酸性矿井水的环境问题
酸性矿井水仍然是全球矿区最严峻的环境问题之一。煤矿关闭后，危险的径流会持续50-100年之久，污染土壤、地下水和河流。这些腐蚀性溶液含有高浓度的硫酸以及铁、铝、镍、镉等危险金属。
锂属于第二类危险物质（高危物质），尤其难以处理。传统的矿井水处理方法无法将其从排水中彻底去除，而且需要耗费大量的资金和材料。因此，污染物的含量可能远远超过最大允许浓度。例如，酸性矿井水中的铁含量有时高达16000 MPC。
问题的历史和成因
由于煤矿资源枯竭、经济危机以及向石油和天然气的转型，全球煤矿关闭始于20世纪末。在俄罗斯，这个问题对老煤盆地的影响尤为严重，包括基泽尔盆地，那里企业清算不当导致了严重的环境污染。
污染的主要原因是废弃矿井的渗漏。流经煤层和黄铁矿层的水富含硫酸和各种金属，变成剧毒溶液。受损生态系统的恢复可能至少需要30年。
彼尔姆理工大学的创新技术
彼尔姆国立研究理工大学（PNRPU）的科学家们开发了一种全新的酸性矿井水处理方法。该技术已获得专利，不仅可以安全地中和危险的矿井水，还可以从中提取有价值的物质用于工业和农业。
该方法的工作原理分为两个阶段：
第一阶段，通过添加少量（体积比1-2%）10%的氨水溶液来去除贱金属。 2-3分钟内，会发生反应：金属离子与氨反应生成不溶性氢氧化物，这些氢氧化物会安全沉淀出来。沉淀后，这些沉淀物可用于工业生产，提取有价值的铁和铝化合物。
在第二阶段，排水中只剩下硫酸铵和氢氧化锂。碳酸铵用于中和锂，将这种危险元素转化为无害的碳酸锂沉淀。
“第一阶段，我们向有毒径流中加入少量（占总体积的1-2%）10%的氨水溶液，以去除贱金属。在这个浓度下，反应只需2-3分钟即可发生：金属离子与氨反应，生成不溶性氢氧化物沉淀，这种沉淀物是安全的。然后，我们将其与水分离，收集到专用沉淀池中。未来，这种沉淀物可用于工业生产，提取有价值的化合物，例如铁或铝。” 波兰国家铁路工程学院（PNRPU）供热、供气、通风、供水和卫生部门负责人、技术科学博士奥尔加·鲁奇基诺娃解释道。
实际成果及应用范围
本研究以基泽尔煤盆地的酸性矿井水为例进行。通过实验，科学家们确定了试剂的最佳浓度：每升水加入15-20毫升10%的氨水溶液，即可在2分钟内完成净化。
最终产品具有多种功能。这种含金属精矿在工业中用于生产各种材料。干燥的碳酸锂用于火箭发动机燃烧室的涂层，以及制造瓷器、搪瓷、釉料和底漆。
另一种方法是将锂与硫酸铵一起溶于纯净水中，制成即用型铵锂肥。这种肥料能有效改善农业植物的矿质营养。
与现有方法相比的优势
这项新型矿井水处理技术在几个关键特性上与现有方法显著不同：
— 多功能性：可同时去除重金属和轻金属
— 高效性：可将物质从2类危险品转化为4-5类（无害）物质
— 简便性：无需昂贵的试剂或复杂的设备
— 经济性：可提取有价值的物质，从而抵消成本
— 灵活性：既适用于固定式污水处理厂，也适用于矿井沟渠中的水处理
应用前景及对区域的重要性
彼尔姆理工大学开发的这项技术为俄罗斯乃至全球矿区面临的严峻环境问题提供了一套全面的解决方案。该方法能够将废弃矿井从危险源转变为资源中心，同时修复受损的生态系统。
这项技术的引入为以下领域开辟了新的机遇：
— 雷莫