矿业污水是指在矿产资源开采、加工、冶炼等过程中产生的废水，成分复杂，含有大量重金属、悬浮物、酸碱污染物、有机物等，若未经处理直接排放，会对水体、土壤、生态环境及人类健康造成严重危害。以下从主要成分、危害、处理技术、循环利用及政策监管等方面进行详细介绍：
一、矿业污水的主要成分及来源
1. 主要污染物
重金属：如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、铬（Cr）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）等，来源于矿石破碎、选矿药剂溶解及冶炼过程。
悬浮物（SS）：矿石加工中产生的细小颗粒（如石英、黏土），导致水体浑浊，影响水生生物光合作用。
酸碱污染物：酸性废水（pH<6）多来自硫化矿氧化、湿法冶金；碱性废水（pH>9）源于选矿药剂（如石灰、碳酸钠）的使用。
有机污染物：选矿药剂（如黄药、黑药、松醇油）、氰化物（用于金矿提金）等，具有毒性且难降解。
放射性物质：铀矿、稀土矿等开采过程中释放的放射性核素（如铀、镭），长期接触危害人体健康。
2. 主要来源
采矿作业：露天矿坑降水、地下矿坑涌水，含大量悬浮物和重金属。
选矿过程：破碎、磨矿、浮选、重选等工序产生的废水，含选矿药剂和矿物杂质。
冶炼加工：金属提炼过程中产生的酸性废水、冲洗水，重金属浓度高。
尾矿库渗滤液：尾矿堆积物经雨水淋滤产生的污水，污染物随时间缓慢释放。
二、矿业污水的危害
1. 对生态环境的影响
水体污染：重金属在水生生物体内富集，破坏食物链；酸碱废水改变水体 pH 值，导致鱼类、藻类死亡。
土壤退化：污水灌溉或渗漏使土壤重金属超标，抑制植物生长，影响农作物品质。
大气污染：酸性废水挥发产生硫化氢等有毒气体，或尾矿库粉尘携带污染物进入大气。
2. 对人类健康的威胁
直接接触：皮肤接触含重金属的污水可能引发过敏、炎症；饮用受污染水源导致重金属中毒（如镉中毒致骨痛病，汞中毒致神经系统损伤）。
食物链传递：通过食用受污染的鱼类、农作物，重金属在人体内积累，诱发癌症、肝肾损伤等慢性疾病。
3. 经济与社会影响
周边居民生活受限：水源污染迫使居民搬迁或购买清洁水，增加生活成本。
生态修复成本高昂：重金属污染的土壤和水体治理周期长（数十年甚至上百年），费用巨大。
三、矿业污水处理技术
矿业污水处理需根据水质特点选择合适工艺，通常采用物理法、化学法、生物法或组合工艺，目标是去除重金属、悬浮物、酸碱及有机物。
1. 物理处理法
沉淀法
原理：通过添加混凝剂（如聚合氯化铝 PAC、聚丙烯酰胺 PAM）使悬浮物聚集沉淀，或利用重金属氢氧化物溶解度差异沉淀重金属（如调节 pH 使重金属离子生成氢氧化物沉淀）。
应用：适用于高悬浮物、高重金属浓度的废水，如选矿废水预处理。
过滤法
原理：通过石英砂、活性炭、膜材料（如超滤膜、反渗透膜）截留悬浮物和部分重金属离子。
应用：深度处理阶段，去除微量悬浮物和重金属，提高出水水质。
离心分离法
原理：利用离心力分离废水中的固体颗粒（如尾矿泥）。
应用：矿山泥浆脱水，减少污泥体积。
2. 化学处理法
中和法
原理：酸性废水投加石灰、氢氧化钠中和；碱性废水投加硫酸、二氧化碳调节 pH 至中性。
应用：矿山酸性废水（AMD）处理，如铜矿、金矿酸性排水。
氧化还原法
