河南某金礦選礦廢水處理及循環(huán)回用研究

徐啟云

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建上杭 364200）

河南某金礦選礦廢水處理及循環(huán)回用研究

徐啟云

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建上杭 364200）

針對(duì)河南某金礦選礦廢水開展了水處理及循環(huán)回用研究。結(jié)果表明：采用混凝沉淀—氧化—曝氣工藝可有效降低廢水中的CODcr、SS。凈化后的選礦廢水作為該金礦浮選回用水，其選礦指標(biāo)與清水條件下的選礦指標(biāo)接近。

金礦；廢水處理；循環(huán)回用；混凝沉淀

河南某金礦采用全浮選工藝處理含金礦石，相比于全泥氰化浸出工藝，其選礦廢水主要來源于精礦及尾礦壓濾水、除塵、破碎系統(tǒng)洗礦水、設(shè)備冷卻水、廠房地面沖洗水及選礦生產(chǎn)過程中因“跑、冒、滴、漏”事故池排水等［1～3］，其具有來源復(fù)雜、排放量大、重金屬離子及固體懸浮物濃度高、殘余有機(jī)成分性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)［4］，如直接排放，勢(shì)必對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成直接和間接的傷害，所以，為了降低外排廢水對(duì)環(huán)境的壓力和提高回水的利用率，試驗(yàn)進(jìn)行了選礦廢水處理及循環(huán)回用研究工作，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)選礦廢水凈化處理，降低廢水中影響選礦指標(biāo)的有害成分的含量，使之滿足循環(huán)回用的要求，進(jìn)而提高選礦回水利用率、減少新鮮水量和尾礦庫負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)選礦清潔化生產(chǎn)［5］。

1 選礦工藝及選礦廢水的來源及特點(diǎn)

河南某金礦金選礦日處理量為360 t，全流程分為破碎系統(tǒng)、選礦選別系統(tǒng)和精、尾礦壓濾干堆系統(tǒng)。金礦選礦工藝為直接浮選法“一粗三精四掃”工藝獲得金精礦和浮選尾礦，金精礦和金尾礦進(jìn)行壓濾分別獲得產(chǎn)品和廢棄尾礦，而精礦、尾礦壓濾水、選廠衛(wèi)生用水、事故污水合并輸送至高位水池中，水池中的廢水經(jīng)自然沉降后經(jīng)管道輸送至破碎、浮選、沖洗用水管道中，不足的清水補(bǔ)自水源。金浮選過程中加的捕收劑為戊黃藥，金浮選活化劑為硫酸銅?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程及選礦廢水的產(chǎn)生、回用示意圖如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程及選礦廢水的產(chǎn)生、回用示意圖

由圖1可看出，現(xiàn)場(chǎng)選礦廢水主要來源于精礦壓濾溢流水、尾礦分級(jí)溢流水、清洗衛(wèi)生污水，通過對(duì)這三股水分別進(jìn)行查定和水質(zhì)分析所得結(jié)果見表1。

結(jié)合圖1和分析表1可看出，對(duì)總選礦廢水貢獻(xiàn)最大的為尾礦壓濾溢流，其主要的CODcr、BOD5以及SS等均超過了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978－1996的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，選礦廢水還具有起泡性好、總?cè)芄谈叩忍攸c(diǎn)。

2 試樣及方法

2.1 試樣

試驗(yàn)針對(duì)的樣品主要為生產(chǎn)礦樣和水樣。試驗(yàn)所用的生產(chǎn)礦樣原礦多元素分析結(jié)果見表2，而廢水水樣為現(xiàn)場(chǎng)總廢水輸送池水樣，其水質(zhì)分析結(jié)果見表3。

表1 各水樣水質(zhì)分析結(jié)果

表2 礦石的主要化學(xué)成分 %

表3 選礦總廢水水質(zhì)分析結(jié)果

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 混凝試驗(yàn)

分別往0.5 L廢水中加入同量的混凝劑，然后加入助凝劑PAM，在相同的攪拌條件下，靜置沉降30～40 min，觀察溶液沉淀效果，并取上清液測(cè)定其中的 CODcr、SS等。

2.2.2 氧化試驗(yàn)

取0.5 L選礦廢水經(jīng)投加一定量的氧化劑二氧化氯，在六聯(lián)攪拌器上進(jìn)行氧化試驗(yàn)，攪拌速度為350 r／min，攪拌時(shí)間為60 min，然后取上清液測(cè)定水體的pH、COD、SS等指標(biāo)。

