淺議尾礦廢水的復(fù)合資源化利用

鄭瓊艷，張 靜

（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 郴州 423000）

我國(guó)地大物博，具有豐富的礦產(chǎn)資源，礦產(chǎn)開采也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。由于當(dāng)前的開采工藝限制，在礦產(chǎn)開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，而廢水中又含有大量的重金屬和有機(jī)污染物等有害物質(zhì)，如果不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，就會(huì)對(duì)周圍的水資源造成較大的污染，嚴(yán)重威脅環(huán)境和人們的身體健康。從保護(hù)環(huán)境和水資源的角度考慮，同時(shí)也為了實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，人們探究出對(duì)于尾礦廢水的復(fù)合資源化利用的方式來實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用[1]。

1 尾礦廢水的形成、危害和資源化利用的意義

1.1 尾礦廢水的形成

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求不斷提升?？茖W(xué)技術(shù)水平的提升也促進(jìn)了人們對(duì)于更多礦產(chǎn)資源和類型的開采，在選礦的過程中也不斷創(chuàng)新出各種新的方法，主要通過浮選、化學(xué)浸取和擦洗脫泥等等方式，其中浮選的方式對(duì)于復(fù)雜難選的礦石的選取效果尤其明顯。但是在實(shí)際選礦過程中，由于工藝的特殊性，需要浪費(fèi)大量的水資源，與之而來的就是大量的廢水，這就是尾礦廢水的主要來源[2]。

對(duì)于尾礦廢水而已，其成分復(fù)雜多樣，其中的有害成分主要受到礦石類型和選礦方式等因素影響。其中個(gè)別的浮選方式在工藝上需要使用大量的化學(xué)藥劑進(jìn)行浮選，而很多化學(xué)藥劑因?yàn)椴荒芡耆c礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)就會(huì)大量的殘留到浮選后的廢水當(dāng)中，除了這些化學(xué)成分，浮選后的廢水中也包含有很多固體懸浮物、有機(jī)污染物和無機(jī)離子。一是固體懸浮物。在礦產(chǎn)的選礦過程中需要對(duì)礦石進(jìn)行研磨，對(duì)于研磨的粗細(xì)也有要求，但是由于工藝的精細(xì)程度受限，就會(huì)產(chǎn)生很多細(xì)微的固體懸浮物，就會(huì)融入浮選廢水當(dāng)中。二是有機(jī)污染物。在對(duì)礦石進(jìn)行浮選過程中，一般需要加入浮選捕收劑、抑制劑等等化學(xué)有機(jī)物。此外，其中還含有很多無機(jī)離子。這部分無機(jī)物主要是在選礦過程中由礦石自身產(chǎn)生并溶解的一些礦物質(zhì)，此外還有一部分重金屬離子等等。

1.2 尾礦廢水的危害

如今，隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)于工業(yè)廢水的排版已經(jīng)制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是對(duì)于礦產(chǎn)相關(guān)行業(yè)，在具體的排放和生產(chǎn)過程，由于缺乏監(jiān)管等因素，很多企業(yè)所排放的尾礦廢水依然是超出了國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。如果超出排放標(biāo)準(zhǔn)的尾礦廢水直接排放到環(huán)境當(dāng)中，不僅會(huì)嚴(yán)重破壞周邊的自然環(huán)境，也會(huì)嚴(yán)重污染地下水資源，對(duì)于人們的身體健康具有重大危害。尾礦廢水對(duì)于水資源的破壞非常嚴(yán)重，一方面由于浮選工藝中加入的各種化學(xué)制劑的酸堿性不僅會(huì)改變周邊水質(zhì)的pH值，也會(huì)對(duì)周邊水環(huán)境和生態(tài)造成巨大影響，有些甚至還會(huì)產(chǎn)生巨大的腐蝕性。此外，有些化學(xué)制劑具有極大的油性，浮在水面的化學(xué)制劑將空氣與水隔絕，從而導(dǎo)致水體缺氧惡化。很多化學(xué)成分不可降解，排入自然環(huán)境當(dāng)中也會(huì)危害周邊農(nóng)作物，廢水中很多重金屬離子也會(huì)產(chǎn)生重金屬污染。排放的廢水除了直接污染水資源，通過灌溉等影響農(nóng)業(yè)用水，受到污染的農(nóng)作物也會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體，從而危害人們身體健康，很多皮膚類疾病和中樞神經(jīng)疾病就是因?yàn)樗廴镜鹊纫蛩囟鴮?dǎo)致。在礦產(chǎn)開采過程中，由于受到地理和環(huán)境等等因素，工業(yè)用水量的激增也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用水造成一定困擾[3]。