原理：投加氧化剂（如臭氧、过氧化氢）分解有机物（如氰化物）；投加还原剂（如铁粉、硫化钠）将重金属离子（如 Cr⁶⁺还原为 Cr³⁺）转化为低毒形态。
应用：含氰选矿废水、含六价铬冶炼废水处理。
硫化物沉淀法
原理：向废水中投加硫化钠（Na₂S）或硫化氢（H₂S），使重金属离子生成溶解度更低的硫化物沉淀（如 CuS、CdS）。
应用：处理传统氢氧化物沉淀法难以去除的重金属（如 Hg²⁺、As³⁺）。
3. 生物处理法
微生物法
原理：利用微生物（如细菌、真菌）的代谢活动吸附或转化重金属（如硫酸盐还原菌将 SO₄²⁻还原为 S²⁻，与重金属生成硫化物沉淀）。
应用：低浓度重金属废水处理，如尾矿库渗滤液。
植物修复法
原理：种植超富集植物（如蜈蚣草富集砷，印度芥菜富集镉），通过根系吸收重金属并转移至植物地上部分，收获后集中处理。
应用：轻度污染的土壤和水体修复，成本低但周期长。
湿地处理系统
原理：利用湿地植物（如芦苇）、微生物和基质的协同作用，通过吸附、沉淀、生物降解去除污染物。
应用：矿山废水末端处理，提升出水水质并恢复生态。
4. 组合工艺案例
酸性矿山废水处理流程：
调节池→中和反应池（投加石灰）→沉淀池（去除重金属氢氧化物）→过滤→活性炭吸附（去除残留有机物）→达标排放或回用
含氰选矿废水处理流程：
破氰反应池（投加次氯酸钠氧化氰化物）→中和沉淀→生物滤池（降解有机物）→膜处理（回用）
四、矿业污水的循环利用
1. 回用方向
生产工艺用水：处理后的水回用于选矿、冶炼等环节，减少新水取用量（如循环冷却水、选矿药剂配制用水）。
矿山降尘用水：用于露天矿场洒水降尘、道路冲洗，替代新鲜水。
生态用水：回用于矿区植被灌溉、景观水体，改善矿区生态环境。
2. 回用优势
节水减排：减少对地表 / 地下水资源的依赖，降低排污费用。
经济效益：降低企业用水成本，符合国家 “循环经济” 政策要求。
五、政策监管与未来趋势
1. 国内政策
《水污染防治行动计划》（水十条）：要求重点行业（如矿产采选）实施清洁生产改造，严控重金属排放。
《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范》：明确矿山废水需达标排放，鼓励废水循环利用。
排污许可证制度：矿山企业需持证排污，按证缴纳环保税，超标排放面临高额罚款或停产整治。
2. 国际趋势
零排放目标：欧盟《工业排放指令》（IED）推动矿山废水 “零排放”，废水经处理后全部回用或蒸发结晶。
绿色采矿技术：推广无氰选矿、生物提金等低污染工艺，从源头减少污水产生。
智能化监测：利用物联网（IoT）实时监测废水水质，动态调整处理工艺，提升管理效率。
六、典型案例：某铜矿酸性废水处理
水质特点：pH=2.5，含 Cu²⁺ 50mg/L、Fe³⁺ 80mg/L、Zn²⁺ 20mg/L。
处理工艺：
中和反应：投加石灰乳调节 pH 至 8.5，生成 Cu (OH)₂、Fe (OH)₃、Zn (OH)₂沉淀。
沉淀分离：通过斜板沉淀池去除沉淀物，上清液 pH=7.8，重金属浓度降至国标限值以下。
回用：处理后水回用于选矿车间，年节约新鲜水约 50 万吨。
总结
矿业污水治理是矿山可持续发展的关键环节，需结合技术创新（如低成本高效处理工艺）、政策引导（如环保税、循环经济补贴）和企业责任（如清洁生产），实现 “减量化、资源化、无害化” 目标。未来，随着环保标准的提高和公众环境意识的增强，矿业污水的零排放和资源化利用将成为行业主流方向。