2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——礦山廢水資源化學(xué)處理與減排技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不是典型煤礦礦井水的特征？（A）A.堿度高，pH值通常大于8.0B.懸浮物含量高C.含有較高濃度的Fe2?,Mn2?等金屬離子D.可能含有煤塵和瓦斯2.對(duì)于處理含高濃度Ca2?,Mg2?的堿性礦山廢水，最常用的化學(xué)方法是（B）A.聚合氯化鋁混凝沉淀B.石灰石或石灰中和C.膜分離技術(shù)D.活性炭吸附3.在酸性礦山排水（AMD）處理中，使用鐵鹽（如FeCl?）進(jìn)行混凝沉淀，其主要去除的污染物是（C）A.堿性物質(zhì)B.有機(jī)污染物C.懸浮物和部分重金屬離子D.氧化物4.下列化學(xué)處理方法中，主要利用吸附劑表面活性位點(diǎn)與污染物發(fā)生化學(xué)鍵合或靜電作用的是（B）A.混凝沉淀B.吸附技術(shù)C.中和反應(yīng)D.氧化還原反應(yīng)5.為了提高化學(xué)混凝效果，常向廢水中投加活化劑，對(duì)于鐵鹽混凝劑，常用的活化劑是（A）A.氧化劑（如氯氣、臭氧）B.堿劑（如NaOH）C.聚合劑D.凝聚劑6.在選礦廢水中，黃藥（R-SNa）等陽(yáng)離子捕收劑主要用于（A）A.促進(jìn)有用礦物顆粒的浮選B.去除廢水中的重金屬C.中和廢水酸性D.混凝沉淀懸浮物7.礦山廢水資源化利用的主要意義不包括（D）A.減少新鮮水取用，緩解水資源短缺B.降低廢水排放量，減少環(huán)境負(fù)荷C.降低廢水處理成本D.提高礦山生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率8.礦井水中通常含有一定濃度的甲烷（CH?），將其回收利用有助于實(shí)現(xiàn)（C）A.廢水pH值的升高B.懸浮物濃度的降低C.減少溫室氣體排放，產(chǎn)生能源D.提高水中溶解氧含量9.采用膜分離技術(shù)處理礦山廢水時(shí)，若要去除色度較高的有機(jī)物，常選用（B）A.微濾（MF）B.超濾（UF）或納濾（NF）C.反滲透（RO）D.電滲析10.下列哪種方法通常不適用于處理高鹽度的礦山廢水？（D）A.化學(xué)沉淀法B.蒸發(fā)濃縮C.反滲透法D.生物處理法二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.礦山廢水中常見(jiàn)的陰離子污染物包括________、________、________等。2.化學(xué)混凝處理中，投加的混凝劑通常為_(kāi)_______鹽或________鹽。3.中和酸性礦山廢水時(shí)，為提高反應(yīng)速率和效率，常采用________中和方式。4.吸附法處理廢水后，吸附劑失去吸附能力需要通過(guò)________或________等方法進(jìn)行再生。5.礦山廢水資源化利用的途徑主要包括________和________兩個(gè)方面。6.為減少酸性礦山廢水的產(chǎn)生，可在采礦和選礦環(huán)節(jié)采用________技術(shù)。7.廢水化學(xué)處理過(guò)程中，選擇處理方法需綜合考慮廢水的________、________、________以及處理目標(biāo)和成本等因素。8.某些重金屬離子（如Cr??）具有毒性，化學(xué)處理常采用________或________方法將其轉(zhuǎn)化為毒性較低的形態(tài)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.酸性礦山排水（AMD）2.氧化還原反應(yīng)3.聚合氯化鋁（PAC）4.資源化利用5.溫室氣體減排四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述化學(xué)混凝處理礦山廢水的原理及其影響因素。2.與傳統(tǒng)化學(xué)處理方法相比，膜分離技術(shù)處理礦山廢水有哪些優(yōu)點(diǎn)和局限性？3.礦山廢水排放前，通常需要進(jìn)行哪些方面的水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)？