选矿废水处理回用方法与工程应用

选矿废水处理回用方法与工程应用

李贺周玉海

四川里伍铜业股份有限公司四川九龙616200

摘要：选矿废水水量大，含较高浓度的悬浮颗粒、重金属离子和浮选药剂等有毒有害物质，直接外排会给农田、生态环境及人类身体健康带来很大风险。浓缩澄清、絮凝沉淀、中和沉淀和尾矿库自然降解等是我国目前选矿废水处理与回用的主要技术，但工程上还存在回用水水质水量不稳定、污染物累积、管道结垢、外排水部分污染物指标不能达标和二次污染等问题。研发低成本选矿废水处理新技术，加强矿山选矿废水管理，有助于实现矿山选矿废水零排放。

关键词：选矿；废水；回用；工程；应用

1选矿废水的来源与危害

1.1选矿废水的来源

洗矿、破碎与筛分、磨矿与分级、选矿、浓密（缩）、过滤、烘干和药剂配制及设备设施维修等选矿工艺单元中产生的废水统称为选矿废水，其中包括：1.洗矿废水，含大量泥沙和矿石颗粒；2.破碎系统废水，含颗粒物；3.设备冷却水，含油类污染物；4.药剂配制过程中产生的废水，含较多选矿药剂；5.浮选废水，含选矿药剂、重金属和悬浮物；6.尾矿库溢流水，含浮选药剂及其分解转化产物、硫化物、石油类和重金属等。选矿废水水量大，废水化学组成复杂（残留捕收剂、起泡剂、抑制剂、调整剂和絮凝剂等多种药剂），起泡性强，而且悬浮物、重金属离子、碱度、硬度等指标较高。

1.2选矿废水的危害

选矿废水中的镉、铬、铅、汞等重金属离子会污染水体和土壤，可在生物体内富集，并通过食物链危害人体健康。黄药类、硫醇类、氰化物和胺类等毒性较大的选矿药剂，对人类和水生动物有很强的毒性。黄药对人和温血动物的中枢神经系统、肝脏和肾脏具有很强的毒害作用。选矿废水中细小的悬浮矿粒与药剂形成胶体粒子而难以沉淀（或因水玻璃、碳酸钠等分散剂的分散作用），影响水体光照和水体复氧能力，使水体氧含量下降，进而影响水生生物的生长和繁殖。我国年产出选矿废水数亿吨，若不经处理直接排放到环境中，会严重污染环境。开发和应用选矿废水处理回用技术，对实现我国矿山可持续发展具有重要意义。

2选矿废水处理回用方法

洗矿、破碎、磨矿、磁选、重选和设备冷却等工艺单元产生的废水可采用简单的沉淀、浓缩和冷却等方法处理，直接回用相应工艺单元，对工艺影响较小。

2.1尾矿水处理后回用

尾矿水是指浮选产生的尾矿液或浆中的废水。部分选矿厂在厂内或厂区附近修建尾矿沉淀池或浓缩池，对尾矿液或浆进行沉淀或脱水处理，尾矿砂沉淀在池底部，澄清水由池中溢出返回选矿工艺单元再利用。如河东金矿选矿厂采用沉淀澄清法处理精矿浓密水和尾矿水，处理后的废水可循环回用。

2.2尾矿库溢流水直接回用

选矿废水与尾矿浆一起排入尾矿库后，通过挥发、生物降解、氧化、吸附、沉降及光降解等综合作用，其中的选矿药剂、重金属离子和悬浮颗粒物等污染物被去除或降低浓度。尾矿库溢流水水质比较稳定，水量大，可回用于磨矿、分级和浮选等单元，回水选矿指标与新水选矿指标较为接近。尾矿库溢流水多次回用使水中的重金属离子、有机药剂、微细悬浮颗粒油类和酚类等多种污染物累积，影响选矿指标或不能达标排放。如因油类等有机物的残留使回用水起泡性强，气泡附着矿泥较多，造成精矿品位和回收率明显降低。

