選礦廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

（哈密博倫礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839103）

現(xiàn)階段，國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展速度持續(xù)加快，一些全新的技術(shù)開始得到應(yīng)用，環(huán)境保護(hù)也成為了大家關(guān)注的重點(diǎn)。從礦產(chǎn)資源開采的角度來看，廢水、廢氣、廢渣的產(chǎn)生是無法避免的，其對環(huán)境造成的破壞也較為嚴(yán)重，在礦山廢水中含有的毒害物質(zhì)是較多的，而且需要長時間才能分解，這就使得環(huán)境受到嚴(yán)重的侵害。而毒害物質(zhì)進(jìn)入到人體后則會使得染色體發(fā)生變化，新生兒殘疾、畸形的概率明顯增加。礦山廢水未經(jīng)處理就直接排放的話，對環(huán)境、人體造成的傷害將是更為嚴(yán)重的。因此相關(guān)企業(yè)必須要對此有清晰的認(rèn)知，通過切實(shí)可行的技術(shù)來對礦山廢水進(jìn)行處理。

1 選礦廢水的來源

對礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采時產(chǎn)生的全部外排水統(tǒng)稱為選礦廢水，常見的有尾液、溢流水、濾液等。從我們國家的實(shí)際情況來看，礦石資源的品質(zhì)并不是很高，在選礦時采用的工藝也相對復(fù)雜，而這就使得選礦廢水的產(chǎn)生量大幅增加，其中含有多種類型的重金屬離子，而且固定懸浮物、浮選殘留藥劑的是含量也是較高的。對于礦山企業(yè)來說，必須要對礦山廢水治理工作予以重視，選擇合適的技術(shù)來保證治理效果達(dá)到預(yù)期。

2 選礦廢水及其主要污染物

對選礦廢水進(jìn)行分析可知，其主要包括三類，即選礦工藝排水、尾礦池溢流水、礦場排水。選礦廢水存在大量的污染物，常見的包括懸浮物、酸堿、重金屬離子、分散雜質(zhì)、硫酸鹽、氯化物等，如果采用礦石浮選方法的話，還會產(chǎn)生一定量的有機(jī)浮選藥劑、無機(jī)浮選藥劑，此外還包括酚、胺、膦等污染物[1]。

3 選礦廢水中污染物的危害性分析

在展開選礦工作時，無論采用何種方法，選礦廢水均會產(chǎn)生，而且礦石不同，在對其進(jìn)行處理的過程中產(chǎn)生的選礦廢水也存在差異，尤其是污染物有明顯的區(qū)別。采用礦石磁選方法的話，懸浮物的產(chǎn)生量是較大的，而采用浮選方法的話，選礦藥劑、重金屬離子則是主要的污染物。如果選礦廢水沒有得到有效處理的話，礦區(qū)周邊環(huán)境必然會受到一定程度影響，而且精礦質(zhì)量也難以得到保證。

3.1 對環(huán)境的危害

有些選礦廢水呈現(xiàn)為強(qiáng)酸性，有些則為強(qiáng)堿性，如果未經(jīng)有效處理就直接排放至河流中，那么水質(zhì)必然受到很大影響，水生動植物將難以生存。在選礦廢水中，重金屬元素的含量是較高的，其對動植物健康造成的影響非常大，如果進(jìn)入人體的話，則會導(dǎo)致健康受損。在浮選廢水中會殘留一定量的浮選藥劑，比方說，殘留的黃藥處于酸性環(huán)境中就會發(fā)生自然分解，而產(chǎn)生的CS2會嚴(yán)重破壞周邊環(huán)境。再比方說，磷礦選礦廢水直接排入水體的話，則會使得pH值明顯升高，這樣一來，微生物生長就會受到一定程度抑制，而且磷元素則會使得水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀況。若想使得礦區(qū)周邊的環(huán)境能夠得到有效的保護(hù)，必須要尋找到切實(shí)可行的措施來保證選礦廢水得到有效處理。

