选矿废水处理及回用技术探讨

选矿废水处理及回用技术探讨

林远丰 林远长

紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿

摘要：选矿废水富含大量酸/碱溶液、固体悬浮物、重金属及浮选药剂残留物等组分,已成为矿山环境、水体及土壤污染的主要成因。目前，对于选矿废水的治理集中在两个技术方向:一是排放前进行内部处理，在净化水质达到国标后进行外排，二是对水质进行基本处理后进行回用，通过水资源的循环利用达到环境保护的目的。因此，选矿废水治理及回用技术的研究对改善选矿行业发展现状，提升环境保护质量具有重要意义。

关键词：选矿；废水处理；回用技术

1水玻璃去除技术

选矿厂在选矿工作时会采用水玻璃进行矿石分散处理，在去除水玻璃杂质过程中，可采用专用脱稳剂来使悬浮物沉降系数得到有效提升。部分企业使用絮凝法来对选矿废水进行处理，将脱稳剂加入待处理废水中，从而使水质pH值得以提升，再使用凝聚剂将水中悬浮物沉淀。上述物质产生化学反应后，处理的水质基本可达到国家废水排放标准。如果絮凝剂剂及脱稳剂的使用剂量正确，处理后的水具有去除水质重金属的作用。部分企业在处理废水过程中选用酸磷联合使用工艺，将废水快速搅拌并向其中注入硫酸磷（95%浓度），从而使水质pH值恢复为弱酸性，当水质pH值为6时将石灰乳注入其中，当水质pH值大于9时，废水中重金属离子及玻璃呈现絮凝状，此时在采用气浮法对有机物进行有效清除，从而达到清洁生产的目的。

2有机物去除技术

2.1混凝沉淀法

选矿废水中有机药剂的残留会使废水中COD严重超标，使用混凝沉淀法能够有效去除水中的悬浮物和重金属，一般用于对浓度较低的废液进行处理。在双电层、吸附架桥等一系列处理技术的作用下，水中的胶质能够集中沉淀为大颗粒的絮凝体。使用混凝沉淀法对废水进行处理时，要注意混凝剂的选择和应用。一般情况下，常用的混凝剂有三氯化铁和聚合硫酸铝等。在正确的工艺配置下，使用混凝沉淀法对水中有机物的去除效果理论上能够达到98%以上，符合我国废水治理排放标准。如使用pH－氧化混凝技术，对高碱性选矿废水中加入稀硫酸(浓度20%以下)，将废水pH值稳定在10左右，再向废水中边搅拌边加入硫酸亚铁混凝剂，经过混凝反应，废水氧化后基本能够使水质恢复到回用标准，实现废水零排放。图1为混凝沉淀法技术流程示意图。

2.2吸附法

一般情况下，吸附法采用活性炭等固体来对废水污染物进行。吸附处理大概可分为生物吸附及材料吸附。通常情况下，材料吸附采用活性炭当做吸附剂，生物吸附法采用有机微生物来对污染的水质进行吸附。部分企业将工业废渣当做吸附剂，对选矿废水做吸附处理工作，既能对废物进行回收利用，还能达到水质净化要求。还有部分企业采用混凝沉淀与活性炭进行吸附，先采用混合剂将水中的悬浮物进行沉淀，再采用活性炭吸附水中凝聚物质。吸附法具有净化率高、操作简单等优点，但活性炭吸附成本较高。在对废水进行处理过程中，企业应根据自身经济情况选择合理的处理方式。

2.3生物降解法

生物降解法是废水治理领域潜在的主流方向，一般情况下通过微生物的生物活性降解作用对水中重金属和其他有机物进行吸附降解。经实验验证，生物法对COD的净化率一般能够达到80%以上，同时对一些选矿药剂的净除效果能达到95%以上，具有良好的发展潜力。生物法处理效果基本能够达到国家净化标准，且对水质不会产生二次污染。但由于生物法技术尚不成熟，设备投资成本高，对部分污染物的治理能力有限，因此整体技术还有待开发。

2.4化学氧化法

在选矿废水的处理中，选矿药剂的选择与COD浓度有直接关。通常情况下属于可降解有机物。化学氧化法是可降解有机物的优化处理方式，主要处理原理是将强氧化剂加入沸水中，从而对水质进行有效氧化，通过水质氧化将有害物质转化为无毒物质，从而达到降解废水毒性的目的。化学氧化法在废水处理过程中具有出水质量高、反应迅速等优点，但药剂的用量对水质能够造成这些影响。因此，在水质处理过程中应选择科学合理的药剂配比，并以水质具体情况为依据进行废水优化，从而提升水质降解效果。

3重金属去除技术

3.1硫化法

选矿废水中重金属超标问题一直是治理的难点，如果不能保证对重金属离子的有效净除，水质就不能达到净化排放标准。硫化沉淀法的主要处理方式是通过在废水中加入硫化剂，对水中可溶性重金属进行硫化反应，进而使重金属离子以悬浮状态分离。常用的硫化剂包括硫化氢、硫化钠等，硫化沉淀法对水中的钴、汞等重金属离子的净除率非常高，并且废水处理后符合回用标准，可以进行循环利用。硫化法的特点包括净除率高、有利于进行回用循环等。但由于水中重金属的种类较多，硫化法无法对多种重金属进行有效的沉淀去除，需要依据水质污染情况选用不同的硫化剂进行分步沉淀，进而降低了净化效率，烦琐的步骤也不利于大规模推广，且硫化剂对水质本身也存在一定污染。

3.2沉淀法

中和沉淀法指的是将碱性中和剂加入水中，通过不同ph值的作用使水中氢氧化物产生沉淀反应，从而对金属废液中的偏酸性进行有效中和。氢氧化钙、氧化钙是常用的中和药剂。如企业内经济条件允许，可采用工业废渣或碱性废液对废除水质进行金属去除处理。中和剂可因地制宜的使用。经实验证明，碱性选矿废渣对重金属去除技术效果极佳，基本能够达到国家水质排放要求。中和沉淀法的优势是中和剂选择自由，能够选择工业废渣来净化，且具有沉淀速度快、性价比高、操作简单等优势。但如果处理方法不正确，会对水质造成再次污染，且多级沉淀法不应大规模进行推广。

3.3人工湿地法

人工湿地法是近年来基于湿地生态理论提出的运用自然净化方式对选矿废水进行处理的技术。通过微生物、动植物和自然修复能力的共同作用，对污水进行深度的联合净化。某企业通过大量种植芦苇和香蒲等植物对水体进行净化，经过长期观察，基本能够实现对废水中硼等杂质和重金属的净化，去除率接近50%，对于COD降解率可达92%以上，可直接用于回用循环。人工湿地法的出现为废水治理提供了全新思路，在未来有较好的发展空间。

4结语

综上所述，选矿厂排出的废水中包含大量重金属及选矿药剂，对周边的环境及水体造成了工业污染，不仅对水中的动植物生命安全造成影响，还会提升周边供水压力。因此，企业应以自身条件及废水污染情况为依据选择科学合理的治理方案，尽量选择与企业发展需求及经济条件相符的处理方案。提升废水处理与废水回用技术的质量，采用科学合理的技术对水玻璃、重金属及有机物进行高效处理，并以选矿药剂使用情况为依据对废水进行高效净化。

参考文献

[1]金属选矿废水处理现状及循环利用[J].卢绿荣,陈建华,张一兵.现代矿业.2018(02)

[2]选矿废水处理研究进展[J].侯春燕.化工设计通讯.2020(06)