新疆某銅鉛鋅礦尾礦廢水回用的試驗(yàn)研究

王學(xué)猛，原懷保（洛陽(yáng)理工學(xué)院，河南洛陽(yáng) 471023）

新疆某銅鉛鋅礦尾礦廢水回用的試驗(yàn)研究

王學(xué)猛，原懷保
（洛陽(yáng)理工學(xué)院，河南洛陽(yáng) 471023）

針對(duì)新疆某礦業(yè)公司選廠用水的實(shí)際和尾礦廢水的性質(zhì)，通過(guò)調(diào)節(jié)廢水的pH值到10.5，然后再分別加入硫酸鋁、聚丙烯酰胺進(jìn)行沉淀和絮凝，硫酸鋁和絮凝劑（聚丙烯酰胺）的用量分別為40 mg／L和0.5 mg／L，最后再經(jīng)過(guò)200 mg／L的活性炭吸附。經(jīng)此處理后的尾礦廢水用于原礦的實(shí)驗(yàn)室選別，對(duì)選廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)無(wú)任何不良影響。該廢水的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)處理過(guò)程，可作為選廠全部回用尾礦廢水時(shí)所需藥劑和設(shè)備選型、計(jì)算的依據(jù)。

銅、銅、鋅礦；絮凝劑；沉淀劑；活性炭；尾礦；廢水

新疆某礦業(yè)有限公司，是浙江某礦業(yè)集團(tuán)有限公司的全資子公司，位于新疆哈巴河縣西北約40 km的薩爾朔克一帶，屬新疆自治區(qū)的阿勒泰地區(qū)。礦業(yè)有限公司主產(chǎn)鉛精礦、鋅精礦和銅精礦，目前公司的原礦處理能力為原礦1 000 t／d，年處理原礦25萬(wàn)t。原礦的處理流程為：礦石經(jīng)破碎、球磨后，先進(jìn)行銅鉛混合浮選，得到的銅鉛混合精礦再進(jìn)行銅鉛分選，分別得到銅精礦、鉛精礦。銅鉛混合浮選、掃選過(guò)程之后的礦漿，進(jìn)行鋅精礦的浮選，鋅精礦浮選之后的尾礦打入尾礦庫(kù)，尾礦庫(kù)澄清的尾礦廢水目前沒(méi)有被利用。選礦流程為銅鉛混選，再分選產(chǎn)出銅精礦、鉛精礦，混選尾礦進(jìn)行選鋅產(chǎn)出鋅精礦。

目前，選礦廠每天需補(bǔ)充新水3 616 t／d，尾礦廢水回用較少。這是由于一旦在浮選系列大量使用選礦廠排放的尾礦廢水，將會(huì)使選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)重惡化，鉛鋅銅的回收率大為降低，銅鉛精礦的互含升高，使精礦的經(jīng)濟(jì)價(jià)值減少。另一方面，考慮到該礦業(yè)公司位于中國(guó)西部，周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境十分脆弱，出于保護(hù)選廠周?chē)淖匀画h(huán)境，減少或消除礦山開(kāi)采過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境影響的目的，新疆環(huán)保部門(mén)對(duì)選礦廠的環(huán)保提出更為嚴(yán)格的要求，選礦廠尾礦庫(kù)中的廢水，不允許排入周?chē)乃担仨氀h(huán)利用。否則，該礦業(yè)公司將被關(guān)停。所以，對(duì)尾礦庫(kù)中的選礦廢水的性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出經(jīng)濟(jì)可行的廢水處理方案，為設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行尾礦廢水的全部回用提供設(shè)計(jì)依據(jù)就顯得很是必要和關(guān)鍵［1～6］。

1 選廠原礦及廢水性質(zhì)

該礦業(yè)公司的原礦破碎后，先采用銅鉛混選，產(chǎn)出銅鉛混合精礦后，再進(jìn)行分選產(chǎn)出銅精礦、鉛精礦，尾礦再進(jìn)行鋅浮選產(chǎn)出鋅精礦。選礦過(guò)程中所用藥劑及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分別見(jiàn)表1和表2。

