關(guān)鍵性問題。因此，想要提高煤礦開采綜合發(fā)展能力，就必須首先對(duì)尾礦水的處理及可再生利用進(jìn)行研究。

1 尾礦水綜合處理、循環(huán)利用的重要性

在煤礦被不斷開發(fā)利用的同時(shí)所產(chǎn)生的尾礦水也是十分多的，這些尾礦水通常在煤礦開采過程中受各種污染而產(chǎn)生較多的有害物質(zhì)，無論對(duì)人體還是對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)作能力都會(huì)造成巨大的影響。因此，解決尾礦水問題也就相當(dāng)于提高了礦井作業(yè)的效率。另外，目前國家大力提倡綠色、環(huán)保、節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)，尾水的處理及可循環(huán)利用恰恰滿足于國家所提出的節(jié)能政策。因此可以說，礦井尾水的綜合處理及循環(huán)可再生利用是煤礦企業(yè)今后發(fā)展的必經(jīng)之路。將尾礦水處理成為可再生利用的資源可以大大提升企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益，同時(shí)可為企業(yè)節(jié)省出大量的資金投入，為企業(yè)的下一步發(fā)展奠定了一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

2 什么是尾礦水

由于尾礦是煤礦分選作業(yè)中有用礦產(chǎn)資源中綜合含量最低的一個(gè)煤礦巖層，并且對(duì)這種巖層以我國目前的煤礦開采技術(shù)還無法對(duì)其做出進(jìn)一步的劃分，因此使這一部分資源成為了無用的廢料。但隨著科技的發(fā)展以及相關(guān)人員對(duì)尾礦的研究發(fā)現(xiàn)，此類巖層中擁有許多可用于其他建設(shè)的物質(zhì)，從而加大了對(duì)尾礦的開采力度，然而在尾礦開采過程中需要大量的水分沖擊才能使尾礦井得到最大化的利用，因此會(huì)產(chǎn)生較多的廢水，這種廢水被稱為尾礦水。

3 尾礦水的產(chǎn)生

一般來講，煤礦開采過程中的尾礦水主要由三個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生：首先，在煤礦進(jìn)行開采過程中的濕式預(yù)選細(xì)石環(huán)節(jié)中所排放出的廢水量是十分大的。在細(xì)石選擇中，通常要對(duì)堅(jiān)硬的巖石進(jìn)行噴水處理，利用噴水時(shí)水柱所產(chǎn)生的沖力擊裂巖石，從而為開采工作找到突破口。在對(duì)巖石進(jìn)行噴水時(shí)，大量的水分會(huì)沿巖石裂隙流入礦井作業(yè)中的各個(gè)位置，從而使礦井內(nèi)產(chǎn)生較多的尾礦水。其次，在煤礦生產(chǎn)過程中所排放出的尾礦水。產(chǎn)生這類尾礦水主要是由于在煤礦開采過程中對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的地面清潔時(shí)所產(chǎn)生的大量的積水以及在對(duì)開采設(shè)備進(jìn)行除塵、清潔中所產(chǎn)生的大量積水。一般而言，地面清潔時(shí)由于煤礦施工現(xiàn)場(chǎng)面積較大，且施工作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的巖碳碎較多，因此在地面清潔時(shí)必須要利用大量的水沖刷才能保證地面的潔凈，而在清潔過程中則會(huì)產(chǎn)生大量的地面積水。最后，尾礦產(chǎn)生的大量水分。由于近年來對(duì)煤礦尾礦的大量開發(fā)，使尾礦所產(chǎn)生的廢水也越來越多。

4 尾礦水的危害

尾礦開采中所排放出的水分含有較多的金屬負(fù)離子及巖層開采中所使用的藥劑，而這些尾礦中的金屬負(fù)離子及藥劑是可以再生循環(huán)利用的，如果直接將所產(chǎn)生的廢水排出，則不但會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)使污水中的物質(zhì)對(duì)人體造成一定的傷害。另外，尾礦水還具有重金屬含量高、pH值高、粉塵污染度高、藥劑濃度高易起泡等特征，如果將尾礦水直接排放出去，會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成極大的影響。同時(shí)，如果尾礦排放水滲入到植物中，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生間接的傷害。

例如：某煤礦企業(yè)在開采中所產(chǎn)生的尾礦水中含有豐富的鐵元素及銅元素。經(jīng)過專業(yè)科研人員對(duì)尾礦水的物質(zhì)研究分析發(fā)現(xiàn)，該廢水中所含的鐵離子元素十分高，且經(jīng)常使周圍的空氣中彌漫著腥澀的味道。這種水質(zhì)如果用于清洗衣物的話，則會(huì)使衣物污染上黃銅色，而如果人體長(zhǎng)期飲用該尾礦水的話，則不僅會(huì)使其牙齒發(fā)黃，而且還很容易患上結(jié)石病。另外，尾礦水中的銅離子屬于重金屬元素，而此元素又會(huì)在人體內(nèi)聚集，不易被排出體外。因此，如果人體長(zhǎng)時(shí)期飲用此類水的話，很容易對(duì)內(nèi)臟造成損傷。同時(shí)，人體內(nèi)水分的排出均是由腎臟來完成的，如果體內(nèi)積聚太多銅離子元素的話，則會(huì)增加患腎病和肝硬化的幾率。除此之外，如果尾礦水排放到農(nóng)業(yè)園林或田園的話，其中所含的鈷元素則可致農(nóng)作物死亡。