1.3 尾礦廢水資源化利用的意義

結(jié)合前文分析，由于尾礦廢水中含有大量的固體懸浮物、有機(jī)污染物和無機(jī)離子等等污染成分，如果這樣的廢水未經(jīng)處理直接排放到環(huán)境當(dāng)中，不僅會(huì)嚴(yán)重污染周邊水資源和農(nóng)田，將會(huì)直接影響到人們的用水安全和飲食與身體健康。在對(duì)于尾礦廢水的處理，人們逐步探究出一種新的思路，那就是對(duì)于尾礦廢水的復(fù)合資源化利用。通過回收和循環(huán)利用，一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于自然環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)也可以大量節(jié)約水資源。在對(duì)于廢水處理過程中，由于廢水成分的復(fù)雜性，需要不斷試驗(yàn)和探究尾礦廢水的最近循環(huán)利用途徑。其中需要考慮到廢水反復(fù)利用過程中很多無機(jī)離子的積累等等問題，針對(duì)這種情況，技術(shù)人員又開發(fā)出了混凝沉淀法的方式，除了成本上相對(duì)低廉，其處理無機(jī)離子的效果非常顯著，還有工藝簡(jiǎn)單容易操作的特點(diǎn)。另一方面，對(duì)于尾礦廢水的資源化利用，也降低了企業(yè)治污的成本，同時(shí)也可以為企業(yè)創(chuàng)造額外的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

2 尾礦廢水的處理方法

由于尾礦廢水成分的多樣和復(fù)雜性，在處理尾礦廢水時(shí)的工藝和程序也比較復(fù)雜，常用的處理尾礦廢水的方式主要有吸附法、化學(xué)沉淀法、氣浮法、離子交換法、氧化還原法和膜分離法等等方式。為了達(dá)到尾礦廢水處理的最佳效果，通常采用的是將尾礦廢水循環(huán)使用的方式，這樣就可以減少尾礦廢水的總量，從而降低了污染效果。此外，就需要對(duì)尾礦廢水做凈化處理，通過凈化處理，就可以消除廢水中存在的大部分有害物質(zhì)，從而避免對(duì)于環(huán)境和人們生活的影響和危害。

2.1 化學(xué)沉淀法

在處理尾礦廢水中的有害物質(zhì)時(shí)通常采用化學(xué)沉淀法去除廢水中的重金屬離子等物質(zhì)，最常用的是中和沉淀法和硫化物沉淀等。中和沉淀法的原理是通過調(diào)節(jié)污水的酸堿度來使其中的重金屬離子等污染物沉淀，在具體操作過程中需要根據(jù)廢水的酸堿度來選擇酸性中和還是堿性中和。對(duì)于呈酸性的尾礦廢水一般通過添加堿性制劑來中和。而對(duì)于一些兩性的重金屬氫氧化物,則通過添加與之反應(yīng)的化學(xué)試劑使其沉淀，但是要注意控制所添加試劑的酸堿度，如果控制不好很容易出現(xiàn)已經(jīng)沉淀的物質(zhì)再次溶解的情況，就會(huì)影響凈化效果，導(dǎo)致最終排出的廢水出現(xiàn)超標(biāo)的情況。

要除去廢水中的重金屬離子，還可以通過硫化物沉淀的方法，容積度較小的硫化物可以完全去除廢水中的重金屬離子。其作用的原理是硫化物可以與廢水中的鉛或者銅離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成沉淀。通過硫化物沉淀的方法來處理尾礦廢水，可以去除廢水中絕大比例的重金屬離子，進(jìn)一步在通過多次沉淀就可以過濾得到金屬物質(zhì)，從而方便回收利用。此外，應(yīng)用此方式得到的金屬沉淀具有體積小、含水量少和適用酸堿度范圍廣等優(yōu)點(diǎn), 因此在實(shí)際生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用范圍。但由于其凈化的原理是采用化學(xué)方式，在反應(yīng)的過程中也產(chǎn)生了很多額外的污染氣體比如硫化氫，這些氣體對(duì)于人體會(huì)造成一定的傷害，也極容易造成大氣污染，這也成為限制改方式推廣的一大問題。

2.2 固體吸附法

固體吸附法是用來處理尾礦廢水的一種應(yīng)用較為廣泛的方法，其原理是通過往廢水中加入吸附劑來吸附廢水中的污染物質(zhì)。在實(shí)際處理過程中，利用吸附劑的物理和化學(xué)吸附作用可以去除廢水中的固體懸浮物和重金屬離子等微量污染物，從而實(shí)現(xiàn)了高效和深度凈化。但是由于吸附劑一般具有較高的成本，這使得在實(shí)際生產(chǎn)過程中很多企業(yè)放棄了使用該方式進(jìn)行凈化尾礦廢水。不過隨著科研水平的不斷提升，科研人員正在不斷探究和發(fā)現(xiàn)各種性價(jià)比較高的新型吸附劑，包括使用一些天然物質(zhì)等等。但是對(duì)于吸附劑的選擇通常也具有較大的局限性，因?yàn)閺U水成分的多樣和復(fù)雜，往往需要選擇多種不同的吸附劑同時(shí)作用來達(dá)到物理、化學(xué)和生物吸附等等的多重作用，這也是當(dāng)前和未來研究發(fā)展的方向。

