我國(guó)銻采選行業(yè)廢水治理技術(shù)研究

明 揚(yáng)，趙志龍

（北京礦冶研究總院，北京 100160）

我國(guó)銻采選行業(yè)廢水治理技術(shù)研究

明 揚(yáng)，趙志龍

（北京礦冶研究總院，北京 100160）

銻礦屬于有色金屬中的小金屬礦種。隨著我國(guó)銻的總需求量和總產(chǎn)量都在逐年增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境的污染也隨之加劇。銻采選過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，是造成水體污染的來(lái)源之一。銻采選過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的廢水，其中影響最大的污染物為銻、砷、鉛、鎘、鋅等重金屬，如果處理不當(dāng)，將污染地表水、土壤、地下水及農(nóng)作物，造成不可逆的危害。本文在研究我國(guó)銻采選行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、生產(chǎn)工藝及廢水特點(diǎn)的的基礎(chǔ)上，介紹了國(guó)內(nèi)銻采選行業(yè)廢水的主要治理技術(shù)，并提出筆者關(guān)于銻采選行業(yè)的一些展望。

銻采選；廢水；治理技術(shù)

1 我國(guó)銻采選行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

銻是一種灰色金屬，在自然界中主要存在于輝銻礦（Sb2S3）中。銻被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，主要用于生產(chǎn)合金、阻燃劑及催化劑，也用于顏料和印刷行業(yè)等。銻礦產(chǎn)資源較多的國(guó)家有中國(guó)、泰國(guó)、俄羅斯、玻利維亞、南非、塔吉克斯坦、美國(guó)等，銻金屬產(chǎn)量較大的國(guó)家是中國(guó)、俄羅斯、南非、塔吉克斯坦、澳大利亞及玻利維亞。

我國(guó)銻礦儲(chǔ)量及銻金屬產(chǎn)量均居世界的第一位，銻礦儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的37.6%，銻金屬產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的90%。

2 銻采選生產(chǎn)工藝

（1）銻采礦生產(chǎn)工藝。我國(guó)銻礦開采均采用地下采礦方式，其采礦工藝為首先進(jìn)行井下開拓和礦房采準(zhǔn)切割，然后通過(guò)鑿巖、爆破等手段將礦石崩落并進(jìn)行回采，采出礦石經(jīng)裝載設(shè)備運(yùn)至選礦廠。廢石盡量在井下運(yùn)輸充填空區(qū)不出坑，出坑廢石及采礦表土送排土場(chǎng)堆存。采用充填法采礦工藝還需利用選礦尾礦對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填處理。采礦方法主要包括空?qǐng)龇?、留礦法、充填法和崩落法。根據(jù)礦體賦存條件，不同的采礦方法具有不同的回采率、貧化率以及資源利用率指標(biāo)。我國(guó)銻采礦生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 我國(guó)銻采礦工藝流程圖

（2）選礦工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)。根據(jù)銻礦石的類型、礦物組成、礦物構(gòu)造和嵌布特性等理化性質(zhì)作為條件來(lái)選擇選礦方法，同時(shí)考慮其他有價(jià)組分含量、銻冶金技術(shù)的要求以及最終經(jīng)濟(jì)效益等因素。銻選礦方法主要有手選、重選、重介質(zhì)選、浮選等。我國(guó)大部分銻選廠采用手選法獲得塊礦提高原礦入選品位。部分銻選廠還采用重介質(zhì)選礦，配合采用浮選工藝。極少數(shù)銻選廠直接采用單一的浮選法或重選法。針對(duì)不同的銻礦采用不同的手選、浮選、重選聯(lián)合選礦流程是我國(guó)銻礦選礦工藝的特點(diǎn)之一。我國(guó)銻選礦生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖2。

3 銻礦采選廢水特點(diǎn)

銻礦采選過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要有采礦廢水及選礦廢水。采礦過(guò)程的廢水主要有井下涌水、鑿巖抑塵水、井下充填泌水及廢石場(chǎng)淋溶水；選礦過(guò)程的廢水主要為尾礦庫(kù)溢流水及選礦廢水，選礦廢水主要有選廠濕式除塵廢水、地面沖洗水以及尾礦庫(kù)廢水。銻采選廢水中主要的污染物有：COD、SS、銻、砷、鉛、鎘、鋅等。