2.2.3 曝氣試驗(yàn)

取2 L選礦廢水經(jīng)混凝沉降＋氧化處理放入4 L玻璃缸中，放入充氣泵進(jìn)行曝氣，曝氣時(shí)間分別是30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min，然后取樣化驗(yàn)水中CODcr等指標(biāo)。

2.2.4 選礦廢水回用

為了最大幅度地利用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的設(shè)施，減少現(xiàn)場(chǎng)投資和基建成本，擬定的選礦廢水回用方案為選礦廢水全循環(huán)回用方案，即總廢水經(jīng)過處理后經(jīng)高位水池回用至破、磨、浮選、清洗等各工段中。為了比較處理后選礦廢水對(duì)浮選的影響，選礦廢水回用浮選試驗(yàn)通過全流程閉路循環(huán)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，即浮選試驗(yàn)使用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的藥劑制度和浮選工藝，在實(shí)驗(yàn)室中通過六次大循環(huán)閉路試驗(yàn)（處理后的選礦廢水－金浮選閉路－產(chǎn)出選礦廢水處理－金浮選閉路）進(jìn)行模擬，試驗(yàn)過程中磨礦用水、浮選補(bǔ)加水、沖洗水均采用處理后的選礦廢水。

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 選礦廢水處理試驗(yàn)

3.1.1 混凝試驗(yàn)

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總廢水進(jìn)行了混凝沉淀試驗(yàn)，試驗(yàn)考察不同混凝劑對(duì)該金礦總選礦廢水中影響環(huán)境及選礦成分CODcr、SS的去除效果。分別往0.5 L廢水中加入3種同量的混凝劑，分別有FeSO4（0.1 g）、聚合硫酸鐵（0.1 g），聚合硫酸鋁（0.1 g），然后加入助凝劑 PAM（1 mg／L），在相同的攪拌條件下 （300 r／min），靜置沉降 30～40 min，觀察溶液沉淀效果，并取上清液測(cè)定其中CODcr、SS，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同混凝劑對(duì)廢水中影響因子去除效果

由圖2可看出，在相同用量條件下，硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁對(duì)CODcr的去除效果較差，但是對(duì)去除水中的SS有明顯的作用，沉降后SS可以控制15 mg／L以下，對(duì)比三種混凝劑對(duì)廢水中的CODcr、SS的去除效果，硫酸亞鐵對(duì)其去除率最高，同時(shí)形成礬花速度較快，沉降速度較快，水質(zhì)清亮，綜合考慮選擇采用硫酸亞鐵作為最適合混凝劑［6］。

3.1.2 氧化試驗(yàn)

采用硫酸亞鐵對(duì)該金礦選礦廢水進(jìn)行混凝沉淀處理，其廢水CODcr降低至872.1 mg／L左右，去除率54.48%，一段處理后的選礦廢水仍具有較高的有機(jī)藥劑殘余，尤其是具有較強(qiáng)的發(fā)泡性，直接回用至金浮選工段中易造成夾雜，不利于金精礦品位的提高。所以對(duì)一段混凝沉淀后的上清液進(jìn)行了氧化試驗(yàn)，試驗(yàn)考察不同氧化劑對(duì)水中殘余的藥劑成分氧化分解的效果如圖3所示。

曝氣是廢水處理中常用的一種氧化方式，可用來氧化和揮發(fā)水中的選礦殘留藥劑，曝氣的時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系到對(duì)水中污染物的氧化和揮發(fā)效果，本次試驗(yàn)針對(duì)曝氣時(shí)間對(duì)水中COD的去除進(jìn)行探索研究。取2 L選礦廢水混凝沉降＋氧化后液放入4 L玻璃缸中，放入充氣泵進(jìn)行曝氣，氣量為0.5 dm3／min，曝氣時(shí)間分別是 30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min，然后取樣化驗(yàn)水中CODcr，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖3 不同氧化劑對(duì)廢水中有機(jī)殘余的去除效果

圖4 不同曝氣時(shí)間對(duì)廢水指標(biāo)的影響

由圖3可看出，在相同用量條件下，不同氧化劑對(duì)一段處理后的選礦廢水中有機(jī)物殘余去除效果為：二氧化氯＞次氯酸鈣＞雙氧水。當(dāng)二氧化氯用量為25 mg／L時(shí)，CODcr去除率達(dá)到了58%左右，處理后的水體中CODcr為28.7 mg／L。

