淺議尾礦廢水的復合資源化利用

鄭瓊艷，張 靜

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南 郴州 423000）

我國地大物博，具有豐富的礦產(chǎn)資源，礦產(chǎn)開采也是我國經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展的重要領域。由于當前的開采工藝限制，在礦產(chǎn)開采過程中會產(chǎn)生大量的廢水，而廢水中又含有大量的重金屬和有機污染物等有害物質，如果不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，就會對周圍的水資源造成較大的污染，嚴重威脅環(huán)境和人們的身體健康。從保護環(huán)境和水資源的角度考慮，同時也為了實現(xiàn)一定的經(jīng)濟效益，人們探究出對于尾礦廢水的復合資源化利用的方式來實現(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)濟和社會的發(fā)展，人們對于礦產(chǎn)資源的需求不斷提升?？茖W技術水平的提升也促進了人們對于更多礦產(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、化學浸取和擦洗脫泥等等方式，其中浮選的方式對于復雜難選的礦石的選取效果尤其明顯。但是在實際選礦過程中，由于工藝的特殊性，需要浪費大量的水資源，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]。

對于尾礦廢水而已，其成分復雜多樣，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。其中個別的浮選方式在工藝上需要使用大量的化學藥劑進行浮選，而很多化學藥劑因為不能完全與礦物質發(fā)生反應就會大量的殘留到浮選后的廢水當中，除了這些化學成分，浮選后的廢水中也包含有很多固體懸浮物、有機污染物和無機離子。一是固體懸浮物。在礦產(chǎn)的選礦過程中需要對礦石進行研磨，對于研磨的粗細也有要求，但是由于工藝的精細程度受限，就會產(chǎn)生很多細微的固體懸浮物，就會融入浮選廢水當中。二是有機污染物。在對礦石進行浮選過程中，一般需要加入浮選捕收劑、抑制劑等等化學有機物。此外，其中還含有很多無機離子。這部分無機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，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，隨著國家對于環(huán)境保護的重視，對于工業(yè)廢水的排版已經(jīng)制定了嚴格的排放標準。但是對于礦產(chǎn)相關行業(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家要求的排放標準。如果超出排放標準的尾礦廢水直接排放到環(huán)境當中，不僅會嚴重破壞周邊的自然環(huán)境，也會嚴重污染地下水資源，對于人們的身體健康具有重大危害。尾礦廢水對于水資源的破壞非常嚴重，一方面由于浮選工藝中加入的各種化學制劑的酸堿性不僅會改變周邊水質的pH值，也會對周邊水環(huán)境和生態(tài)造成巨大影響，有些甚至還會產(chǎn)生巨大的腐蝕性。此外，有些化學制劑具有極大的油性，浮在水面的化學制劑將空氣與水隔絕，從而導致水體缺氧惡化。很多化學成分不可降解，排入自然環(huán)境當中也會危害周邊農(nóng)作物，廢水中很多重金屬離子也會產(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)作物也會隨著食物鏈進入人體，從而危害人們身體健康，很多皮膚類疾病和中樞神經(jīng)疾病就是因為水污染等等因素而導致。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)用水量的激增也會對當?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

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

2 尾礦廢水的處理方法

由于尾礦廢水成分的多樣和復雜性，在處理尾礦廢水時的工藝和程序也比較復雜，常用的處理尾礦廢水的方式主要有吸附法、化學沉淀法、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，從而避免對于環(huán)境和人們生活的影響和危害。

2.1 化學沉淀法

在處理尾礦廢水中的有害物質時通常采用化學沉淀法去除廢水中的重金屬離子等物質，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。對于呈酸性的尾礦廢水一般通過添加堿性制劑來中和。而對于一些兩性的重金屬氫氧化物,則通過添加與之反應的化學試劑使其沉淀，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)沉淀的物質再次溶解的情況，就會影響凈化效果，導致最終排出的廢水出現(xiàn)超標的情況。

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)生化學反應，進而生成沉淀。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，進一步在通過多次沉淀就可以過濾得到金屬物質，從而方便回收利用。此外，應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, 因此在實際生產(chǎn)中具有較大的應用范圍。但由于其凈化的原理是采用化學方式，在反應的過程中也產(chǎn)生了很多額外的污染氣體比如硫化氫，這些氣體對于人體會造成一定的傷害，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。在實際處理過程中，利用吸附劑的物理和化學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，這使得在實際生產(chǎn)過程中很多企業(yè)放棄了使用該方式進行凈化尾礦廢水。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)各種性價比較高的新型吸附劑，包括使用一些天然物質等等。但是對于吸附劑的選擇通常也具有較大的局限性，因為廢水成分的多樣和復雜，往往需要選擇多種不同的吸附劑同時作用來達到物理、化學和生物吸附等等的多重作用，這也是當前和未來研究發(fā)展的方向。

2.3 氣浮固液分離法

在對尾礦廢水進行處理時的主要目的是分離污染物，通過氣浮法也可以實現(xiàn)固液分離，其原理是用氣泡將水準的污染物挾帶浮到水面，從而進一步進行分離。該種方式在處理廢水過程中因為需要的化學藥劑較少，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，而且還可以調節(jié)廢水的酸堿度，但是在處理過程中實際的酸堿度控制相對較難。而應用其他方式，雖然可以很大程度上除去廢水中的物理和化學污染物，但是對于廢水的酸堿度并無法控制，很容易出現(xiàn)廢水pH值超標的情況，而通過吸附法處理時又對于前處理和廢水的水質具有較高的要求。因此，在對于尾礦廢水的凈化時應當根據(jù)實際情況選擇合適的處理方式，綜合考慮凈化消耗和經(jīng)濟成本等等因素，選擇一種效果和性價比俱佳的方式。

3 尾礦廢水的復合資源化利用

根據(jù)國家相對法規(guī)和要求標準，如果尾礦廢水超標排放，對于生態(tài)環(huán)境和人體健康都會造成較大傷害，因此尾礦廢水的排放問題尤其需要國家和相關部門的關注，除了加大監(jiān)管和指導相應的凈化處理技術，為實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益，復合資源化利用無疑是當前處理尾礦廢水的最佳方式，通過對于未經(jīng)循環(huán)回用和經(jīng)過循環(huán)回用兩種處理方式，大家可以對于尾礦廢水的復合資源化利用的價值有更好的了解。

圖1 尾礦廢水超標排放流程

圖2 尾礦廢水的復合資源化利用方法

對比兩種方式，經(jīng)過復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)達到了國家要求的排放標準，是可以直接排放的，但是處于資源化利用的目的，將廢水轉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，同時將其用于農(nóng)田的灌溉等活動還可以緩解水資源短缺的情況，將尾礦廢水實現(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，對于尾礦廢水的資源化利用也會實現(xiàn)不斷的進步和完善，主要可以從幾個方面有所突破。一是對于尾礦廢水重復利用的推廣，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；三是結合實際尾礦廢水的成分科學合理的選用復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)濟性。

4 結語

尾礦廢水由于成分復雜多樣，直接排放對于生態(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廢水進行充分的處理和凈化，而提高對于廢水進行有效凈化之后還可以實現(xiàn)廢水的復合資源化利用，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，不僅極好的保護了環(huán)境，節(jié)約了水資源，也具有較高的經(jīng)濟價值，對于企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展都具有重要意義。