5 尾礦水綜合處理、循環(huán)利用的應(yīng)用

尾礦水無論對(duì)人體還是農(nóng)作物都有著一定的傷害，因此，必須對(duì)其進(jìn)行綜合性的處理。另外，尾礦水中所含的金屬元素較多，如果能夠得以再次循環(huán)利用的話，則可大大減少企業(yè)的投資成本。

5.1 金屬還原法在尾礦水綜合處理、循環(huán)利用中的

應(yīng)用

所謂的金屬還原法就是以固態(tài)的金屬元素作為主要的還原劑，從而對(duì)水中的有害金屬元素進(jìn)行分離還原。例如：在含有大量汞元素的重金屬尾礦水中，就可以用鐵、銅、鈷等固態(tài)的金屬元素作為還原劑，再結(jié)合先進(jìn)的工藝技術(shù)將尾礦水中的汞金屬元素提煉出來，從而去除尾礦水中的有害重金屬物質(zhì)，達(dá)到尾礦水可循環(huán)再次利用的目的。

5.2 氫氧硫化物沉淀法在尾礦水綜合處理、循環(huán)利用中的應(yīng)用

在尾礦水中，大量的金屬元素是可以通過硫化物質(zhì)而產(chǎn)生出一定的沉淀物質(zhì)的。這主要是因?yàn)榻饘僭匚镔|(zhì)溶解度較一般的氫氧化物的溶點(diǎn)要小很多，因此利用硫化物質(zhì)可以更徹底地去除尾礦水中的金屬元素。對(duì)于一般的金屬硫化物質(zhì)可采用的沉淀劑為H2S、Ha2S、NaHS、MnS等。在使用這幾種物質(zhì)的時(shí)候需要注意的是：首先，這些物質(zhì)都具有一定的刺激性氣味，且物質(zhì)本身具有較強(qiáng)的有害氣體產(chǎn)生，因此在使用時(shí)必須要由受過專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。另外，這幾種沉淀物質(zhì)雖然對(duì)尾礦水處理的功能強(qiáng)，且可分步進(jìn)行操作，這大大地提高了尾礦水中金屬的可循環(huán)利用率。但同時(shí)，在尾礦水處理中也有著一定的pH值基準(zhǔn)，如果pH值過高的話，則會(huì)對(duì)尾礦水造成二次污染。相反，如果pH值達(dá)不到基準(zhǔn)要求，則不僅達(dá)不到沉淀金屬物質(zhì)的效果，還會(huì)使尾礦水中產(chǎn)生硫化物顆粒，大大增加了尾礦水分離的難度。

5.3 鋇鹽沉淀法在尾礦水處理、循環(huán)利用中的應(yīng)用

鋇鹽沉淀法所要求對(duì)pH值的控制技術(shù)十分嚴(yán)格。目前該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于尾礦水中對(duì)銘元素的去除中。首先，利用化學(xué)反應(yīng)速度較快的pH4.5～5.0硫酸物質(zhì)作為基礎(chǔ)的沉淀物，使其在尾礦水中生成HCI硫化物，以便更易于尾礦水的分離。另外，為保證金屬元素的沉淀效果，還要嚴(yán)格控制住藥劑的使用量。當(dāng)水中含有大量的銘金屬元素的時(shí)候，是不能夠?qū)⑽驳V水排放出去的。必須要通過專用的過濾池使尾礦水在其中生成硫酸鋇沉淀物，然后再通過過濾手段將沉淀物質(zhì)分離出去，從而達(dá)到尾礦水可循環(huán)利用的功效。

5.4 氧化物投入法在尾礦水處理、循環(huán)利用中的應(yīng)用

將氧化物投放到尾礦水中降低尾礦水中有害物質(zhì)的毒性是目前應(yīng)用中最為簡(jiǎn)便的方法。這種方法主要是通過氧化物與尾礦水中有害物質(zhì)的氧化作用來降低或去除尾礦水中的有害元素對(duì)人體的傷害，同時(shí)達(dá)到凈化水源的目的，提高尾礦水可循環(huán)利用的能力。

6 結(jié)語

綜上所述可知，尾礦水處理、循環(huán)利用對(duì)提高水質(zhì)環(huán)境及減輕企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)都具有十分重要的作用。因此，要采用科學(xué)合理的方法對(duì)尾礦水進(jìn)行凈化處理，以達(dá)到可循環(huán)利用的最終目的。

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作者簡(jiǎn)介：李梅（1968-），女，河南南陽人，中國平煤神馬集團(tuán)供水總廠副科長(zhǎng)，工程師，研究方向：給排水。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）