论文部分内容阅读
摘要：我国选矿厂每年向外排的废水多达2亿t，排放量约占我国工业废水的10%以上，成为我国工业废水排放量最多的行业之一。本文结合选矿废水的特点，具体分析了选矿废水的治理方法，并提出了回收利用的方法。
关键词：选矿厂；废水治理；回收利用；环境保护
中图分类号：X703文献标识码： A
随着环境的日益恶化和人们环保意识的提高，工业废水的治理和利用成为社会关注的热点问题。选矿厂作为工业废水排放较多的行业，是工业废水治理和利用的关键，故对选矿废水的治理及回收利用是最为关键的。
1.选矿废水概况
选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水。选矿工艺排水一般是与尾矿浆一起输送到尾矿池，统称为尾矿水；因此选矿废水处理也称为尾矿水处理。选矿废水中的污染物主要有悬浮物、酸碱、色度、浊度、化学耗氧物质以及部分重金属等。选矿废水不经处理排放或流失会严重污染水源和土壤，危害水产和植物，淤塞河流、湖泊。因此选择合适的处理方法，去除选矿废水中的污染物质，是非常重要的。
选矿废水具有水量大，悬浮物含量高，含有害物质种类较多而浓度较低、色度高、浊度大等特点。色度、浊度主要由悬浮物引起，COD是由于矿粉的自身消耗，重金属存在于悬浮物中，选矿废水中的矿粉及泥粉来自磨矿及选矿过程。
2．选矿废水的处理方法
2.1混凝沉淀法
悬浮物的去除方法主要是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在废水中投入混凝剂，借助混凝剂的作用，发生一系列电化学反应和物理化学反应，使废水中的悬浮物、胶体及其他可絮凝物质凝聚成“絮团”，分层，上清液溢流排放，絮团沉降于底部成为泥浆［1］。混凝沉淀法可以有效改善废水的色度和混浊度，可以吸附某些溶解性物质，如砷、氮、磷等。下图1为混凝沉淀法的简单流程图。
图1混凝沉淀法——简单流程图
混凝剂的选择直接决定混凝沉淀法的效果优劣。聚合氯化铝、硫酸亚铁等常作为混凝剂使用。除此之外，还需要加入助凝剂聚丙烯酰胺。实验表明，处理锰矿选矿废水时，使用PAM效果最佳［2］。混凝沉淀法具有高效率、稳定性强、操作简单、技术成熟等优点，但要注意药剂的投入量，避免对水体造成二次污染。
1.2酸碱废水—中和处理法
中和处理法是利用化学反应处理废水的方法，其原理是将氢氧根离子加入酸性废水中，并与废水中氢离子中和，或氢离子加入碱性废水中，使氢离子与氢氧根离子发生中和反应生成重金属沉淀物，从而固液分离。
酸性废水常使用石灰石、苛性钠、片碱等作为中和剂。碱性废水常用各种无机酸作为中和剂。若在工厂附近同时具备碱性废水和碱性废渣，则优先考虑利用两者来实现中和处理。
1.3含氰废水的处理
含氰废水的处理方法主要有碱性氯化法、酸化回收法、微生物降解法。
(1) 碱性氯化法
碱性氯化法具有操作简单、实施方便、方法成熟等优点，是处理含氰废水中使用频率较高的方法［3］。原理是：在碱性介质中，利用氯的强氧化性将氰化物氧化成二氧化碳和氮气，从而消除氰化物。漂白粉、氯气等可作为氯氧化剂使用。在使用碱性氯化法时，要注意废水pH值、氧化剂的添加量及反应时间等。下图2为碱性氯化法的简单流程图。
图2碱性氯化法的简单流程图
(2)酸化回收法
酸化回收法既可以回收氰化物，又可以回收绝大部分铜、部分银亚铁氰化物与银、金等。本方法原理是用硫酸或二氧化硫将废水酸化，待pH值升到1. 5—3. 0时，金属氰络合物被分解，生成极易挥发的HCN，然后向废水中充气，使HCN挥发出来，用碱液吸收HCN再回收利用。处理后的废水中残氰浓度很高，需二次处理后，才可排放。下图3是酸化中和法操作的简单流程图。
图3酸化中和挥发法的简单流程图
(3)微生物降解法
