选矿厂碎磨和选别过程中外排的废水称为选矿废水。在有色金属选矿中,处理1t矿石浮选法用水4~7m3,重选用水20~26m3,浮磁联选用水23~27m3,重浮联选用水20~30m3,除去循环使用的水量,绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆的形式从选矿厂流出。尤其在浮选过程中,为了有效地将有用组分选出来,需要在不同的作业加入大量的浮选药剂,主要有捕收剂、起泡剂、有机和无机的活化剂、抑制剂、分散剂等,同时,部分金属离子、悬浮物、有机和无机药剂的分解物质等,都残存在选矿废弃溶液中,形成含有大量有害物质的选矿废水。直接排放该选矿废水,将对环境造成严重污染,这使得我国有色金属矿山每年采矿与选矿排出的污水达12~15亿吨,占有色金属工业废水的30%左右。如何防止选矿废水对水体和农田的污染,是当前人们关注的热点问题之一。
3.5.2.1 选矿废水的来源
一般而言,选矿废水并非单指选矿工艺中排除的废水,还包括一定的地面冲洗水、冷却水等等。选矿废水可以依据其排放源分为两类:浓缩精矿及中矿用的浓缩脱水设备的溢流,其水量一般少于选厂总水流量的5%;浮选等选矿过程的水流(包括某些冲洗水),其总量占总废水量的95%以上。其主要来源如下:
(1)碎矿过程中湿法除尘的排水,碎矿及筛分车间、皮带走廊和矿石转运站的地面冲洗水。这类水主要含原矿粉末状的悬浮物,一般经沉淀后即可排放,沉淀物可进入选矿系统回收其中的有用矿物。
(2)洗矿废水。这类水含大量悬浮物,通常经沉淀后澄清水回用于洗矿,沉淀物根据其成分进入选矿系统后排入尾矿系统。有时洗矿废水呈酸性并含有重金属离子,则需作进一步处理,其废水性质与矿山酸性废水相似,因而处理方法也相同。
(3)冷却水。这类水指碎、磨矿设备油冷却器的冷却水和真空泵排水,其只是水温较高,往往被直接外排或直接回用于选矿。
(4)石灰乳及药剂制备车间冲洗地面和设备的废水。这类废水主要含石灰或选矿药剂,应首先考虑回用于石灰乳或药剂制备,或进入尾矿系统与尾矿水一并处理。
(5)选矿废水。这类废水包括选矿厂排出的尾矿液、精矿浓密溢流水、精矿脱水车间过滤机的滤液、主厂房冲洗地面和设备的废水,有时还有中矿浓密溢流水和选矿过程中脱药排水等。这是选厂废水的主要来源,其有害成分基本相同,尾矿液更含有大量的悬浮物。
3.5.2.2 选矿废水的治理与循环利用
针对上述废水中的污染,可以采用的处理单元分别如下所述。(www.xing528.com)
(1)悬浮物:主要采用预沉淀、混凝/沉淀法。
(2)酸碱性废水:废水相互中和法、尾矿碱度中和酸性。
(3)重金属离子:调节原水pH值共沉淀或浮选技术、硫化物沉淀、石灰-絮凝沉淀、吸附技术(包括生物吸附)、螯合树脂法、离子交换法、人工湿地技术。
(4)黄药、黑药:铁盐混凝/沉淀法、漂白粉氧化、Fenton氧化降解法、人工湿地技术。
(5)氰化物:自然净化法、次氯酸盐/液氯氧化、过氧化氢氧化法、铁络合物结合法、难溶盐沉淀法、酸化-挥发-再中和法、硫酸锌-硫酸法、二氧化硫-空气氧化法、电解氧化法、臭氧氧化法、离子交换法、生物降解法、人工湿地技术。
(6)硫化物:与含重金属废水互相沉淀、吹脱法、空气氧化法、化学沉淀法、化学氧化法、生化氧化法。
(7)化学耗氧物:混凝/沉淀、生物降解、高级氧化、吸附法。
矿业废水是一个混合体系,其中的污染物几乎囊括了上述列出的种类,因此针对这种废水的处理工艺是要将各单元技术有机地配合使用,而且在其中要考虑到矿山中相关资源的合理利用,譬如碱性尾矿中和酸性废水、矿山中石灰用于调节原水pH值和沉淀的药剂等。在废水处理过程中,首先可以采用预沉淀和混凝-沉淀技术去除悬浮物,然后再考虑水中剩余的污染物的控制技术。至于废水处理过程中产生的污泥,如果含有可利用的金属资源,就可以返回选矿工艺中进行重新分选,如果有用成分很少,就可以进行污泥脱水和稳定化,然后按照常规的污泥处置技术进行处理。
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