陕西紫阳某废弃石煤矿酸性废水的产生机理探讨

在自然环境中,黄铁矿容易发生氧化反应导致酸性矿山废水(AMD)污染,进而威胁人类的健康安全。石煤及矸石中伴生的黄铁矿及重金属(镉、镍、钒、锰、锌等)成分复杂,经大气降雨、地表水以及基岩裂隙水的长期浸泡淋溶,产生酸性水,加剧有毒有害重金属元素浸出。AMD因产量大、形成时间跨度长、产源地分散等问题,成为矿山环境修复者们的最棘手问题之一。对陕西紫阳废弃石煤矿进行采样分析,掌握废渣的化学成分及矿物组成,为酸性水的产生查找根源。依据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010),将样品破碎后分别采用蒸馏水浸泡、曝气浸泡及密封浸泡方法,来模拟自然环境下酸性水产生过程,并在模拟过程中定期采集水样进行分析测定,为后续的矿上修复治理提供依据。

蒿坪河流域石煤矿区河流铝的白色污染及其成因分析

矿山酸性水及其伴生的重金属污染是含黄铁矿矿山最主要、综合治理难度最大的污染问题。为了查明蒿坪河流域废弃石煤矿开采河流铝的白色污染及成因问题,2021年以来进行了卫星遥感解译、无固定翼无人机航测、样品采集与分析、主要河流断面水质动态监测等工作。结果表明:(1)研究区河流普遍存在铝的白色污染,其形成可见3种模式:两条沟道不同酸碱度的河水混合后形成白水带;河道河水自然跌水后在河床形成白色污染物;河水自然演化形成酸性水、酸性磺水与酸性白水。(2)河水铝离子污染普遍且超标严重,216件河水中Al离子平均含量为8.6mg/l,样品超标率65.8%,19条河流断面3次河水中Al离子的平均超标率90.48%。(3)河流中铝来自于石煤矿及其围岩中酸性溶解作用长石的结果,废渣堆底部流水是河流铝的主要污染源。(4)河水中铝离子与pH具有显著的负相关关系,河水酸度愈大,河水中铝离子含量愈高;河水中白色无定形胶凝状物形成后,河水中铝离子含量显著降低。河水pH的升高,是河流白色污染物形成的主要因素。河水中铝的白色污染物具有无定形特点,化学组分复杂,是硫酸根、氢氧根及铝构成的复杂化合物。铝的白色无定形胶凝状物具有吸附河水中重金属离子的能力。研究成果可为研究区铝的污染防治提供重要的理论依据。

湖南某石煤矿区重金属污染现状及生态风险评价

为研究湖南某石煤矿区重金属污染现状,采用ICP法测定了水体和土壤中多种重金属含量,并分别采用内梅罗污染指数法和潜在生态危害指数法进行风险评价。结果表明,水中Cd、Cr(Ⅵ)、Zn、Fe和Mn平均浓度分别为1.935 5、0.025 3、6.024 9、16.222 0和4.214 9 mg/L,污染指数分别为387.10、5.06、3.01、54.07和42.15,污染程度从大到小排序为:Cd>Fe>Mn>Cr(Ⅵ)>Zn;土壤中Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd平均含量分别为8.51、38.59、18.65、10.01、0.18和3.41 mg/kg,平均生态风险系数分别为2.13、0.98、0.85、18.00、28.55和339.80,污染程度从大到小排序为:Cd>Hg>As>Pb>Zn>Cr,整个矿区的综合潜在生态风险指数为390.31,污染程度为较高生态危险。矿区受到多种重金属复合污染,废石堆和沉淀池的排水口下游区域较严重。

某地陈家沟河水中重金属元素时空变化及影响因素研究

河水重金属污染一直是环境污染防治领域的热点。秦岭某地石煤矿区陈家沟河水中重金属含量严重超标,但重金属来源不明,为污染治理带来困扰。为了查明陈家沟河水中重金属来源和时空变化情况,采集了2期河水、废弃石煤矿硐排水、废渣堆淋溶水等地表水样品,采用污染指数法、主成分分析法和Pearson相关性分析方法,研究河水中重金属污染程度、空间分布,并对河水中重金属来源进行了解析。研究表明,陈家沟源头河水(对照点)重金属含量可以达到地表水的Ⅰ类标准,中游受废弃石煤矿矿硐排水及废渣堆淋溶水的影响,河水中重金属含量显著升高,汇入干流前河水中重金属含量是对照点的3.5~312倍;河水中Cd、Cu、Zn、Ni、Mn等重金属元素同源,均来源于矿硐排水、废渣淋溶水。河水中重金属含量的空间分布与地质体、污染源分布以及河水pH、盐度等因素有关。研究结果可为陈家沟河水重金属污染防治提供科学依据。