4.在礦山生產(chǎn)過(guò)程中，可以采取哪些措施來(lái)減少?gòu)U水化學(xué)處理的需求？五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述選擇化學(xué)處理方法時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。2.闡述礦山廢水化學(xué)處理與資源化利用、減排技術(shù)相結(jié)合的重要性及面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.D*解析思路：煤礦礦井水通常因煤系地層中含有硫酸鹽，或礦井排水過(guò)程中溶解巖石中的硫鐵礦等，導(dǎo)致水呈酸性，pH較低，且懸浮物含量高，可能含有Fe2?,Mn2?。瓦斯主要是指煤礦井下涌出的可燃?xì)怏w，不是礦井水的主要化學(xué)特征。2.B*解析思路：堿性礦山廢水主要問(wèn)題是pH過(guò)高，需降低pH值。石灰石（CaCO?）和石灰（CaO/氫氧化鈣）是廉價(jià)的堿性物質(zhì)，通過(guò)中和反應(yīng)可以有效降低廢水pH。3.C*解析思路：鐵鹽（如FeCl?）在水中水解生成氫氧化鐵膠體，具有吸附和混凝作用，可以有效去除廢水中的懸浮物（泥沙等）。同時(shí)，鐵離子也能與某些重金屬離子形成沉淀或絡(luò)合物，起到一定的協(xié)同去除效果。4.B*解析思路：吸附技術(shù)是利用吸附劑（如活性炭、樹(shù)脂、無(wú)機(jī)吸附劑）具有的巨大比表面積和表面活性位點(diǎn)，通過(guò)物理吸附（范德華力）或化學(xué)吸附（化學(xué)鍵合、離子交換）等方式，將廢水中的污染物吸附到其表面，從而實(shí)現(xiàn)凈化。5.A*解析思路：鐵鹽混凝效果受pH影響較大，在中性或堿性條件下效果最佳。投加氧化劑（如氯氣、臭氧）可以將亞鐵離子（Fe2?）氧化成高鐵離子（Fe3?），顯著提高混凝效果，因?yàn)楦哞F離子水解生成的氫氧化鐵膠體更穩(wěn)定，吸附能力更強(qiáng)。6.A*解析思路：黃藥是常用的陽(yáng)離子捕收劑，其分子中的陽(yáng)離子部分（R-SNa）帶正電荷，能吸附在呈疏水性（表面有疏水基團(tuán)）的有用礦物顆粒表面，使其親水性降低，從而更容易附著在氣泡上，實(shí)現(xiàn)礦物與脈石的選擇性分離。7.D*解析思路：礦山廢水資源化利用的主要意義在于節(jié)約水資源、減少環(huán)境污染、降低處理成本。提高礦山生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行效率通常屬于礦山生產(chǎn)優(yōu)化范疇，而非廢水處理的主要環(huán)境或經(jīng)濟(jì)效益。8.C*解析思路：礦井水中甲烷是溫室氣體，其溫室效應(yīng)遠(yuǎn)高于二氧化碳。回收利用礦井水中的甲烷，可以將其作為能源使用，同時(shí)減少了這種強(qiáng)效溫室氣體的排放，符合減排要求。9.B*解析思路：微濾（MF）主要去除懸浮物。超濾（UF）能去除膠體、大分子有機(jī)物和部分離子。納濾（NF）能去除二價(jià)及以上離子、小分子有機(jī)物和色素。反滲透（RO）能去除幾乎所有的溶解性鹽類和絕大部分有機(jī)物。對(duì)于去除色度較高的有機(jī)物，UF、NF或RO通常比MF更有效。10.D*解析思路：高鹽度廢水對(duì)許多化學(xué)處理方法（如沉淀、生物處理）和物理方法（如蒸發(fā)）存在挑戰(zhàn)?；瘜W(xué)沉淀法可能產(chǎn)生大量高鹽沉淀物。蒸發(fā)法能耗高。反滲透法存在膜污染和濃水處理問(wèn)題。生物處理法通常對(duì)高鹽度廢水不適用，因?yàn)楦啕}會(huì)抑制微生物活性。二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.酸性物質(zhì)（或硫酸鹽），重金屬離子，選礦藥劑*解析思路：酸性礦山廢水主要特征是酸性（硫酸鹽型常見(jiàn)）和高重金屬。選礦過(guò)程會(huì)使用大量選礦藥劑（如黃藥、氰化物等）。2.鐵，鋁*解析思路：常用的混凝劑是鐵鹽（如FeCl?,FeSO?）和鋁鹽（如Al?(SO?)