表1 藥劑用量表g／t

表2 近期生產(chǎn)時(shí)的精礦產(chǎn)率及成分%

原礦氧化率見(jiàn)表3，由表3可知：該礦業(yè)公司處理的原礦石是具有較小氧化程度的多金屬硫化礦石。

表3 原礦氧化率

在外排尾礦廢水的構(gòu)成中，來(lái)自銅精礦的固液分離廢水，合計(jì)158.2 t／d，占尾礦廢水排放的4.5%，來(lái)自鋅精礦的固液分離廢水345.7 t／d，占外排廢水的9.9%，來(lái)自鉛精礦的固液分離廢水100 t／d，占外排廢水的2.9%，來(lái)自尾礦的廢水2 872 t／d，占82.6%。以上廢水在尾礦庫(kù)澄清后，流入尾礦庫(kù)回水池，尾礦庫(kù)回水池中的廢水成分見(jiàn)表4。借鑒類(lèi)似廢水處理的經(jīng)驗(yàn)［7～9］，既將尾礦庫(kù)外排廢水全部回用，代替選礦廠的新鮮補(bǔ)充水，又不影響選礦廠的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，就是本研究的目的。試驗(yàn)中，金屬元素成分的化驗(yàn)是用AA－6300C原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量的，COD是用CM－02臺(tái)式水質(zhì)測(cè)定儀測(cè)定，選礦對(duì)比試驗(yàn)是在XFD系列單槽浮選機(jī)0.5L、1 L、3 L的浮選機(jī)中進(jìn)行的，試驗(yàn)原礦取自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

表4 尾礦庫(kù)廢水成分

2 試驗(yàn)方法及結(jié)果

在綜合考慮選礦流程中工藝用水的要求、水處理藥劑的價(jià)格及方便購(gòu)買(mǎi)等方面的情況的基礎(chǔ)上，初步擬定的選礦中尾礦庫(kù)廢水的處理流程為：先用稀硫酸將廢水的pH值由11.5調(diào)整到10.5，而后直接進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)，后續(xù)處理的第一步是在廢水溶液中添加硫酸鋁進(jìn)行沉淀，沉淀之后用絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行絮凝，最后再對(duì)處理液進(jìn)行活性炭的吸附處理。處理后的廢水最后進(jìn)行原礦的選別試驗(yàn)，以考察其對(duì)選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的影響。在這些廢水的處理過(guò)程中，著重考察了硫酸鋁的用量、絮凝劑的用量、活性炭的用量等因素對(duì)選礦廢水處理指標(biāo)的影響。

2.1 硫酸鋁用量的影響

不同硫酸鋁用量下的凈化效果試驗(yàn)見(jiàn)表5。表中的數(shù)據(jù)是不同濃度的硫酸鋁在加入廢水中，攪拌后靜置沉淀30 min中后，取上清液化驗(yàn)而得到的結(jié)果。鑒于廢水中重金屬離子鉻的含量較低，不是廢水處理過(guò)程中的關(guān)鍵因素，所以對(duì)上清液不考查鉻離子的變化情況，只重點(diǎn)考察鉛、鋅、銅等元素的變化情況。由表5可知，當(dāng)硫酸鋁的用量在40 mg／L時(shí)，溶液中的重金屬離子就達(dá)到較低的水平，水質(zhì)也較清。

表5 不同硫酸鋁用量的凈化試驗(yàn)結(jié)果mg／L

2.2 絮凝劑用量的試驗(yàn)

在做不同絮凝劑（聚丙烯酰胺）用量的條件試驗(yàn)時(shí)，固定硫酸鋁的用量40 mg／L，絮凝劑加入后攪拌30 min，靜置90 min，取上清液化驗(yàn)。鑒于上清液中鋅、銅、鉻等重金屬離子濃度較小，對(duì)上清液重點(diǎn)考察鉛金屬離子的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，在絮凝劑的用量為0.5 mg／L時(shí)，除廢水中的COD略有增加外，重金屬離子鉛就可達(dá)到很好的去除效果。

表6 不同絮凝劑的用量試驗(yàn)mg／L

2.3 活性炭的用量試驗(yàn)

活性炭的用量試驗(yàn)見(jiàn)表7。

表7 不同活性炭的用量試驗(yàn)mg／L

由表7可知，在活性炭用量200 mg／L，攪拌30 min，靜置90 min，取上清液分析，即可達(dá)到理想的重金屬離子及COD凈化效果。

2.4 選礦對(duì)比試驗(yàn)

