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选矿废水通常含有汞、镉、砷、铅、铜、锌等重金属离子,是重金属污染的主要来源之一。本论文针对选矿废水中Hg2+采用常规处理难以达标的问题,开展了Hg2+的高效捕集研究。根据出水要求的不同,分达标处理与深度处理两阶段展开实验。达标处理基于螯合沉淀法,选用二硫代氨基甲酸盐类(DTCR-2)、2,4,6-三硫醇基钠硫代三嗪(TMT-18B)、硫化钠(Na2S)和氢氧化钙[Ca(OH)2]等作为重金属捕集剂(或沉淀剂),对水中微量Hg2+进行处理研究。通过处理效果对比,最终选定DTCR-2作为Hg2+最理想的捕集剂,重点考察了pH值、DTCR-2投加量、反应时间、初始Hg2+浓度及其他共存重金属离子等因素对Hg2+去除效果的影响。结果表明：DTCR-2对Hg2+的去除效果受初始Hg2+浓度及捕集剂投加量影响较大；在初始Hg2+浓度为100gg/L,pH为8.0,投加量1.0倍化学计量比,反应时间10min的条件下,处理效果较好,出水剩余Hg2+浓度降到41.36μg/L,低于国家排放标准中的限值(50μg//L)；处理高浓度含汞选矿废水,要适当提高DTCR-2的投加量,才能保证出水达标。此外,Cd2+、Pb2+、Cu2+这3种重金属离子对DTCR-2去除Hg2+具有抑制作用,影响大小依次为Cu2+>Pb2+>Cd2+,而Zn2+具有促进作用,实际含汞选矿废水工艺设计时,可以考虑优先将Cd2+、Pb2+和Cu2+去除。深度处理基于吸附法,在实验室条件下,以磁性四氧化三铁纳米颗粒为内核,通过表面包裹、功能化修饰等手段制备得到巯基功能化磁性Fe304纳米材料(Fe3O4@SiO2-SH),采用透射电镜(TEM)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并考察了溶液pH值、初始Hg2+浓度及反应时间等因素对吸附性能的影响,并探究了其螯合吸附机理。结果表明：制备所得磁性纳米材料分散性良好,平均粒径20nm左右,巯基官能团成功嫁接到磁性纳米材料表面；巯基功能化磁性Fe304纳米材料能有效吸附水溶液中Hg2+,最大吸附量133.33mg/g；材料对Hg2+的吸附性能受pH值影响较小,但受初始Hg2+浓度及反应时间影响较大,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。根据上述理论研究结果,结合实际工程概况,对河南某厂选矿废水深度处理与回用工程进行了初步工艺设计。通过各主体单元比选,拟采用物化法+膜法+吸附法作为核心工艺,对废水进行深度处理,确保出水达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准,同时回用83.3%废水至生产。根据处理要求,设计了工艺流程,并按预期处理效果核算了重金属消减量。结果显示：该工程建成投入使用之后,具有显著的环境效益。