Đề tài Axit mỏ thoát nước
Axit mỏ thoát nước: Hóa học
Tác động thoát nước mỏ axit sông suối hệ sinh thái thông qua axit, ion sắt ( Fe3 + ) lượng mưa,
thiếu ôxy , và phát hành các kim loại nặng kết hợp với than đá và khai thác mỏ kim loại , chẳng
hạn như nhôm ( Al 3 + ) , kẽm ( Zn 2 + ) và mangan ( Mn2 + ) .
Khi mỏ khoáng sản có chứa sulfua được khai thác , họ có tiềm năng để sản xuất hệ thống thoát
nước mỏ axit. Điều này bao gồm việc khai thác than, đồng, vàng, bạc, kẽm, chì và uranium . Các
pyrit khoáng sản, thường được gọi là " vàng của kẻ ngốc , " là sắt disulfide ( FeS2 ) . Pyrit là một
trong các sunfua quan trọng nhất được tìm thấy trong đá thải của mỏ . Khi tiếp xúc với nước và
oxy , nó có thể phản ứng để tạo thành axit sunfuric ( H2SO4 ) . Quá trình oxy hóa và giảm các
phản ứng sau đây thể hiện sự phân hủy của pyrit dẫn đến hệ thống thoát nước mỏ axit.
1 2FeS2 + 7O2 + 2H2O - . > 2FeSO4 + 2H2SO4
2 2Fe2 + + 1/2 O2 + 2H + - . > 2Fe3 + + H2O
3 Fe3 + + 3H2O - . > Fe (OH) 3 + 3H +
. 4 FeS2 (s) + 15/4 O2 + 7/2 H2O < -> 4H + + 2SO4 - + Fe (OH) 3 (s)
Sản xuất của hệ thống thoát nước mỏ axit có thể xảy ra rất lâu sau khi mỏ đã bị bỏ rơi nếu đống đá
thải được tiếp xúc với không khí và nước . Màu đỏ thường thấy ở các dòng nhận hệ thống thoát
nước mỏ axít thực sự là một vết nhơ trên những tảng đá được gọi là " vàng -Boy ", hoặc hydroxit
sắt ( Fe (OH) 3 ) được hình thành trong quá trình phản ứng số 3 ở trên .
Phương trình 4 cho thấy rằng bằng cách giới thiệu các ion hydro , hệ thống thoát nước mỏ axit ảnh
hưởng đến tính axit của một dòng suối. Axit thường được đo bằng giá trị pH , đó là dễ dàng để thu
thập và so sánh . pH, tuy nhiên , không phải là luôn luôn là một chỉ số tốt về hệ thống thoát nước
mỏ axít bởi vì nó chỉ cho thấy nồng độ của các ion hydro . Khi đánh giá mức độ thoát nước mỏ
acid, điều quan trọng là phải biết số lượng của các ion hydro còn lại trong dung dịch sau khi đệm
tự nhiên của dòng được hoàn tất. Ví dụ, các phép đo pH có thể không phát hiện hệ thống thoát
nước mỏ axit nặng trong một dòng vì độ kiềm cao do cacbonat hòa tan . Đánh giá quá mức của các
ion hydro ion trên cơ bản , " tổng số axit, " là một thước đo tốt hơn về hệ thống thoát nước mỏ axit.
Hệ thống thoát nước mỏ axit làm suy yếu khả năng đệm của nước bằng cách trung hòa các ion
cacbonat và bicarbonate để tạo thành axit cacbonic ( H2CO3 ) .
H + + CO32 - < -> HCO3 -
H + + HCO3 - < -> H2CO3
Sau khi tiếp xúc với hệ thống thoát nước mỏ axit , hệ thống cacbonat đệm bị ảnh hưởng là không
thể kiểm soát những thay đổi trong pH là tốt. Hệ thống đệm là hoàn toàn bị phá hủy dưới độ pH
4.2, nơi tất cả các ion carbonate và bicarbonate được chuyển đổi thành axit cacbonic . Axit
carbonic dễ dàng phân hủy thành nước và carbon dioxide.
H2CO3 -> H2O + CO2
Bảng so sánh các vùng nước tiếp nhận hệ thống thoát nước axit mỏ , mưa axit , và hệ thống thoát
nước than bùn.