為了考查按上述流程處理后的尾礦廢水對(duì)選礦各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的影響，為此在實(shí)驗(yàn)室分別用新鮮水和上述處理后的廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的選礦對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。由表8的試驗(yàn)結(jié)果可知，使用處理后的尾礦廢水的實(shí)驗(yàn)室選礦廢水進(jìn)行的選礦試驗(yàn)，與用新水所得的精礦的回收率十分接近，金屬品位甚至還略高于使用新鮮水的品位。這表明選礦中的尾礦庫(kù)廢水經(jīng)中和調(diào)節(jié)pH值、加硫酸鋁沉淀和絮凝劑混凝、活性炭吸附處理后，各種對(duì)選礦指標(biāo)產(chǎn)生不利影響的因素，得到完全消除或有效控制。所以，該礦業(yè)公司尾礦廢水的再利用，能夠以此試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行后續(xù)的設(shè)備選型或配置，以便尾礦庫(kù)中的廢水盡早全部得到利用。

表8 選礦對(duì)比試驗(yàn)%

3 結(jié) 論

新疆某礦業(yè)公司中的尾礦中的廢水，在用稀酸調(diào)節(jié)到pH值為10.5后，用硫酸鋁進(jìn)行沉淀，沉淀時(shí)硫酸鋁的濃度為40 mg／L，然后用絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行絮凝，絮凝時(shí)聚丙烯酰胺的濃度為0.5 mg／L，最后用活性炭吸附，吸附時(shí)活性碳的濃度為200 mg／L。經(jīng)此處理后的尾礦廢水可以完全回用于選廠，不會(huì)對(duì)選廠的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)生不良影響。廢水處理的試驗(yàn)結(jié)果可作為尾礦廢水完全回用時(shí)設(shè)備和藥劑選型、定量的依據(jù)。

［1］ 嚴(yán)群，韓磊，賴(lài)蘭萍，等.鉛鋅礦選礦廢水凈化回用工藝的試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)礦業(yè)，2007，16（9）：57－64.

［2］ 邱廷省，羅仙平，陳衛(wèi)華，等.提高會(huì)東鉛鋅礦選礦指標(biāo)的試驗(yàn)研究［J］.金屬礦山，2004，（9）：34－36.

［3］ 羅仙平，謝明輝.金屬礦山選礦廢水凈化與資源化利用現(xiàn)狀與研究發(fā)展方向［J］.中國(guó)礦業(yè)，2006，15（10）：51－56.

［4］ 袁增偉，孫水裕，趙永斌，等.選礦廢水凈化處理及回用試驗(yàn)研究［J］.水處理技術(shù)，2002，28（4）：232－234.

［5］ 繆建成，王方漢，胡繼華.南京鉛鋅銀礦廢水零排放的研究與實(shí)踐［J］.金屬礦山，2003，（8）：56－58.

［6］ 孫水裕，繆建成，劉如意，等.選礦廢水凈化處理與回用的研究與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.環(huán)境工程，2005，23（1）：7－9.

［7］ 馬耀平.銅川礦區(qū)礦井廢水處理回用工程設(shè)計(jì)［J］.給水排水，1998，24（2）：39－41.

［8］ 孫水裕，謝光炎，寧尋安，等.硫化礦浮選廢水凈化與回用的研究［J］.有色金屬，2001，（4）：33－37.

［9］ 王建斌，劉運(yùn)杰.某浮選廠廢水凈化回用的試驗(yàn)研究與工業(yè)實(shí)踐［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2003，（1）：14－17.

The Reusing Study of W aste W ater in the Tailing Pond of Copper Lead Zinc Ores in Xinjiang

WANG Xuemeng，YUAN Huaibao
（Luoyang Institute of Science and Technology，Luoyang 471023，China）

The reusing research experiments have been conducted according to water－related requirements by the mineral processing plant of some Mining Co.，Ltd and the characters of waste water in the tailing ponds.The experiment results show that the pH values of tailing waste water were first adjusted to 10.5.Then the aluminum sulfate and polyacrylamide were used to precipitate and flocculate respectively.The amounts of aluminum sulfate and polyacrylamide were 40 mg／L and 0.5 mg／L.At last，the 200 mg／L activated carbons were used to absorb impurity ion.The economic and technical indicators have no obvious differences when above treatments water and fresh groundwater were used to make contrastive experiments respectively.The experimental results can be used to calculate regents and decide all related kinds of equipmentswhen the whole tailing waste water are completely used in themineral processing plant of Xinwangmining Co.，Ltd.

copper lead zinc ores；flocculant；precipitator；activated carbon；tailings；waste water

X758

A

1003－5540（2017）03－0064－03

2017－03－26

王學(xué)猛（1971－），男，講師，主要從事有色金屬鉛鋅冶煉研究工作。