?,PAC）。3.連續(xù)*解析思路：與間歇中和相比，連續(xù)中和（如采用中和槽或管道中和）可以更均勻、穩(wěn)定地控制出水pH，提高處理效率和自動(dòng)化水平。4.替換，再生*解析思路：吸附飽和后，吸附劑需要再生。常用的物理方法是加熱脫附或減壓解吸；化學(xué)方法是使用化學(xué)溶劑或溶液（如酸、堿、鹽溶液）洗脫吸附的污染物，使其恢復(fù)吸附能力。5.回用，生產(chǎn)產(chǎn)品*解析思路：廢水回用于礦山生產(chǎn)過(guò)程（如選礦、冷卻水）是典型的資源化。將廢水或處理后的副產(chǎn)物（如鹽泥）用于生產(chǎn)建材（如水泥、磚塊）等也是資源化利用的途徑。6.減少暴露，覆蓋，隔離*解析思路：AMD主要來(lái)源于含硫礦物氧化。減少暴露（如廢石堆整形覆蓋）和隔絕空氣（如用水覆蓋）可以抑制氧化反應(yīng)，從而減少酸性廢水的產(chǎn)生。7.特性，處理目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性*解析思路：選擇處理方法必須基于對(duì)廢水水質(zhì)（成分、濃度、水量等）的特性分析，明確處理目標(biāo)（如處理標(biāo)準(zhǔn)、回用要求），并考慮處理技術(shù)的效果、運(yùn)行成本、維護(hù)費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)性因素。8.化學(xué)沉淀，化學(xué)氧化還原*解析思路：對(duì)于毒性高的Cr??，化學(xué)沉淀法（如加堿生成氫氧化鉻沉淀）或化學(xué)氧化還原法（如還原劑將Cr??還原為毒性較低的Cr3?后沉淀）是常用的處理技術(shù)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.酸性礦山排水（AMD）：指礦山開(kāi)采活動(dòng)（尤其是露天開(kāi)采或廢石堆放）導(dǎo)致含硫礦物（如黃鐵礦）在氧氣和水的作用下氧化，產(chǎn)生酸性水，并溶解巖石中的金屬，形成的具有強(qiáng)酸性、高金屬離子濃度的污染水。2.氧化還原反應(yīng)：指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物中某些元素的氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)。在廢水處理中，常利用氧化還原反應(yīng)去除有毒有害物質(zhì)（如用氯氧化氰化物、用臭氧氧化有機(jī)物）或改變污染物形態(tài)（如將Fe2?氧化為Fe3?以利于混凝沉淀）。3.聚合氯化鋁（PAC）：一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，主要由鋁鹽（如明礬）與氯氣、石灰等反應(yīng)制得。具有pH適應(yīng)范圍寬、形成的絮體大而密實(shí)、沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)，常用于處理中低濁度、低色度廢水。4.資源化利用：指將廢物（包括廢水）作為資源進(jìn)行再利用的過(guò)程，旨在減少資源消耗、降低環(huán)境污染、提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于礦山廢水，資源化利用主要包括廢水回用和生產(chǎn)有價(jià)產(chǎn)品。5.溫室氣體減排：指減少向大氣中排放溫室氣體的行為。在礦山領(lǐng)域，主要指減少礦山活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體，如酸性礦山排水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO?、CH?的減排或回收利用，以及降低廢水處理過(guò)程中的能耗等。四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述化學(xué)混凝處理礦山廢水的原理及其影響因素。