河南某螢礦廢水處理及回用措施分析

趙瑋 劉小飛 宋紅春

（1 河南大學(xué) 河南開封 475004 2 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院 河南鄭州 450006）

螢石是一種重要的工業(yè)原料。螢石用作煉鋼的熔劑;鋁工業(yè)用的氟化鹽,用于熔解鋁礬土礦；在化工和石油工業(yè)上,螢石用來制取氫氟酸,合成碳氟化合物,用作空氣溶膠、推進(jìn)劑、冷凝劑等；螢石在玻璃和陶瓷工業(yè)作遮光劑；水泥工業(yè)作礦化劑[1,2]。

我國螢石資源豐富，主要分布在江西、浙江、貴州、河南、福建等省[3]，其儲(chǔ)量占全世界的23%。螢石浮選用水量及廢水產(chǎn)生量均較大，螢石礦選礦廢水具有高SS、高氟化物的特點(diǎn)，同時(shí)含有其他砷、六價(jià)鉻等重金屬，如外排則會(huì)對水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，對周邊群眾身體健康造成危害，同時(shí)也造成水資源的浪費(fèi)。河南某螢石礦結(jié)合螢石礦選礦工藝的特點(diǎn)，對選礦廢水進(jìn)行了合理的處理處置，實(shí)現(xiàn)全部選礦廢水的回用，對于此類選礦節(jié)水減排提供了借鑒和思路，對于實(shí)現(xiàn)螢石礦選礦的可持續(xù)發(fā)展有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 浮選工藝

采用二次破碎—二次粗選—三次掃選—六次精選、粗精礦集中返回再磨的浮選工藝，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60000t/a。加入的浮選藥劑有純堿、水玻璃、油酸等，其中純堿用作用作pH 調(diào)節(jié)劑，水玻璃用作抑制劑，油酸用作捕捉劑。浮選工藝流程如圖1 所示。

圖1 浮選工藝流程圖

2 選礦廢水產(chǎn)生源強(qiáng)

選礦廢水主要在精礦濃縮脫水和尾礦澄清過程中產(chǎn)生。螢石礦選礦廢水具有高SS、高氟化物的特點(diǎn)，同時(shí)含有其他砷、六價(jià)鉻等重金屬，如外排則會(huì)對水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，對周邊群眾身體健康造成危害。

2.1 精礦濃縮脫水

選礦選出的精礦含有大量的水, 必須先通過濃密、過濾才能達(dá)到出廠的精礦含水要求，濃縮過程中有廢水產(chǎn)生，本選廠精礦濃縮脫水過程廢水產(chǎn)量440t/d，廢水中含有選礦藥劑、重金屬和SS。

2.2 尾礦庫溢流水

尾砂漿排入尾礦庫后,在尾礦庫澄清。尾礦庫廢水需要核算3個(gè)方面水量，分別為入庫帶水量Q1、回水量Q2和損耗水量Q3，其中損耗水量包含了3 類，分別是沉積尾礦中滯留水量Q3-1、壩體和土壤滲透水量Q3-2和尾礦面上蒸發(fā)量Q3-3。這些水量之間的關(guān)系為Q1=Q2+Q3，Q3=Q3-1+Q3-2+Q3-3。結(jié)合核算和實(shí)際運(yùn)行情況，本選廠尾礦庫溢流水產(chǎn)量924.1t/d。本項(xiàng)目入庫水量為1097t/d，損耗量為172.9t/d，澄清回流量為924.1t/d。

尾礦澄清水污染物主要是SS、石油類及氟化物等，尾礦澄清水水質(zhì)詳見表1。

表1 尾礦庫澄清廢水水質(zhì)

3 選礦廢水回用措施

3.1 選礦廢水的處理措施

由于浮選藥劑中水玻璃對尾礦中的二氧化硅有很強(qiáng)的吸附性，加上礦漿濃度較細(xì)，很難在尾礦庫直接沉降，直接造成精礦濃縮脫水和尾礦庫澄清水不能滿足回用要求。因此需要處理后才可回用[4]。對選礦廠廢水的處理，常用沉淀、氧化、電滲析、離子交換、活性炭吸附、浮選等方法，本選廠采用以聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁為主的高效混凝劑的混凝沉淀的方法對尾礦庫澄清水進(jìn)行處理后回用于選礦。實(shí)踐表明，混凝處理可基本滿足浮選回用水對水質(zhì)要求。

3.2 選礦廢水回用措施

濃密機(jī)脫水后產(chǎn)生的精礦濃縮脫水通過管道輸送至尾礦庫，在尾礦庫澄清后混凝處理進(jìn)入回水池，由回水池再通過管道浮選作業(yè)作補(bǔ)加水。

3.3 尾礦庫溢流水回用措施

本選廠尾礦庫澄清水排水采用排水井－排水涵管－連接井—水涵管－混凝處理－回水池的方式。

尾礦庫下游回水池容量0.88×104m3，在距離西北側(cè)壩體外坡約10m處，標(biāo)高102m，尾礦庫中的水通過排水井和排水管排入該回水池中。庫內(nèi)澄清水經(jīng)混凝處理后排入回水池經(jīng)過沉淀后回用于選礦作業(yè)。

4 節(jié)水減排經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益用兩種不同的核算方法，并按照1364.1t/d，每年企業(yè)運(yùn)行300d 計(jì)算。處理后做選好回用水，代替開采地下水，經(jīng)濟(jì)效益分析見表2。

表2 節(jié)水經(jīng)濟(jì)效益分析

4.2 環(huán)境效益

節(jié)水環(huán)境效益表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是避免廢水外排對周邊水環(huán)境的污染影響，每年可減少的污染物排放量見表3。二是減少地下水開采量，避免對地下水水水資源產(chǎn)生影響，與此同時(shí)可減少地下水開采中的能源消耗。環(huán)境效益顯著。

表3 節(jié)水污染物減排效益分析

5 結(jié)語

螢石是一種重要的工業(yè)原料，采用二次破碎—二次粗選—三次掃選—六次精選、粗精礦集中返回再磨的工藝進(jìn)行浮選。選礦廢水主要是在精礦濃縮脫水和尾礦澄清過程中產(chǎn)生，具有高SS、高氟化物，同時(shí)含有其他砷、六價(jià)鉻等重金屬的特點(diǎn)。通過向選礦廢水添加高效混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處置后廢水回用于選礦作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的零排放，達(dá)到了節(jié)水減排的效果，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益突出。

[1]非金屬礦工業(yè)手冊.北京:冶金工業(yè)出版社,1992,734-737.

[2]黃國智,甘經(jīng)超.螢石選礦研究現(xiàn)狀及實(shí)踐[J]. 礦冶,1995,4(1):37-43.

[3]鮑榮華,劉偉.我國螢石資源利用狀況及對策研究[J].國土資源情報(bào)，2013,11:20-24.

[4]張立業(yè)，王爾新，張?zhí)旎?混凝沉淀法處理螢石浮選廢水工程[J].承德石油高等?？茖W(xué)校校報(bào)，2009，09:33-16.