微生物降解法是近年来新兴的一种废水处理方法，它具有成本低、效率高等优势。其原理是：将氰化物和硫氰化物氧化，生成二氧化碳、氨及硫酸盐，或水解氰化物，生成甲酞胺；然后选择以氰化物和硫氰化物为碳源和氮源的微生物加入废水中，重金属被细菌吸附，随生物膜脱落除去氰化物。
1.4含重金屬离子废水的处理
下文选取了中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、吸附法等四种处理含重金属离子废水的方法，进行简单的介绍。
(1)中和沉淀法
重金属废水中加入碱液，利用OH-与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀，通过固液分离，从而除去的污染物。常使用石灰作为中和剂，成本很低，使用较为广泛。使用时要注意重金属离子与轻基离子的浓度及溶液的pH，只有各方面条件合适，才能生成重金属氢氧化物的沉淀［4］。
(2)硫化物沉淀法
原理是：将重金属废水调节pH值为碱性后，向重金属废水中投加硫化物，使废水中的重金属离子与二价硫离子结合，生成难溶解的金属硫化物沉淀，从废水中析出。常用硫化钠和硫化钾作为沉淀剂。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法使用药剂较少，金属去除率高，沉渣量少，容易脱水，沉渣金属品位高，有利于金属回收。但是药剂成本较高，处理成本高，硫化物结晶比较细小，难以沉降，因此应用不是很广。
(3)铁氧体法
原理是：向废水中投加铁盐，通过控制工艺条件，使废水中的重金属离子在铁氧体的包裹、夹带作用下进入铁氧体晶格中形成复合铁氧体，然后经固液分离，脱除多种重金属离子。常用硫化铁、三氯化铁作为的铁离子添加剂。铁氧体法具有投资小、设备简单、易操作、处理量大、去除率高、净化效果好等特点。
(4)吸附法
基本原理是：使用固体吸附剂吸附废水中污染物并去除。吸附法可分为材料吸附法、生物吸附法、树脂吸附法。本方法成本很低、去除效果较好。
3.选矿废水回收利用
3.1湿式预选废水综合利用
湿式预选工艺既可以节约能耗，还可保证生产系统的稳定性和高效率。随着湿式预选工艺的不断改进，已经实现了粉矿经 CTS-1050×1000磁选机的预选操作，精矿直接投入球磨机的给料过程，但预选尾矿细石中留有大量的废水，同时废水中还存在较多细颗粒矿物。为解决这一问题，对预选尾矿进行了改进，让其进入分级机预先分级，在水闭路中循环，这样可以有效的抛除废水，实现废水的再利用，还可以将所含金属回收起来［5］。下图4为湿式预选的简单流程示意图。
图 4 湿式预选流程
3.2 清洁废水综合利用
清洁废水主要来源于碎矿除尘器产生的废水，设备清洗水及地面清洗水。清洁废水含有很多矿粉，这些矿粉可回收为金属矿物的过程中难免会发生跑冒滴漏的情况，因此，要对清洁废水进行处理和回收。
为降低环境污染和提高金属回收率，设一带溢流口沉淀池，废水收集其中；由泵打入浓缩机，对废水浓缩分级，上清液返回各作业点。具体流程见下图5。
图5生产废水与尾矿水处理流程
结束语：
选矿废水的处理及综合利用对我国矿厂的可持续发展意义重大，不但减少了废水的排放量，而且提高了矿厂的工作效率，同时也为工人创造了一个清洁的作业环境。从宏观的角度来看，矿厂废水的处理和利用可减少废水对地下水和土地的污染，有利于土地资源和水资源的保护。因此矿厂一定要重视废水的处理和回收利用，为实现能源领域的循环经济发展模式而做出努力。
参考文献
［1］沈军海，顾华敏. 选矿厂尾矿处理水零排放技术改造实践［J］.矿冶工程，2012（03）：51-53.
［2］李海令，付鑫.内蒙古获各琦铅锌选矿厂废水利用［J］.有色金属（选矿部分），2013（01）：20-22.
［3］王博，张伟，林乐谊.山东金岭铁矿粉矿湿式预选工艺改进［J］.金属矿山，2012（14）：180-181.
［4］王国文，周平，张宏伟，等.含黄药、脂肪酸选矿废水治理进展［J］.云南冶金，2011（16）：20-23.