改进FIA光度法测定煤矿石中痕量锗的研究

利用自行研制的复合流动比色装置与单光束分光光度计相结合,建立了一种新的流动注射吸光光度检测技术.基于pH=10的Na3B4O7—NaOH缓冲溶液中,显色剂（HCPCF）能与样品中的Ge（V）形成有色络合物（λmax =630 nm）.一次注入样品,在样品光束同时产生两峰一谷三个拐点（A1A2A3）的光谱吸收曲线.依据光度吸收净值（ΔA=A1 ＋A2 ＋A3）与样品中Ge（V）含量的关系进行定量分析.分析性能对比表明,显色体系稳定性、选择性和方法的灵敏度均优于普通FIA法.每个拐点的响应信号都可用于定量分析.信息量丰富,灵活多样,完全符合定量分析要求.而且分析灵敏度提高了2.3倍.进样频率为130次/h,用于煤矿石中微量锗测定,加标回收率均在100.7～101.9之间,相对标准偏差（RDS％,n=8）小于1.3％.回收率在99.7～101.4之间.

采矿塌陷区矸石回填建村模式探讨

在对矿井矸石充填污染性及颗粒级配试验分析的基础上,将曹庄煤矿采煤塌陷区治理与新农村建造结合起来,采用强夯法处理矸石地基,统一规划建造新农村住宅,并采取有效搬迁补偿措施,使村庄拆、迁工作在短时间内完成。

石煤钒矿直接硫酸浸出试验研究

石煤钒矿中的钒一般均以类质同象形式取代六次配位的三价铝而存在于伊利石或云母晶格中,为将钒从伊利石或云母中浸出,必须破坏含钒矿物伊利石或云母的结构。将矿石粉碎至全部通过0.15 mm(100目)标准筛,在加热和有添加剂的协同作用下,可直接用硫酸浸出石煤钒矿中的钒,再将浸出浆液固液分离,得到蓝色硫酸钒溶液。结果表明:正常试验条件下,通过合理调整添加剂配比,可实现对石煤钒矿粉浸出、固液分离,钒的回收率78%以上,该浸出溶液的取得,为后续提钒工艺提供了技术保障。

石煤浸出液离子交换法提钒的研究

选择了几种离子交换树脂，对石煤酸浸含钒液在不同条件下进行离子交换实验。结果表明：采用离子交换法能够很好地除去浸出液中大部分杂质，并能使钒得到富集；不同树脂对钒的吸附均受吸附时间、溶液pH值等实验条件的影响，不同解吸剂与解吸时间也会影响树脂解吸的效果；1#树脂吸附率在4h左右可达到99％的最大吸附能力，选择合适的解吸剂可在4h内使钒的解吸率达到95％以上；解吸液经过净化，沉钒，煅烧后得到的五氧化二钒纯度在99％以上。

神府─东胜矿区一、二期工程与人为泥石流

在野外调查神府矿区一、二期工程中所出现人为泥石流情况的基础上，分析研究了泥石流的分布、类型、形成条件及发展趋势，并提出了今后该地区泥石流的防治对策。

石煤发热值与提钒工艺选择

对石煤矿的分布状况和矿石特征进行描述,对石煤矿焙烧设备的优缺点进行评析,探讨了不同发热值和不同V_2O_5含量的石煤矿应选用的提钒工艺。

麦饭石SRB污泥固定颗粒的稳定性及生物活性实验

针对我国煤矿酸性废水(ACMD)腐蚀性强、锰硫含量高的特点,基于微生物固定化技术,将改性麦饭石与硫酸盐还原菌污泥(SRB)有机结合,制成一种用于处理ACMD的改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒。通过进行颗粒对酸碱盐溶液的稳定性试验及对比有无麦饭石颗粒膨胀率、OD600和SO42-的处理效果,探讨颗粒的结构稳定性及改性麦饭石对颗粒结构稳定、生物活性的影响,初步分析颗粒的适用性及可行性。结果表明,颗粒能满足对一般酸度较低ACMD的稳定性要求,有麦饭石颗粒的结构膨胀、基质外泄情况及SO42-去除效果优于无麦饭石颗粒,说明麦饭石对颗粒的结构稳定性、生物活性有一定的积极影响。

矸石与粉煤灰混合充填开采的试验研究

为解决建筑物下采煤问题,河北金牛股份公司与中国矿业大学合作,在邢台矿进行了矸石和粉煤灰等固体材料充填开采的试验研究,并取得成功,形成了一种建筑物下采煤的新方法,推进了绿色矿山的建设。

