內(nèi)蒙古某鉛鋅銀多金屬選廠高濃度選礦廢水處理

劉 碩

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410015）

在鉛鋅銀選礦生產(chǎn)活動中，為了將有用成分篩選出來，需要采用浮選工藝，浮選工藝用水量4～7m3/t原礦，且在浮選過程中需加入大量的選礦藥劑，大部分水及選礦要回隨尾礦排出選廠，尾礦中含有大量的選礦藥劑、重金屬離子、SS等，選礦廢水直排會對水體造成嚴(yán)重污染[1-3]。

由于選礦生產(chǎn)過程中消耗水量比較大，直接排放不僅造成資源浪費(fèi)，也直接提高了生產(chǎn)成本，因此大部分選廠會選擇將這些濃度較低的選礦廢水經(jīng)濃密后回用于生產(chǎn)工藝，在回用初期選礦廢水直接回用對選礦指標(biāo)無影響，但是運(yùn)行幾年后，隨著選礦藥劑、重金屬離子的富集，會使選礦廢水濃度升高，回用后選廠會出現(xiàn)選礦浮選泡沫發(fā)黏、發(fā)虛，導(dǎo)致選礦指標(biāo)惡化，為了保證選礦指標(biāo)，工人們會提高選礦藥劑投加量，過量的選礦藥劑會繼續(xù)導(dǎo)致浮選泡沫更加發(fā)黏、發(fā)虛，形成一個(gè)惡性循環(huán)，不僅提高了選礦成本，更加浪費(fèi)了藥劑資源，因此為了保證選礦指標(biāo)必須將廢水進(jìn)行處理后方可持續(xù)回用。

本文結(jié)合內(nèi)蒙古某鉛鋅銀多金屬選廠高濃度選礦廢水處理及回用的工程實(shí)例，詳細(xì)論述選礦廢水長期回用存在的問題、選礦廢水處理與回用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、處理效果及運(yùn)行情況。

1 工程概況

1.1 選廠存在的問題

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，該選廠生產(chǎn)廢水經(jīng)濃密后直接回用，尾礦經(jīng)脫水后干排，選礦廢水經(jīng)長時(shí)間回用，廢水中重金屬及COD累積濃度均比較高，對選礦生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，浮選泡沫發(fā)黏、發(fā)虛，導(dǎo)致選礦指標(biāo)惡化，需要成倍提高選礦藥劑用量才能保證選礦指標(biāo)，然而，過量的藥劑殘留導(dǎo)致浮選泡沫更加發(fā)黏、發(fā)虛，繼續(xù)回用更加影響選礦指標(biāo)，形成惡性循環(huán)，而且單位生產(chǎn)成本增加超過20元，年生產(chǎn)成本增加超過千萬元。

1.2 處理規(guī)模及廢水來源

選廠日廢水產(chǎn)生量約為2.0萬m3，本次選礦廢水處理設(shè)計(jì)規(guī)模為：5000m3/d，其中尾礦濃密水3400m3/d，尾礦陶瓷過濾機(jī)濾液1400m3/d，陶瓷過濾機(jī)酸洗廢水200m3/d，處理后的廢水全部回用于選礦。

1.3 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

選礦廢水經(jīng)過長期循環(huán)回用后，廢水中CODcr、金屬離子等均會累積，濃度高于常規(guī)選礦廢水，具體水質(zhì)如表1所示，其中設(shè)計(jì)出水水質(zhì)根據(jù)我院連續(xù)兩次選礦廢水大循環(huán)回用閉路選礦試驗(yàn)確定，詳見表1所示：

表1 設(shè)計(jì)廢水處理站進(jìn)水水質(zhì) 單位：mg/L

分析表1進(jìn)水水質(zhì)可知，選礦廢水通過長期循環(huán)回用，廢水中COD、SS、金屬離子濃度均有很大程度升高，這是因?yàn)檫x礦廢水未經(jīng)尾礦庫沉淀截留，直接回用，這些污染物產(chǎn)生了富集而嚴(yán)重影響選礦指標(biāo)，因此，必須進(jìn)行適度處理后方可繼續(xù)回用于選廠。

2 工藝路線的確定及工藝路線的特點(diǎn)

2.1 工藝路線的確定

工藝路線采用實(shí)驗(yàn)室連續(xù)兩次選礦廢水大循環(huán)回用閉路選礦試驗(yàn)推薦的工藝“混凝沉降+活性炭吸附+過濾+回用”，工藝路線、工藝參數(shù)及藥劑制度均按照實(shí)驗(yàn)確定。

詳細(xì)工藝流程見圖1所示。

2.2 工藝路線特點(diǎn)