*解析思路：化學(xué)混凝原理是投加混凝劑，使其在水中水解或電離產(chǎn)生帶電的膠體粒子（如氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體），這些膠體粒子通過(guò)吸附水中懸浮物、架橋作用等方式，將細(xì)小、分散的顆粒聚集起來(lái)，形成較大的絮體，并在重力作用下沉降分離。影響因素包括：混凝劑種類和投加量、pH值、水溫、水力條件（攪拌速度、混合時(shí)間）、水中鹽類濃度（干擾離子）等。2.與傳統(tǒng)化學(xué)處理方法相比，膜分離技術(shù)處理礦山廢水有哪些優(yōu)點(diǎn)和局限性？*解析思路：優(yōu)點(diǎn)：分離效率高，可截留細(xì)微顆粒、膠體、細(xì)菌甚至部分鹽分；過(guò)程簡(jiǎn)單，通常無(wú)相變，能耗相對(duì)較低；可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定；占地面積小。局限性：膜易污染，需要定期清洗或更換，增加運(yùn)行成本；對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高，需預(yù)處理；膜材料可能被某些化學(xué)物質(zhì)（如油類、強(qiáng)氧化劑）破壞；設(shè)備投資較高。3.礦山廢水排放前，通常需要進(jìn)行哪些方面的水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)？*解析思路：檢測(cè)指標(biāo)通常包括：pH值、懸浮物（SS）、化學(xué)需氧量（COD）或生化需氧量（BOD）、濁度、色度、溶解氧（DO）、總硬度、主要陰離子（如SO?2?,Cl?）、主要重金屬離子（如Cd2?,Cr??,Pb2?,Hg2?,As3?）濃度、選礦藥劑（如黃藥、氰化物）殘留量、總磷（TP）、總氮（TN）等，具體項(xiàng)目依據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)確定。4.在礦山生產(chǎn)過(guò)程中，可以采取哪些措施來(lái)減少?gòu)U水化學(xué)處理的需求？*解析思路：措施包括：源頭控制，如改進(jìn)采礦方法減少巖塵和有害礦物暴露；優(yōu)化選礦工藝提高選礦效率、減少藥劑消耗；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)減少跑冒滴漏；對(duì)廢石堆、尾礦庫(kù)進(jìn)行有效管理（如覆蓋、淋溶水收集處理）；回收利用生產(chǎn)過(guò)程中的廢水（如選礦循環(huán)水）；采用干法或半干法選礦技術(shù)替代濕法選礦等。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述選擇化學(xué)處理方法時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。*解析思路：選擇化學(xué)處理方法需綜合考慮：①?gòu)U水特性：分析水質(zhì)（pH、濁度、懸浮物、COD、BOD、金屬離子種類與濃度、選礦藥劑等），這是方法選擇的基礎(chǔ)。例如，高濁度廢水優(yōu)先考慮混凝沉淀，高COD含有機(jī)物廢水可考慮Fenton氧化或吸附。②處理目標(biāo)：是達(dá)標(biāo)排放還是回用？回用對(duì)水質(zhì)要求更高，可能需要多級(jí)處理。例如，回用于選礦需要保證水質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)有害殘留物。③處理效果：預(yù)期去除率、出水水質(zhì)能否滿足標(biāo)準(zhǔn)。④經(jīng)濟(jì)性：包括藥劑成本、設(shè)備投資、運(yùn)行電耗、維護(hù)費(fèi)用等。例如，對(duì)于大規(guī)模處理，PAC可能比活性炭經(jīng)濟(jì)。⑤技術(shù)成熟度與可靠性：優(yōu)先選擇成熟可靠的技術(shù)。⑥環(huán)境影響：處理過(guò)程是否產(chǎn)生二次污染（如污泥處理、藥劑殘留）。⑦現(xiàn)場(chǎng)條件：場(chǎng)地、水量、氣候等。實(shí)例：處理含高濃度Cu2?的酸性廢水，可先中和調(diào)節(jié)pH，再投加PAC混凝去除部分懸浮物和部分Cu2?，最后可能需要采用離子交換