圖2 我國(guó)銻選礦工藝流程圖

4 我國(guó)銻礦采選廢水處理技術(shù)

（1）吸附法。吸附法廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、焦炭、活化煤、沸石以及鋼渣等。吸附法處理廢水，可以采用工業(yè)生產(chǎn)中的廢料作為吸附劑，其具有貨源充足、價(jià)格低廉，不僅成本較低，而且可達(dá)到以廢治廢的目的等特點(diǎn)，但此方法通常只適用于處理水量小、有害金屬含量較低的廢水。①活性炭對(duì)銻的吸附?；钚蕴烤哂兄苽鋪?lái)源廣、吸附性能好的特點(diǎn)，在有機(jī)物和金屬去除領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。②鐵氧化物對(duì)銻的吸附。鐵氧化物對(duì)陰離子配位體的吸附包括專性吸附及非專性吸附。專性吸附涉及到被吸附的配位體對(duì)鐵氧化物表面羥基的取代。

（2）石灰中和法。石灰中和法（LDS）通過(guò)向廢水中投加石灰，使重金屬離子與羥基反應(yīng)，生成難溶的氫氧化物沉淀、分離。石灰中和法對(duì)重金屬離子的去除率很高（大于98%），基本可處理除汞以外的所有重金屬離子；對(duì)水質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、石灰就地可取、價(jià)格低廉、廢水處理費(fèi)用低。但該技術(shù)處理后出水濁度較高，過(guò)濾脫水性能差，組成復(fù)雜，含重金屬品位低，綜合回收利用與處置較難，容易造成二次污染。石灰中和法適用于處理銻采選過(guò)程中產(chǎn)生的含重金屬離子砷、銻等有害成分的綜合廢水。

（3）高濃度泥漿法。高濃度泥漿法（HDS）是常規(guī)低濃度石灰法的革新和發(fā)展。高密度泥漿法是由北京礦冶研究總院、江西銅業(yè)集團(tuán)公司和加拿大國(guó)際發(fā)展公司PRA合作完成的。高濃度泥漿法具有簡(jiǎn)單實(shí)用、管理方便、基建和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服和解決了石灰法的結(jié)垢嚴(yán)重、污泥密度低，操作環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。

（4）鐵鹽混凝沉淀法。石灰—鐵鹽法通過(guò)向廢水中加石灰乳（Ca（OH）2），并投加鐵鹽。將pH調(diào)整至9～11，去除廢水中的As、F、Cu、Fe等離子。該法沉淀反應(yīng)必須在中性或徽堿性條件下進(jìn)行，為保持溶液呈中性或徽堿性，石灰的用量應(yīng)適當(dāng)。此法的優(yōu)點(diǎn)是除砷效果好，工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，操作方便。缺點(diǎn)是砷渣過(guò)濾困難。該方法適用于去除釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、錫、汞、鉛、鉍等。一般適用于含砷、含氟廢水，可以使除汞之外的所有重金屬離子。

（5）離子交換樹脂法。離子交換法是利用廢水中的重金屬離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換，使廢水中重金屬濃度降低，得以凈化的方法。該方法主要用于含重金屬?gòu)U水的深度處理及回用。離子交換法的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)處理要求簡(jiǎn)單、工藝成熟、出水水質(zhì)穩(wěn)定、設(shè)備初期投入低及運(yùn)行成本較低。此法的缺點(diǎn)是操作復(fù)雜煩瑣；自動(dòng)化操作難度大，投資高；需要酸堿再生，存在環(huán)境污染隱患；細(xì)菌易在床層中繁殖，且離子交換樹脂會(huì)長(zhǎng)期向純水中滲溶有機(jī)物；在含鹽量高的區(qū)域，運(yùn)行成本高。離子交換樹脂對(duì)廢水中的重金屬離子的選擇性分離效率遠(yuǎn)高于化學(xué)沉淀法，可以更好地實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的處理和回收，降低重金屬離子進(jìn)入環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，避免處理重金屬?gòu)U水時(shí)產(chǎn)生的大量污泥。