［5］王博，李传营，张伟.清洁化、高效化、资源化选矿循环经济发展实践［J］.矿山机械，2011（20）：38-41.
关键词：选矿厂；废水治理；回收利用；环境保护
中图分类号：X703文献标识码： A
随着环境的日益恶化和人们环保意识的提高，工业废水的治理和利用成为社会关注的热点问题。选矿厂作为工业废水排放较多的行业，是工业废水治理和利用的关键，故对选矿废水的治理及回收利用是最为关键的。
1.选矿废水概况
选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水。选矿工艺排水一般是与尾矿浆一起输送到尾矿池，统称为尾矿水；因此选矿废水处理也称为尾矿水处理。选矿废水中的污染物主要有悬浮物、酸碱、色度、浊度、化学耗氧物质以及部分重金属等。选矿废水不经处理排放或流失会严重污染水源和土壤，危害水产和植物，淤塞河流、湖泊。因此选择合适的处理方法，去除选矿废水中的污染物质，是非常重要的。
选矿废水具有水量大，悬浮物含量高，含有害物质种类较多而浓度较低、色度高、浊度大等特点。色度、浊度主要由悬浮物引起，COD是由于矿粉的自身消耗，重金属存在于悬浮物中，选矿废水中的矿粉及泥粉来自磨矿及选矿过程。
2．选矿废水的处理方法
2.1混凝沉淀法
悬浮物的去除方法主要是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在废水中投入混凝剂，借助混凝剂的作用，发生一系列电化学反应和物理化学反应，使废水中的悬浮物、胶体及其他可絮凝物质凝聚成“絮团”，分层，上清液溢流排放，絮团沉降于底部成为泥浆［1］。混凝沉淀法可以有效改善废水的色度和混浊度，可以吸附某些溶解性物质，如砷、氮、磷等。下图1为混凝沉淀法的简单流程图。
图1混凝沉淀法——简单流程图
混凝剂的选择直接决定混凝沉淀法的效果优劣。聚合氯化铝、硫酸亚铁等常作为混凝剂使用。除此之外，还需要加入助凝剂聚丙烯酰胺。实验表明，处理锰矿选矿废水时，使用PAM效果最佳［2］。混凝沉淀法具有高效率、稳定性强、操作简单、技术成熟等优点，但要注意药剂的投入量，避免对水体造成二次污染。
1.2酸碱废水—中和处理法
中和处理法是利用化学反应处理废水的方法，其原理是将氢氧根离子加入酸性废水中，并与废水中氢离子中和，或氢离子加入碱性废水中，使氢离子与氢氧根离子发生中和反应生成重金属沉淀物，从而固液分离。
酸性废水常使用石灰石、苛性钠、片碱等作为中和剂。碱性废水常用各种无机酸作为中和剂。若在工厂附近同时具备碱性废水和碱性废渣，则优先考虑利用两者来实现中和处理。
1.3含氰废水的处理
含氰废水的处理方法主要有碱性氯化法、酸化回收法、微生物降解法。
(1) 碱性氯化法
碱性氯化法具有操作简单、实施方便、方法成熟等优点，是处理含氰废水中使用频率较高的方法［3］。原理是：在碱性介质中，利用氯的强氧化性将氰化物氧化成二氧化碳和氮气，从而消除氰化物。漂白粉、氯气等可作为氯氧化剂使用。在使用碱性氯化法时，要注意废水pH值、氧化剂的添加量及反应时间等。下图2为碱性氯化法的简单流程图。
图2碱性氯化法的简单流程图
(2)酸化回收法
酸化回收法既可以回收氰化物，又可以回收绝大部分铜、部分银亚铁氰化物与银、金等。本方法原理是用硫酸或二氧化硫将废水酸化，待pH值升到1. 5—3. 0时，金属氰络合物被分解，生成极易挥发的HCN，然后向废水中充气，使HCN挥发出来，用碱液吸收HCN再回收利用。处理后的废水中残氰浓度很高，需二次处理后，才可排放。下图3是酸化中和法操作的简单流程图。
图3酸化中和挥发法的简单流程图
(3)微生物降解法
微生物降解法是近年来新兴的一种废水处理方法，它具有成本低、效率高等优势。其原理是：将氰化物和硫氰化物氧化，生成二氧化碳、氨及硫酸盐，或水解氰化物，生成甲酞胺；然后选择以氰化物和硫氰化物为碳源和氮源的微生物加入废水中，重金属被细菌吸附，随生物膜脱落除去氰化物。
