金属采掘冶炼：污染高能耗的挑战及优化方案

金属是制作首饰、衣服纽扣、拉链等的主要材料，主要包括贵金属材料金、银、铂等，非贵金属材料铜、锌等和首饰焊接用金属合金材料等。它们都属于有色金属。虽然用于首饰制作的金属只占一部分，但其对环境的影响不能忽视。有色金属冶炼行业同印染纺织行业一样都是高能耗高污染产业，主要的能源消耗包括煤等燃料和电力，燃料燃烧过程中会产生大量的含有重金属的空气污染物，并排放大量二氧化碳。在有色金属湿法冶金过程中也会消耗大量的水资源，其产生的废水中含有大量重金属，根据其不同的冶炼技术还会产生其他污染物。此外，金属开采后对矿区的环境影响也是十分严重的，不仅破坏了当地的生态环境，对矿区的地质、土壤、植被、地下水造成严重影响，同时危害了矿区居民的身体健康。

金属开采和冶炼过程中会产生大量含有重金属的废水。从金矿中提取金、银一般都要经过选矿流程，最后用混汞法、氰化法等方法提取。混汞法是汞对金银润湿表面后，向其内部扩散得到含有金银的汞膏，使金银从矿浆中和其他金属化合物、脉石中分离，再提取金银和回收汞，就可以得到较高纯度的金银。此种方法排放的废水中含有较多的汞及其化合物，必须经过净化处理后再进行排放，否则会大面积毒化江河湖海，破坏水产资源，甚至影响人体健康。1953—1956年，在日本发生的水俣病就是汞中毒的案例，我们应该以此为戒。氰化法是用氰化物（KCN或NaCN）溶液浸出矿石中的金银，然后再从浸出液中提取金银的方法。硫氰酸盐废水一般是从各种硫化矿选矿工艺中采用氰化浸出时产生的，它本身没有毒性，但它是一种隐形杀手，其作为化学需氧量的一种以COD的形式排放，在国内目前没有单独的硫氰酸盐排放标准。硫氰酸盐在水中通过紫外线辐射、重金属离子和氧化物分解可释放出CN-离子，造成二次污染，虽然硫氰酸盐的毒性小，但其在酯类中溶解度大，对生物作用强。

金属冶炼过程产生的废气能够严重污染大气环境。金属冶炼过程产生的废气中主要有燃烧产生的一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、汞重金属等污染物，此外，还有不同冶金工艺中产生的重金属污染物，如铜、锌、汞等。铜锌等主要存在于冶炼干燥、备料过程产生的含尘废气、工业炉窑烟气、环保通风烟气、电解槽等散发的硫酸雾、制酸尾气以及规模小、技术落后的金银矿石、锌铜矿石冶炼中。混汞法中使用的汞液若不能得到有效的回收利用，将会使大量的汞排放到环境中。废气中的重金属会严重污染大气环境，当它们被吸附到一定颗粒物上便成为雾霾的组成部分。此外，重金属还会随着雨水落到地表，进而污染土壤、地表水和地下水，其具有很强的持久性，可以通过食物链影响人体健康。(www.xing528.com)

矿区开发会造成严重的生态破坏。矿山开发产生的生态环境问题十分严重，开采活动不仅对矿山的环境产生污染，还对矿山地质造成严重影响。无论是露天矿还是地下矿区，如果开采活动产生的废气、废水和废渣没有得到妥善处理，会造成矿区周围土壤和水体大面积污染，大量重金属物将进入土壤、地表水和地下水，对生态环境安全、动植物生长和人体健康造成威胁。采矿过程中的能量交换和物质转移是影响矿山地质环境条件的主要原因，开采活动强烈地改变了矿区地表环境和地下环境的条件及应力状态，从而可能会引发各种地质灾害，如地震、滑坡、地面沉陷、坍塌、煤与瓦斯突出和水突等问题，无疑会对周围居民生活安全造成威胁。