3.2 金屬離子的影響

在選礦廢水中存在一定量的金屬離子，這是因?yàn)槭褂玫倪x礦藥劑本就含有金屬離子，進(jìn)行礦石磨礦時也會導(dǎo)致金屬離子產(chǎn)生。

如果未能對金屬離子進(jìn)行有效處理的話，礦漿的pH值就會出現(xiàn)變化，浮選效果也就難以達(dá)到預(yù)期。部分金屬離子會和浮選藥劑產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致藥劑用量增加，有些則會和藥劑結(jié)合起來，并覆蓋于礦粒的表面，這樣就會使得捕收劑的作用難以發(fā)揮出來。比方說，對選礦廢水中存在的黃藥予以清除時，選擇亞鐵沉淀法能夠起到良好作用，在亞鐵離子增多后，黃藥含量有明顯的降低，由此可知，亞鐵離子的數(shù)量過多的話，會導(dǎo)致浮選效率變得較為低下[2]。

4 礦山廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展

4.1 酸堿中和法

我們國家的礦石品位呈現(xiàn)出較低的狀態(tài)，因而進(jìn)行選礦時就會發(fā)生主組分的分離，帶來的結(jié)果就是選礦尾液中含有的酸性氫離子、重金屬離子大幅增加。在對其進(jìn)行處理時，酸堿總中和法的應(yīng)用是較為常見的，也就是將石灰、電石泥、煉鐵廢渣等摻入到廢水當(dāng)中，這樣可以使得氫離子中和目標(biāo)達(dá)成，確定廢液實(shí)際的pH值、沉淀物溶解狀況后，通過逐步沉淀、分離的方法來實(shí)現(xiàn)重金屬離子的去除。酸堿中和法具有明顯的優(yōu)勢，其工藝操作非常的方便，不需要投入太多的運(yùn)行成本，可以對大量廢水進(jìn)行處理，而且適應(yīng)性是相對較強(qiáng)的，然而其也存在不足，那就是設(shè)備、管壁會結(jié)垢，進(jìn)而導(dǎo)致二次污染出現(xiàn)。所以說，在對此種方法予以實(shí)際應(yīng)用時，應(yīng)該要將其和絮凝沉降法、氧化法等進(jìn)行聯(lián)合使用，這樣可以保證處理效果更為理想。比方說，德興銅礦在對酸堿廢水進(jìn)行處理時采用的方法是將一定量的石灰摻入到堿性廢水中，進(jìn)而和酸性廢水進(jìn)行混合，此種處理方式能夠避免管路發(fā)生結(jié)鈣問題，而且處理能力有大幅提高，每天能夠處理的酸性水達(dá)到1萬m3，而處理的堿性水則高達(dá)2.5萬m3，而且其中的污染物含量和國內(nèi)現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)是相符合的，達(dá)標(biāo)率超過了85%，每年能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到600萬人民幣。

4.2 混凝沉淀法

在煤氣化廢水中含有的有機(jī)物是較多的，而且降解的難度非常大。這些有機(jī)物在水體中呈現(xiàn)出懸浮狀態(tài)、膠體狀態(tài)，采用傳統(tǒng)沉淀法予以去除的話，效果達(dá)不到預(yù)期，為了改變此種狀況，應(yīng)將適量的混凝劑、助凝劑摻入沉淀池中，經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬髣t可使得有機(jī)物無法保持懸浮狀態(tài)，經(jīng)過絮凝、聚集，小分子懸浮物就會變?yōu)榇箢w粒，進(jìn)而減速沉降，采用固液分離方法可將懸浮物、色度之類的污染物予以有效去除。從煤氣廢水的處理情況來看，使用混凝劑可以使得處理效果更為理想，對各種污染物的處理效率能夠有大幅提升。對有機(jī)、無機(jī)絮凝劑進(jìn)行合理搭配，能夠使得除油率明顯提高，可以達(dá)到85.5%，而固溶體則會明顯降低，只有25.9mg/L。

在萃取脫酚煤氣廢水中，單元酚、多元酚的實(shí)際含量是較高的，而酚類物質(zhì)屬于工業(yè)副產(chǎn)品，因而要通過有效措施對其進(jìn)行回收，這樣可以使得廢棄物的利用率大幅提高，而且廢水具有的可生化性也能夠得到提升。在現(xiàn)階段，溶劑萃取技術(shù)的應(yīng)用是較為普遍的，通過其能夠?qū)訌U水進(jìn)行有效處理，脫酚率最高可以達(dá)到99%。