3.1.3 曝氣試驗(yàn)

由圖4可以看出曝氣處理水中的CODcr有一定的效果，適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)曝氣時(shí)間，能更好地降解水中CODcr，而且曝氣可以去除水中揮發(fā)酚、石油類等易發(fā)泡成分，經(jīng)過分析對(duì)比，最終確定最佳的曝氣時(shí)間為1 h，處理后的廢水CODcr濃度較低。

3.1.4 廢水處理連續(xù)試驗(yàn)對(duì)選礦廢水進(jìn)行連續(xù)處理試驗(yàn)，處理流程如圖5所示，處理后的水質(zhì)見表4。

表4 處理后水質(zhì)分析結(jié)果

由表4可看出，采用如圖5所示混凝沉淀—氧化—曝氣工藝處理選礦廢水，處理后選礦廢水CODcr降低至18.7 mg／L，其它成分均低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 廢水處理連續(xù)試驗(yàn)流程

3.2 選礦廢水回用試驗(yàn)

為了比較處理后選礦廢水對(duì)浮選的影響，選礦廢水回用浮選試驗(yàn)通過全流程閉路循環(huán)試驗(yàn)進(jìn)行相同藥劑制度和工藝條件下的平行對(duì)比，以浮選過程中回用水類型作為變量。閉路試驗(yàn)流程如圖6所示，所得指標(biāo)，見表5。

由表5可看出，未處理的選礦廢水直接回用至磨浮作業(yè)各工段中，在相同的工藝流程和藥劑制度條件下，金精礦產(chǎn)出品位和回收率較自來水條件下明顯降低，同時(shí)在閉路試驗(yàn)過程中，未處理的選礦廢水對(duì)選礦過程的影響主要表現(xiàn)在：粗選和精選泡沫發(fā)黏，中礦產(chǎn)率大，循環(huán)過程中精礦泡沫和品質(zhì)不規(guī)則地波動(dòng)等［7］。采用推薦水處理工藝處理后的選礦廢水回用至磨浮作業(yè)各工段中，全流程閉路試驗(yàn)可得到含Au 79.00 g／t、Au回收率為97.78%的金精礦，與清水條件下指標(biāo)吻合，表明推薦的水處理工藝可有效地消除影響選礦工藝穩(wěn)定性及指標(biāo)的影響因子。

圖6 不同回用水小型閉路試驗(yàn)流程圖

表5 不同回用水小型閉路試驗(yàn)指標(biāo)

4 結(jié) 論

1.河南某金礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)主要廢水為浮選工藝中產(chǎn)生的精礦、尾礦壓濾溢流，選礦廢水中主要影響因子為CODcr、SS，選礦廢水直接回用時(shí)，造成浮選過程中粗選和精選泡沫發(fā)黏，中礦產(chǎn)率大，循環(huán)過程中精礦泡沫和品質(zhì)不規(guī)則的波動(dòng)。

2.采用推薦的混凝沉淀—氧化—曝氣工藝處理選礦總廢水后，產(chǎn)出的凈化水中CODcr、SS、BOD5等影響選礦指標(biāo)及工藝穩(wěn)定性的影響因子均低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，通過小型閉路對(duì)比試驗(yàn)可看出，凈化水回用至浮選過程中，凈化水對(duì)浮選影響無影響，最終實(shí)現(xiàn)了選礦廢水全循環(huán)回用。

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Treatment and Cyclic Utilization of Mineral Processing Wastewater of a Gold Mine in Henan

XU Qi-yun
（Zijin Mining Group Co.，Ltd.，Shanghang 364200，China）

Mineral processing wastewater treatment and cyclicutilization of a gold mine in Henan province was conducted.The results show that technological process including coagulation sedimentation-oxidation-aeration can effectively reduce the concentration of CODcr，SSof the solution wastewater.Purified wastewater was used as recycled water in gold flotation operation.The indicators of beneficiation are closed to the ore dressing indexes by using tap water as recycled water.

gold mine；wastewater treatment；recycle；coagulation sedimentation

X758

A

1003－5540（2017）05－0058－04

徐啟動(dòng)（1982－），男，工程師，主要從事金、銀多金屬生產(chǎn)和環(huán)保管理工作。

2017－07－20