2.3矿库溢流水净化回用

采用石灰乳调节澄清、絮凝沉淀和石灰脱稳—絮凝剂沉降等单一方法处理尾矿库溢流水能有效去除重金属离子，但难以去除浮选药剂而采用混凝沉降—活性炭吸附法。处理尾矿库溢流水能有效降低悬浮颗粒物、重金属离子和浮选药剂等污染物浓度，使回用水与新鲜水具有相当的选矿指标，但工艺比较复杂，运行成本较高。

2.4浮选废水分段直接回用部分

选矿厂将浮选工艺的精矿及尾矿浓缩溢流水或过滤水用泵输送到单独设置的水池中澄清，再直接回用到相应浮选池，即所谓的浮选废水分段直接回用浮选废水澄清后直接回用可降低选矿药剂消耗和废水处理成本，且不会对选矿指标造成过多影响。

3国内外选矿废水处理回用工程

3.1国外选矿废水处理回用工程概况

美国早在20世纪70年代就对矿山选矿废水的排放与处理有严格规定，并在大量工程试验和实践基础上，向选矿企业提供2类选矿废水处理回用技术。澄清、絮凝、过滤、化学沉淀和高密度污泥沉淀法等属于成熟的工程应用技术，这些技术在美国许多选矿企业得到应用，取得了良好的经济效益和环保效益。澳大利亚非常重视矿山水资源的可持续发展与管理问题，对矿山废水处理与回用提出了具体的管理措施和技术方法。2002年，澳大利亚矿山工艺废水回用率达44%，整个矿山平均废水回用率为25%，在中西南威尔逊金矿山的废水回用率高达80%。20世纪80年代，加拿大铜选矿厂的回水利用率达82%，铜、锌选矿厂回水利用率达61%-67%，在62个有色和黑色金属矿石选矿厂中，有35个实行循环水供水。日本三井会社鹿间选矿厂采用硫化钠沉淀、浮选回收选矿废水中的铜、锌和镉离子，将尾矿水返回铅－锌分离作业，充分利用废水中剩余的游离氰化物，减少了含氰废水量，用量减少了40%以上。日本丰羽选矿厂采用锌精矿浓密机溢流废水直接回用作为脱铅浮选、脱锌精选和锌精矿浓密机消泡用水，不仅使氰化物用量减少50%，而且漂白粉用量也减少了50%。

表1国内选矿废水处理回用工程实例

3.2国内选矿废水处理回用工程概况

目前，我们有两种方法可以利用和净化我们国家的废水处理。，工程实例见表１可见，我国矿山选矿废水处理回用技术还是以浓缩澄清、絮凝浓缩澄清、混凝中和沉淀、中和絮凝沉淀和尾矿库自然处理为主，吸附法（活性炭、石灰和铅锌矿石粉末等吸附剂）、氧化法（漂白粉、臭氧和双氧水等）和硫化物沉淀法等在工程中用的较少，因为运行成本比较高或工艺比较复杂。

4矿山选矿废水处理回用技术展望

上述选矿废水处理技术的工程应用在一定程度上缓解了矿山的选矿废水排放压力生态环境污染,但尾矿排水污染物指标的不标准,水的水质不稳定,多次重用回水中污染物的积累,伸缩管集对腐蚀和污泥二次污染的准备，以及高成本的组合工艺是面；面临的问题。解决问题还有待进一步开展相对应的工作。

4.1减少选矿废水产生

开发新型高效无毒或低毒性的浮选剂，而不是剧毒的浮选剂，如使用亚硫酸盐或硫化物而不是氰化物；开发自动控制系统以减少药物消耗；吸收或过滤材料再生技术57、低成本先进氧化技术和膜分离技术。

4.2加强矿山选矿废水管理

进一步完善矿山选矿污水处理标准体系和相关经济政策，实施相关法律规，加强矿产加工企业环保意识。对现有的废水处理再利用技术进行了技术、经济、可行性的评价，为企业提供了相应的技术服务。

参考文献

[1]彭新平，陈伟，吴兆清.硫化铅锌矿选矿废水处理与回用技术研究[J].湖南有色金属，2010.

[2]黄红军.广东某铅锌矿选矿废水资源化处理[J].矿产综合利用2012.