1.4含重金屬离子废水的处理
下文选取了中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、吸附法等四种处理含重金属离子废水的方法，进行简单的介绍。
(1)中和沉淀法
重金属废水中加入碱液，利用OH-与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀，通过固液分离，从而除去的污染物。常使用石灰作为中和剂，成本很低，使用较为广泛。使用时要注意重金属离子与轻基离子的浓度及溶液的pH，只有各方面条件合适，才能生成重金属氢氧化物的沉淀［4］。
(2)硫化物沉淀法
原理是：将重金属废水调节pH值为碱性后，向重金属废水中投加硫化物，使废水中的重金属离子与二价硫离子结合，生成难溶解的金属硫化物沉淀，从废水中析出。常用硫化钠和硫化钾作为沉淀剂。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法使用药剂较少，金属去除率高，沉渣量少，容易脱水，沉渣金属品位高，有利于金属回收。但是药剂成本较高，处理成本高，硫化物结晶比较细小，难以沉降，因此应用不是很广。
(3)铁氧体法
原理是：向废水中投加铁盐，通过控制工艺条件，使废水中的重金属离子在铁氧体的包裹、夹带作用下进入铁氧体晶格中形成复合铁氧体，然后经固液分离，脱除多种重金属离子。常用硫化铁、三氯化铁作为的铁离子添加剂。铁氧体法具有投资小、设备简单、易操作、处理量大、去除率高、净化效果好等特点。
(4)吸附法
基本原理是：使用固体吸附剂吸附废水中污染物并去除。吸附法可分为材料吸附法、生物吸附法、树脂吸附法。本方法成本很低、去除效果较好。
3.选矿废水回收利用
3.1湿式预选废水综合利用
湿式预选工艺既可以节约能耗，还可保证生产系统的稳定性和高效率。随着湿式预选工艺的不断改进，已经实现了粉矿经 CTS-1050×1000磁选机的预选操作，精矿直接投入球磨机的给料过程，但预选尾矿细石中留有大量的废水，同时废水中还存在较多细颗粒矿物。为解决这一问题，对预选尾矿进行了改进，让其进入分级机预先分级，在水闭路中循环，这样可以有效的抛除废水，实现废水的再利用，还可以将所含金属回收起来［5］。下图4为湿式预选的简单流程示意图。
图 4 湿式预选流程
3.2 清洁废水综合利用
清洁废水主要来源于碎矿除尘器产生的废水，设备清洗水及地面清洗水。清洁废水含有很多矿粉，这些矿粉可回收为金属矿物的过程中难免会发生跑冒滴漏的情况，因此，要对清洁废水进行处理和回收。
为降低环境污染和提高金属回收率，设一带溢流口沉淀池，废水收集其中；由泵打入浓缩机，对废水浓缩分级，上清液返回各作业点。具体流程见下图5。
图5生产废水与尾矿水处理流程
结束语：
选矿废水的处理及综合利用对我国矿厂的可持续发展意义重大，不但减少了废水的排放量，而且提高了矿厂的工作效率，同时也为工人创造了一个清洁的作业环境。从宏观的角度来看，矿厂废水的处理和利用可减少废水对地下水和土地的污染，有利于土地资源和水资源的保护。因此矿厂一定要重视废水的处理和回收利用，为实现能源领域的循环经济发展模式而做出努力。
参考文献
［1］沈军海，顾华敏. 选矿厂尾矿处理水零排放技术改造实践［J］.矿冶工程，2012（03）：51-53.
［2］李海令，付鑫.内蒙古获各琦铅锌选矿厂废水利用［J］.有色金属（选矿部分），2013（01）：20-22.
［3］王博，张伟，林乐谊.山东金岭铁矿粉矿湿式预选工艺改进［J］.金属矿山，2012（14）：180-181.
［4］王国文，周平，张宏伟，等.含黄药、脂肪酸选矿废水治理进展［J］.云南冶金，2011（16）：20-23.
［5］王博，李传营，张伟.清洁化、高效化、资源化选矿循环经济发展实践［J］.矿山机械，2011（20）：38-41.