2.3 氣浮固液分離法

在對(duì)尾礦廢水進(jìn)行處理時(shí)的主要目的是分離污染物，通過氣浮法也可以實(shí)現(xiàn)固液分離，其原理是用氣泡將水準(zhǔn)的污染物挾帶浮到水面，從而進(jìn)一步進(jìn)行分離。該種方式在處理廢水過程中因?yàn)樾枰幕瘜W(xué)藥劑較少，因此更加環(huán)保，而且其處理污染物的效率較高，廢渣的含水量較低，具有很好的實(shí)際使用效果。

以上幾種方式都是常見的用來處理尾礦廢水的方式,但每一種方式都各有利弊，比如通過中和沉淀雖然可以除去廢水中的重金屬離子，而且還可以調(diào)節(jié)廢水的酸堿度，但是在處理過程中實(shí)際的酸堿度控制相對(duì)較難。而應(yīng)用其他方式，雖然可以很大程度上除去廢水中的物理和化學(xué)污染物，但是對(duì)于廢水的酸堿度并無法控制，很容易出現(xiàn)廢水pH值超標(biāo)的情況，而通過吸附法處理時(shí)又對(duì)于前處理和廢水的水質(zhì)具有較高的要求。因此，在對(duì)于尾礦廢水的凈化時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理方式，綜合考慮凈化消耗和經(jīng)濟(jì)成本等等因素，選擇一種效果和性價(jià)比俱佳的方式。

3 尾礦廢水的復(fù)合資源化利用

根據(jù)國(guó)家相對(duì)法規(guī)和要求標(biāo)準(zhǔn)，如果尾礦廢水超標(biāo)排放，對(duì)于生態(tài)環(huán)境和人體健康都會(huì)造成較大傷害，因此尾礦廢水的排放問題尤其需要國(guó)家和相關(guān)部門的關(guān)注，除了加大監(jiān)管和指導(dǎo)相應(yīng)的凈化處理技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益，復(fù)合資源化利用無疑是當(dāng)前處理尾礦廢水的最佳方式，通過對(duì)于未經(jīng)循環(huán)回用和經(jīng)過循環(huán)回用兩種處理方式，大家可以對(duì)于尾礦廢水的復(fù)合資源化利用的價(jià)值有更好的了解。

圖1 尾礦廢水超標(biāo)排放流程

圖2 尾礦廢水的復(fù)合資源化利用方法

對(duì)比兩種方式，經(jīng)過復(fù)合資源化利用流程處理過的尾礦廢水，其中的重金屬等污染物的濃度已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，是可以直接排放的，但是處于資源化利用的目的，將廢水轉(zhuǎn)變成日常生活中的中水，這樣不僅充分利用了水資源，減少了水資源的浪費(fèi)，同時(shí)將其用于農(nóng)田的灌溉等活動(dòng)還可以緩解水資源短缺的情況，將尾礦廢水實(shí)現(xiàn)了最大化的資源化利用。

隨著生態(tài)和環(huán)保的要求已經(jīng)科技水平的不斷發(fā)展，對(duì)于尾礦廢水的資源化利用也會(huì)實(shí)現(xiàn)不斷的進(jìn)步和完善，主要可以從幾個(gè)方面有所突破。一是對(duì)于尾礦廢水重復(fù)利用的推廣，通過推行適度處理和分階段回用等的廢水處理方式，就可以極大提高廢水的利用率；二是在工藝流程上的優(yōu)化，通過更新選礦工藝和廢水處理和資源化利用相結(jié)合，并不斷研究和選用新型的環(huán)保藥劑，盡可能提高廢水處理的效果并降低處理難度；三是結(jié)合實(shí)際尾礦廢水的成分科學(xué)合理的選用復(fù)合資源化利用的工藝，逐步取代單一的處理方式，提高處理的效果和經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

尾礦廢水由于成分復(fù)雜多樣，直接排放對(duì)于生態(tài)環(huán)境和人們身體健康都具有較大危害，因此在排放之前需要對(duì)廢水進(jìn)行充分的處理和凈化，而提高對(duì)于廢水進(jìn)行有效凈化之后還可以實(shí)現(xiàn)廢水的復(fù)合資源化利用，將凈化后的廢水用于選礦的廢水回收和農(nóng)田灌溉等等活動(dòng)，不僅極好的保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了水資源，也具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)于企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展都具有重要意義。