Đá nước và màu màu cam tươi sáng thường nói câu chuyện có dấu hiệu thoát nước mỏ axit. Màu
cam là do hydroxit sắt ( Fe (OH) 3 ) kết tủa ra khỏi nước . Các hình thức tủa như hệ thống thoát
nước của tôi trở nên trung hòa axit . Tại các giá trị pH thấp, các ion kim loại vẫn còn hòa tan . Khi
pH tăng lên, sắt bị ôxi hóa và kết tủa ra . Tùy thuộc vào các điều kiện , các kết tủa màu da cam -
màu có thể hình thành bên trong các mỏ hoặc vài dặm hạ lưu. Các kết tủa có hại cho đời sống thủy
sinh . Các khối làm giảm lượng ánh sáng có thể xuyên qua nước , ảnh hưởng đến quang hợp và khả
năng hiển thị cho đời sống động vật . Hơn nữa, khi kết tủa lắng xuống , nó chăn lòng suối , phủ kín
phía dưới cư dân và nguồn thức ăn của họ.
Xử lý nước thải mỏ
Hình ảnh cho thấy một điểm trên không của một mỏ sâu hoạt động . Hình ảnh này liên kết đến các
mỏ sâu hoạt động một image.Today chi tiết hơn ' s ở trên tầng cao của Wheeling Creek theo quy
định nhà nước và liên bang cho xả nước thải từ mỏ. Hệ thống thoát nước mỏ axit phải được xử lý
để tăng độ pH và loại bỏ kim loại nặng trước khi thải ra một dòng nhận . Điều trị thường bao gồm
thêm các căn cứ mạnh mẽ , chẳng hạn như xút (NaOH , NaOH ) , soda ash (Na2CO3 , natri
cacbonat ) , hoặc vôi (CaO , canxi oxit, hoặc Ca (OH) 2 , canxi dihydroxide ) . Ảnh: Courtesy của
Tiến sĩ Ben Stout
Hình ảnh của một cơ sở điều trị thoát nước mỏ . Liên kết hình ảnh này cho một người image.Note
chi tiết hơn sự thay đổi màu sắc trong các ao xử lý hình bên phải. Nước có màu đỏ nơi nước thải
mỏ đi vào ao . Màu đỏ chỉ ra rằng hydroxit sắt kết tủa ra khỏi cột nước. Thông khí cơ học tăng tốc
quá trình này bằng cách làm cho oxy có sẵn hơn trong phản ứng 1 và 3 ở trên. Kết tủa sắt cuối
cùng lắng xuống đáy ao , chỉ định bởi các khu vực nơi nước màu đỏ chuyển sang màu xanh . Màu
xanh là kết quả của sự hiện diện của sulfat ( SO42- ) , natri (Na +) , và canxi (Ca2 +) các ion còn
lại từ các phản ứng trung hòa axit. Ảnh: Courtesy của Tiến sĩ Ben Stout
Các căn cứ được sử dụng trong việc điều trị các công việc thoát nước mỏ axit bằng cách trung hòa
tính axit của nước thải mỏ . Bởi vì họ là các căn cứ mạnh mẽ, họ ion hóa và hòa tan trong nước .
Ion kết quả hydroxit (OH - ) và cacbonat ( CO32 - ) kết hợp với hydro ion (H +) , đưa họ ra khỏi
dung dịch . Các sản phẩm kết quả là nước (H + + OH- < -> H2O ) và axit carbonic ( H2CO3 ) .
Các axit cacbonic là tương đối vô hại vì nó là một axit yếu và có thể được phân ly như nước và
carbon dioxide , như được mô tả trong hệ thống đệm bicarbonate dưới kiềm .
Độ cứng của nước và độ dẫn là chỉ số hữu ích của các hoạt động khai thác khoáng sản ở thượng
nguồn. Độ cứng của nước có thể cao hơn trong lưu vực với các mỏ đang hoạt động hoặc bị bỏ rơi.
Sắt II ( Fe2 + ) từ các phản ứng tạo ra axit và canxi (Ca2 +) từ phản ứng acid trung hòa có thể góp
phần cao hơn so với mức trung bình của độ cứng của nước . Ion còn lại của axit và phản ứng acid
trung hòa hiệu quả có thể làm tăng nồng độ muối, hoặc độ mặn, nước. Nồng độ muối lớn hơn , lớn
hơn độ dẫn điện của nước , mà làm cho dẫn một chỉ số rất hữu ích của các hoạt động khai thác
khoáng sản ở thượng nguồn.
2 trang
13660
Free
Bạn đang xem tài liệu "Đề tài Axit mỏ thoát nước", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- de_tai_axit_mo_thoat_nuoc.doc