在對此種方法予以實(shí)際應(yīng)用時，酚可以在萃取劑中有效溶解，如此一來，就可使得酚類物質(zhì)真正實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，和廢水也就能夠分離。若想保證脫酚效果更為理想，必須要保證選用的萃取劑是最為合適的，簡單來說，萃取劑應(yīng)該要具有較高的萃取效率，能夠?qū)崿F(xiàn)油水分離，揮發(fā)、乳化應(yīng)該是較低的，不會造成二次污染，同時應(yīng)該具有較高的性價比。在對氣化廢水進(jìn)行脫酚處理的過程中，可以使用的萃取劑包括了苯、重苯、輕油、異丙醚等。在現(xiàn)階段，煤氣化工藝呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢，而且氣化廢水必須要達(dá)到既定指標(biāo)后才可以出水，而這使得萃取劑的選用必須要慎重。不少的專家針對萃取脫酚工藝展開了深入研究，而萃取劑選用則是研究的主要方向。比方說，哈爾濱氣化廠選用的萃取劑為異丙醚，效果是明顯的，揮發(fā)酚的回收率高達(dá)96%，而非揮發(fā)酚也能夠達(dá)到58.1%至63.5%間。另外來說，萃取劑的再生溫度是較低的，這就可以避免水解的發(fā)生，如果pH值在5至8間的話，通過異丙醚進(jìn)行萃取可以使得出水中含有的酚物質(zhì)大幅降低，濃度在100mg/L以下。萃取劑選擇甲基異丁基甲酮的話，酸性環(huán)境中的萃取效率會有明顯提升，可以達(dá)到93%。在對煤氣化酚類廢水進(jìn)行萃取分離是常見的，此種方法不需要占用大量土地，設(shè)備投入也不大，可以使得酚類物質(zhì)的回收率大幅提高，但其也存在弊端，那就是萃取劑殘留難以避免。

4.3 氧化法

進(jìn)行選礦工作時，一般要利用浮選劑來實(shí)現(xiàn)精礦洗選目的，但是浮選藥劑必然會出現(xiàn)殘留，并進(jìn)入到選礦尾液之中，這樣一來，水質(zhì)COD就會有明顯的上升，對周圍水土產(chǎn)生的影響是非常大的。在進(jìn)行處理時，氧化法的使用是較為常見的，簡單來說就是將氧化劑摻入到廢水中，使得有機(jī)物能夠被氧化處理，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒物質(zhì)，或者是低毒物質(zhì)。氧化法是降低廢水中COD的有效手段，常規(guī)氧化劑有:過氧化氫、臭氧、次氯酸（鈉、鈣）和氯等。深度氧化技術(shù)，指在催化劑、光、電、磁等物理和化學(xué)作用下，利用產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性自由基對廢水中殘留的大分子有機(jī)物進(jìn)行降解，最終轉(zhuǎn)化為低毒或無毒小分子;深度氧化技術(shù)主要有:臭氧一復(fù)合氧化技術(shù)、Fenton氧化技術(shù)、光化學(xué)（催化）氧化技術(shù)、電催化和過硫酸鹽氧化技術(shù)。采用Fenton氧化技術(shù)處理礦山模擬廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)廢水中的胺類捕收劑初始濃度為500mg/L時，廢水溶液的pH值為4、Fe2+與H2O2的物質(zhì)量之比為0.5的試驗(yàn)條件下，F(xiàn)enton氧化技術(shù)能有效降解胺類捕收劑。

以十八胺、十二烷基丙基醚胺為模擬捕收劑為例，廢水中的COD去除率分別高達(dá)93.72%和94.26%。采用電催化氧化法去除選礦浮選廢水中的重金屬廢水Pb2+和苯胺黑藥殘留物,試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)廢水溶液中pH=4、電流密度為20mA/cm2、脈沖周期為2s和催化反應(yīng)時間為90min的條件下，脈沖電催化內(nèi)電解流化床技術(shù)可有效去除浮選廢水中的Pb2+和苯胺黑藥,二者去除率分別為,99.8%和7.83%；同時，BOD5/COD的比值由0.15上升至0.41，可生化性得到顯著提升。

5 結(jié)語

綜上所述，在礦山開發(fā)利用的過程中要特別注意保護(hù)地下水環(huán)境，防止地下水污染，甚至可以通過一定的措施對地下水質(zhì)量進(jìn)行改良。

加強(qiáng)污水排放控制，在地下水補(bǔ)給區(qū)建立污染防護(hù)區(qū)，禁止在防護(hù)區(qū)內(nèi)排放污染廢水、堆放污染物及從事其它可能造成地下水污染的活動。