煤矿绿色开采技术实践

主要介绍了济三矿利用减矸开采技术、矸石综合利用技术和矸石充填开采技术最大程度控制矸石生成量,减少煤矸石造成的环境污染,实现煤矿绿色生态开采的技术实践。

厚煤层综采跨石门回采的尝试

介绍了新安煤矿厚煤层综采跨石门回采的技术经验及取得的经济效果。

方山口石煤钒矿选碳的试验研究

针对方山口石煤钒矿,通过一次粗选一次扫选一次精选闭路浮选脱碳试验,在总钒损失5.82%的条件下,可将石煤中V2O5品位由0.95%提高到1.09%,脱碳后的石煤样品热值为239 kJ/kg,远低于未脱碳前的石煤热值2404 kJ/kg,有利于后续工艺处理;同时获得的高品位碳精矿,热值达到5458 kJ/kg,可作为燃料使用。

煤层中夹石体含水及导水性分析研究

本文从矿井涌水通道入手,分析了采区地质情况、巷道涌水及探放情况和煤层夹石体中水的来源及涌水通道情况提出了采取相应的防治措施,为消除水害隐患,确保矿井安全生产提供了重要依据。

某钒矿的碎磨工艺流程探讨

根据石煤提钒工艺的新发展,结合原矿性质、碎磨工艺后续作业的要求,分别从碎磨工艺方案的制定、设备选型、技术经济比较等方面,对某钒矿的碎磨工艺流程进行探讨,旨在为该矿碎磨工艺设计提供新的思路。

石煤矿山酸性废水自净化机理及防治对策

矿山酸性废水环境问题一直是国际研究热点。该文以浙江省开化县废弃石煤矿山排放的酸性废水为调查对象,研究了其在自然环境下的自净化机理。结果表明,下游地表水水质并未因酸性废水的汇入而低于一类水质标准。通过对开化县汪川村废弃石煤矿硐酸性废水流动沟渠和下游汪川村溪流的水、底泥中铁、镉元素含量、赋存状态进行调查并辅以实验室模拟试验,得出三价铁离子在弱碱性水环境下的沉淀和对水溶态镉元素的吸附是矿山酸性废水自净化的关键。整个酸性废水自净化过程可以划分为3个阶段:地下缺氧环境下酸性废水生成-流动进入地表环境阶段,地表富氧环境下酸性废水流动阶段,地表弱碱性水环境铁元素沉淀阶段。基于矿山酸性废水的自净化原理,通过人为调节矿山酸性废水p H值和Eh值可促进AMD中铁元素氧化,并以水铁矿共沉淀和吸附作用去除水溶态镉元素。

化学淋洗法对石煤矿山放射性-重金属复合污染土壤的修复研究

石煤中含有较高含量的天然放射性核素,它的开发与利用会对环境造成放射性污染以及伴生的重金属污染等,近年来石煤的开发与利用对环境产生的放射性污染以及重金属污染等问题越发受到公众关注,江西作为全国石煤储量最为丰富的省份之一,石煤矿山大多为露天开采,废弃矿山长期受雨水淋溶、地表径流等对周边土壤环境造成了严重损害,为了对石煤矿区周边放射性及重金属复合污染土壤进行修复技术研究,采用振荡淋洗方法进行室内小试试验,根据江西省某石煤矿区现场采集的土壤检测结果显示,主要污染物指标为放射性核素铀以及重金属锌和镉;依据前人研究,针对其特有的放射性及重金属复合污染特征,选用盐酸、柠檬酸、草酸、EDTA、三氯化铁为淋洗剂,通过控制淋洗浓度、混合淋洗等因素来确定较优的淋洗条件。结果表明:各淋洗剂对复合污染土壤的去污效果综合最佳是草酸、盐酸以及三氯化铁;而不同浓度梯度下淋洗率最好的分别是1 mol/L的草酸和1 mol/L的盐酸溶液,组合淋洗剂对比单一淋洗剂的淋洗效果均有一定程度的提升,1 mol/L的草酸溶液与1 mol/L的盐酸溶液组合的淋洗剂对U、Cd、Zn的淋洗率均达到最高,分别是99.2%、97.8%和43.7%。该研究成果可用于现场淋洗修复复合污染土壤的小试,同时仍需考虑淋洗修复后土壤的潜在环境风险问题。

综采工作面沿空留巷顶板支护探讨

深部煤层矿压大,顶板难以维护,尤其是对于综采工作面沿空留巷顶板支护问题以及码石墙取料等一系列问题,结合城山煤矿145综采队在中部区24#层左二面沿空留巷的具体做法进行探讨。