模拟实验研究煤矿酸性水中Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb可溶性金属迁移行为

通过模拟煤矿酸性水环境,对来自2个不同产地的煤系非均质黄铁矿样品进行了不同固液比的淋滤实验,对反应体系物理化学状态以及其中的Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb8种元素的释放行为进行了长达312h跟踪检测和对比.结果显示,在2种不同来源的煤系黄铁矿样品反应体系中,Co、Ni、Zn、Cd的释放行为均为持续升高,说明这些元素的释放受体系中物理化学状态的影响相对较小,在液相中具有较高的迁移行为;Al、Cr、As、Pb在不同样品体系中的释放行为差异较大,受到体系pH值、吸附及共沉淀作用等因素的影响,是相对不易迁移的元素.煤矿酸性水环境中元素释放和迁移行为主要受到黄铁矿的氧化还原反应速率、反应体系介质pH值和围岩矿物学性质3个宏观因素控制.

煤矿酸性水中亚稳态矿物Schwertmannite的形成与转变

斯沃特曼矿是一种形成于煤矿酸性水环境中的铁的含水硫酸盐矿物,具有很高的比表面积和不稳定性,对煤矿酸性水中有害微量元素的吸附和迁移活性具有重要影响。运用扫描电镜(SEM/EDX)和粉末X射线衍射等手段,通过测定和对比,鉴别了中国的煤矿酸性矿排水渠中存在斯沃特曼矿物,在实验室中模拟酸性水环境对煤中非均质黄铁矿进行氧化反应试验,结果显示,反应产物中存在斯沃特曼矿物,并且认为随着反应时间的延长,斯沃特曼矿物逐渐向针铁矿转变。

煤矿酸性水综合治理研究

根据现场调查和已有数据分析可知,以山底河为代表的北方缺水地区煤矿酸性水污染具有以下特征:①多以废弃矿井采空酸性废水溢出为主,酸性水流经区域形成二次叠加污染;②缺少清水源,水量不足,河流自净能力减弱甚至完全丧失;③酸性老窑水、矿排水、工业废水、生活污水等多污染权重并存,污染因素变化复杂。针对以上特点提出相应治理措施:帷幕注浆,源头减量;分段削减,生物优先;分类治理,有的放矢。

煤矿酸性矿井水中有害元素的迁移特性

利用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、离子色谱(IC)和X射线衍射(XRD)等方法研究了马兰煤矿酸性矿井水及其沉淀物的化学成分和物相组成,并通过吸附解吸实验和PHREEQC水化学模拟计算研究了典型酸性矿井水样品中Pb,Th,U,Be,Zn,Ni,Co,Cd,Cu,As,Cr,V,Ba等有害元素的迁移特性.研究表明:①煤矿酸性矿井水中SO42-,Fe,Mn,Al,Pb,Th,U,Be,Zn,Ni,Co,Cu等离子含量较高,对环境存在潜在危害;②酸性矿井水中有害元素的迁移主要受pH,Fe-A l-Mn含量和水体颗粒物矿物组成的控制;③Fe,Al和Mn的含量随pH上升而迅速下降,并控制着Pb,Th,U,Be,Zn,N i,Co,Cu等潜在有害微量离子的迁移行为;④各离子随pH上升被去除的先后顺序为:Th>Fe>Pb>Cr>Al>Cu>Be>U>Zn>As>Cd>Mn>Co>Ni>Ba;⑤酸性矿井水中V不能够随pH的升高而去除,反而会有更多的V溶解在水中.