（1）處理工藝路線簡單，操作簡單，效果穩(wěn)定；

（2）項(xiàng)目選址位于現(xiàn)有濃密池底部架空層，節(jié)約用地，且無需新建保溫房，降低了投資；

（3）所有構(gòu)筑物均采用鋼結(jié)構(gòu)，縮短了工期，盡快投入使用，服務(wù)于選礦；

（4）充分利用選廠現(xiàn)有設(shè)施，將沉淀物你送尾礦壓濾系統(tǒng)，降低了工程投資，節(jié)約勞動力。

圖1 處理工藝路線圖

3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

3.1 快速攪拌混凝池

設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，有效容積24m3,有效停留時(shí)間6min,內(nèi)弧長3.8m，外弧長4.8m，配套設(shè)置1臺快速攪拌機(jī)，N=4.0kw，轉(zhuǎn)速65rpm。

3.2 慢速攪拌混凝池

設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，有效容積70m3,有效停留時(shí)間30min,內(nèi)弧長8.2m，外弧長10.4m，配套設(shè)置2臺快速攪拌機(jī)，N=7.5kw，轉(zhuǎn)速17rpm。

3.3 平流沉淀池

設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，有效容積434m3,有效停留時(shí)間2h,內(nèi)弧長45.1m，外弧長56.9m。

3.4 活性炭攪拌罐

用于溶解椰殼活性炭，設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，有效容積40m3,有效停留時(shí)間15min,內(nèi)弧長12.1m，外弧長15.1m，配套設(shè)置1臺快速攪拌機(jī)，N=4.0kw，轉(zhuǎn)速84rpm，2臺慢速攪拌機(jī)，N=7.5kw，轉(zhuǎn)速17rpm。

3.5 活性炭吸附沉淀池

用于沉淀吸附廢水中的污染物后的活性炭，設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，有效容積446m3,有效停留時(shí)間2h,內(nèi)弧長45.5m，外弧長61.7m。

3.6 過濾系統(tǒng)

設(shè)計(jì)規(guī)模210m3/h，截留精度＞20μm，配套智能粗效過濾機(jī)組：DN200，過濾精度＞100μm，N=200W；纖維球過濾器：BTGX-3000，Φ=3m，Q=5000m3/d，N=22kw；離 心 提 升 泵 ：Q=200m3/h，H=32m，N=30KW，1臺。

3.7 配套設(shè)施

污泥溝：B×H=0.5×0.5m；環(huán)形，長度：130m；明礬、PAM、粉末活性炭投加裝置各1套。

4 投資規(guī)模及處理效果分析

4.1 投資規(guī)模

該項(xiàng)目總投資190萬元，其中土建投資約為10萬元，設(shè)備采購及安裝投資（含鋼結(jié)構(gòu)水池）180萬元。

4.2 處理效果分析

本項(xiàng)目于2017年建成投入運(yùn)行，自投產(chǎn)運(yùn)行以來，處理效果較好，經(jīng)處理后的廢水無色、無味，歷年來出水水質(zhì)詳見表2所示。

表2 歷年來處理后廢水水質(zhì)（單位：mg/l）

從表2出水結(jié)果可以看出，項(xiàng)目出水水質(zhì)濃度日益降低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于原設(shè)計(jì)要求，且通過回訪建設(shè)單位，項(xiàng)目建成后，廢水處理站一直穩(wěn)定運(yùn)行，且回用水的選礦指標(biāo)基本接近于清水的選礦指標(biāo)，選礦藥劑用量也接近于清水指標(biāo)。

廢水處理站運(yùn)行費(fèi)用約為0.5元/m3，運(yùn)行費(fèi)用主要包括動力費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi)，動力費(fèi)約為0.15元/m3、藥劑費(fèi)約為0.26元/m3、人工費(fèi)約為0.09元/m3，年總運(yùn)行成本91.25萬元。

5 結(jié)論

（1）“混凝+沉淀+活性炭吸附+纖維球吸附”工藝適合處理長期循環(huán)的高濃度選礦廢水，具有運(yùn)行效果穩(wěn)定、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低。

（2）獨(dú)具創(chuàng)新的將椰殼活性炭作為吸附藥劑溶于水中，可以對廢水中的COD、金屬離子進(jìn)行吸附，降低廢水中的污染物濃度[4,5]。

（3）在過濾系統(tǒng)前增設(shè)智能粗效過濾器降低后端纖維球過濾器負(fù)荷，減少纖維球過濾器反沖洗頻次，降低運(yùn)行費(fèi)用。

（4）經(jīng)過處理后的高濃度循環(huán)廢水可以保證選廠正常運(yùn)行，選礦指標(biāo)及選礦藥劑投加量接近于清水指標(biāo)。