矿业开发产生低pH值、高SO₄^2-、高金属含量的酸性矿山废水(Acid mine drainage,AMD)未经处理直接排放,易酸化下游水体并严重影响水体中离子迁移转化。尤其是在贵州地区,锑、砷矿产资源丰富并且大小矿区较多,分布零散,采矿过程中排放的含锑、砷废水不易集中处理,对周边生态环境产生潜在危害。目前,国内外对于含锑、砷矿山废水的治理主要集中在运用零价铁、改性生物质炭等吸附剂吸附,而碳酸盐岩被动治理含锑、砷矿山废水研究甚少。碳酸盐岩被动治理技术主要运用于治理含高铁、锰、硫酸根的AMD。现有的吸附剂难以在满足水质要求的同时又兼顾经济性。因此,为寻求一种经济可行,实用高效的含铁、锑、砷酸性矿山废水处理方法,本论文尝试以中国西南地区广泛分布的碳酸盐岩以及被动治理技术的中和产物AMD次生铁泥为主要反应介质处理含铁、锑、砷酸性矿山废水。在工艺探讨和参数选取方面做了一些研究,并得出以下结论:1.不含铁的水溶液与碳酸盐岩发生中和反应对As和Sb的去除效果不明显。含铁水溶液经碳酸盐岩中和反应后,可诱导Fe与Sb、As共沉淀从水中去除,并且As和Sb的去除效果随Fe初始浓度升高而提升。在典型酸碱条件下(pH=3~9),随着pH值升高,次生铁泥对Fe的释放减少,对Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)的释放逐渐增大。AMD次生铁泥在中性或弱碱水溶液中的环境稳定性更好。2.酸性条件更有利于AMD次生铁泥对Sb(Ⅴ)、As(Ⅴ)的吸附。在酸性条件下(25℃,pH=6),Sb(Ⅴ)的最大拟合吸附量为6.784 mg/g,As(Ⅴ)的最大拟合吸附量为20.23 mg/g。Sb、As的去除主要依靠铁氧化物的络合配位作用实现,吸附过程具有有效吸附点位分布不规则的特点。在混合体系影响下,As相比于Sb表现出更强的结合力。3.水力停留时间越长越有利于碳酸盐岩提高AMD的pH,诱导Fe的氧化水解,产生更多AMD次生铁泥,促进As和Sb的去除。在不同水力停留时间条件下,As(Ⅴ)均比Sb(Ⅴ)更容易被去除。4.在两套垂直流-平行流串联系统中,1#系统(净填充碳酸盐岩)与2#系统(碳酸岩盐与AMD次生铁泥联用)均对提升pH有显著效果,中和作用主要靠碳酸盐岩稳定和持久的释碱。在pH值较低的环境下,AMD次生铁泥能有效吸附去除以阴离子存在的As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)。1#、2#系统运行前期(T<30 d),AMD中的Fe、Sb和As主要靠系统前端反应介质去除。运行30 d后,2#系统内AMD中的金属离子主要靠系统后端中和反应形成沉淀去除。总体上,1#系统对金属去除效果随时间延长逐渐提高。Fe去除率接近99.9%,Sb和As去除率分别在76%和93%左右;2#系统对金属去除效果随时间延长逐渐衰弱,Fe去除率达98%,Sb和As去除率分别在80%和90%左右。5.垂直流-平行流串联系统中的碳酸盐岩颗粒经中和反应后,其表面形成一层可吸附重金属的以针铁矿、纤铁矿和石膏为主要矿物相的AMD次生铁泥滤膜。且沉淀在装置内的AMD次生铁泥主要是以针铁矿、纤铁矿等结晶度较差的不定型水合氧化铁为主的团粒絮状结构沉淀,对金属离子均有较好的吸附效果。