煤矿酸性矿井水中和出水脱盐利用研究

作者比较电渗析和反渗透脱盐技术的进水水质、运行费用、投资费用、运行可靠性等方面认为，利用电渗析技术处理煤矿酸性矿井水中和出水是合理的，ＳＯ２－和硬度的脱除率均高于脱盐率。频繁倒换电极的方法是防止和消除电渗析器结垢的一种有效办法。

综合勘查技术方法在喀斯特地区煤矿酸性矿井水污染勘查的应用——以贵州省凯里市鱼洞河流域龙洞泉水污染勘查为例

喀斯特地区煤矿矿井水污染地下水的问题已经成为西南地区水生态环境建设面临的主要地质问题。在喀斯特煤矿区开展防治工作需要采用综合勘查技术,单一或传统的勘查技术往往不能达到勘查的目的,无法科学指导治理工作的实施。由于喀斯特地区具有降雨量丰沛、地表岩溶形态多样、地下溶洞暗河密集的特点;同时,煤矿开采对地质条件产生的影响,导致岩溶区“四水(地表水、地下水、污染水、大气降水)联通”、“四水转换”,因此,在以要解决的主要环境地质问题为导向,充分研究治理区的矿井水文地质条件的基础上,采用综合勘查技术方法和手段,查明水文地质条件及水污染的机理、污染源及污染途径,为治理工作提供精准的基础条件。以贵州省凯里市鱼洞河流域煤矿酸性矿井水污染龙洞泉为例,分析研究矿井地质环境和水文地质条件,应用多种勘查技术手段,突出遥感技术、地质调查、地球物理勘探、钻探、水文地质试验、水化学分析、动态观测等多手段相互融合,构建地下水动力场和水化学场,实施“四水”井上下同步长期动态监测以及应用智能网络传感技术支撑等综合勘查技术方法,查明了污染区水文地质条件,为岩溶大泉的污染治理提供准确可靠的依据,并取得了良好的治理效果。

煤矿酸性矿井水的防治及其处理方法

煤矿酸性矿井水分布广，成分复杂，处理困难，污染和危害严重，已成为影响矿区正常生产和破坏生态环境的严重问题。分析了煤矿酸性矿井水的产生机理、水质特征和危害，提出了预防及工程治理的方法。

煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg成因机制

山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示,煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低,且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强(SO_(4)^(2−)含量增加或pH减小)而减小的规律。针对这一问题,结合研究区的地球化学物源条件,通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH变化关系,分析煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究表明:区内石炭系-二叠系的煤系地层中碳酸盐岩夹层、分散状态分布的菱镁矿、黄铁矿是“老窑水”中Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2−)的物质来源;在黄铁矿氧化水解形成的以硫酸根为主导的酸性溶液中(pH为2.0~4.5),代表硫酸对石膏、方解石、白云石可溶解性的饱和指数排序为石膏>方解石>白云石,受石膏在高浓度硫酸活性降低并发生沉淀、方解石溶解受Ca^(2+)同离子效应抑制和饱和状态的平衡调节的综合影响,使Ca^(2+)相对含量减少,由于MgSO_(4)溶度积大于CaSO_(4),故Mg^(2+)含量未受上述约束(或较低),脱白云岩化反应可因Ca^(2+)含量随石膏沉淀而继续进行,加之区内有菱镁矿的溶解,使得Mg^(2+)相对含量增加,最终出现了镁矿酸性“老窑水”Ca/Mg值低的结果。Ca/Mg值可作为煤矿酸性“老窑水”的污染特征指标,应用于环境影响评价。

Effect of loess for preventing contamination of acid mine drainage from coal waste

Acid mine drainage （AMD） that releases highly acidic, sulfate and metals-rich drainage is a serious environmental problem in coal mining areas in China. In order to study the effect of using loess for preventing AMD and controlling heavy metals contamination from coal waste, the column leaching tests were conducted. The results come from experiment data analyses show that the loess can effectively immobilize cadmium, copper, iron, lead and zinc in AMD from coal waste, increase pH value, and decrease Eh, EC, and 8024- concentrations of AMD from coal waste. The oxidation of sulfide in coal waste is prevented by addition of the loess, which favors the generation and adsorption of the alkalinity, the decrease of the population of Thiobacillusferrooxidans, the heavy metals immobilization by precipitation of sulfide and carbonate through biological sul- fate reduction inside the column, and the halt of the oxidation process of sulfide through iron coating on the surface of sulfide in coal waste. The loess can effectively prevent AMD and heavy metals contamination from coal waste in in-situ treatment systems.