（6）膜技術(shù)。膜技術(shù)是一種常見(jiàn)的廢水處理方法，其原理是使某些種類的分子選擇性的透過(guò)，與此同時(shí)可以阻擋其他種類的分子。膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以去除水中的多種污染物，如細(xì)菌、無(wú)機(jī)鹽和重金屬等。膜分離分為兩類：低壓膜分離（微濾）、超濾以及高壓膜分離（納濾和反滲透）。①反滲透廢水深度處理技術(shù)。反滲透廢水深度處理技術(shù)是為提高水的重復(fù)利用率，對(duì)不含有毒有害物質(zhì)的一般生產(chǎn)廢水進(jìn)行深度處理，使處理后水質(zhì)達(dá)到工業(yè)循環(huán)水的標(biāo)準(zhǔn)，回用于循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。此法的優(yōu)點(diǎn)是先進(jìn)、穩(wěn)定、有效的除鹽，工藝簡(jiǎn)單、操作方便、易于自動(dòng)控制、無(wú)污染、運(yùn)行成本低，原水含鹽量較高時(shí)對(duì)運(yùn)行成本影響不大。此法的缺點(diǎn)是預(yù)處理要求較高、初期投資較大。該技術(shù)脫鹽率達(dá)到75%，出水懸浮物濃度低于5mg/L，適用于銻冶煉企業(yè)污水處理站廢水的深度處理。②微濾、超濾。微濾一般不單獨(dú)使用，常與混凝、絮凝技術(shù)相結(jié)合，作為去除混凝體的手段。微濾孔徑在0.1-1μm之間，一般被用來(lái)去除細(xì)菌和懸浮顆粒物。超濾孔徑一般在0.0003-0.1μm之間，可以用來(lái)去除膠體、病毒和一些蛋白質(zhì)。超濾根據(jù)膜的孔徑和溶質(zhì)分子的大小進(jìn)行篩分，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的分離、截留和濃縮。膜性質(zhì)、產(chǎn)水率、滲透通量和原水水質(zhì)，如砷銻濃度、水溫、pH值、共存陰陽(yáng)離子等因素都會(huì)影響超濾膜的除砷效果。微濾、超濾的處理效率可維持在較高水平，但膜的制備成本高，操作程序復(fù)雜，處理規(guī)模較小，運(yùn)行過(guò)程中要時(shí)時(shí)監(jiān)控出水水質(zhì)，以免膜突然失效。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）建議制定銻采選行業(yè)重金屬?gòu)U水的監(jiān)管措施和方法，加強(qiáng)銻采選行業(yè)工藝、設(shè)備及重金屬?gòu)U水的監(jiān)管力度，提升銻采選行業(yè)重金屬?gòu)U水的監(jiān)管能力。

（2）銻采選行業(yè)以源頭控制、過(guò)程控制、末端防控、環(huán)境影響評(píng)價(jià)法律法規(guī)為主線，以銻采選行業(yè)重金屬?gòu)U水為研究對(duì)象，根據(jù)銻采選行業(yè)的污染特點(diǎn)、環(huán)境污染特征，結(jié)合我國(guó)“十一五”和“十二五”立項(xiàng)的關(guān)于重金屬?gòu)U水研究相關(guān)課題中取得的成果，構(gòu)建銻采選行業(yè)重金屬?gòu)U水污染綜合防治政策、標(biāo)準(zhǔn)體系。

［1］許光眉.石英砂負(fù)載氧化鐵（IOCS）吸附去除銻、磷研究［D］.長(zhǎng)沙湖南大學(xué)，2006.

［2］王淑玲.中國(guó)銻資源現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題探討［J］.世界有色金屬，2001，（8）.

Research on W astewater Treatment Technology in Antimony Selecting Industry in China

M ING Yang，ZHAO Zhi-long
（Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，Beijing 100160，China）

The antimony deposit belongs to the smallmetal non-ferrousmetalminerals.With China's antimony aggregate demand and output increasing year by year，the pollution to the environment is also increasing.Thewastewater produced in the process of selecting Antimony is one of the sources of water pollution.The great pollutants produced in selecting antimony are antimony，arsenic，lead，cadmium，zinc and other heavy metals.If not handled properly，the pollution of surface water，soil，groundwaterand crops，will cause irreversibledamage.This paper introduces domestic antimony selecting industry from wastewater based on the development situation of the selecting antimony industry，production process and characteristics ofwastewater and also puts forward some prospect for the industry.

antimonymining and dressing；wastewater；control technology

X703

A

2095-980X（2015）08-0064-02

2015-07-13

明揚(yáng)，男，碩士，工程師，主要從事有色金屬礦山、冶煉環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。