选矿废水中黄药的处理技术及工艺研究进展

选矿废水中黄药的处理技术及工艺研究进展

陈波

烟台金烨矿山机械有限公司，山东省烟台市264010

摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，选矿工程建设越来越多。选矿废水中残留的黄药毒性较强，蓄积在尾矿坝中或排入天然水体中都会对周边生态环境产生一定的危害性。本文首先分析了黄药主要的处理方法及净化机理，其次探讨了相关的结论与展望，以供参考。

关键词：黄药降解；处理工艺；氧化处理；吸附法

引言

选矿废水循环使用是实现选矿废水资源化利用的重要前提，开发和应用选矿废水处理回用技术，对实现我国实现矿山可持续发展具有重要意义。目前，国内外选矿废水回用处理的主要方法有自然降解法、化学沉淀法、化学氧化法、混凝沉降法、气浮法、吸附法、离子交换法、生物法、膜分离法等。

1黄药主要的处理方法及净化机理

1.1沉降法

简单的选矿废水处理方法有自然沉降法和混凝沉降法。自然沉降法是将选矿生产工作中产生的废水直接汇集于尾矿库，中间不加任何药剂，利用大面积的尾矿库、自然光照和重力沉淀等自然因素作用降解尾矿库废水中的有害物质，并根据后续需要添加调整剂以调整废水为中性外排或者其他性质。谢巧玲采用自然沉降法净化湖南湘西氧化选矿矿选矿废水，净化后的废水与清水按一定比例回用于生产，经过7d连续生产6次循环使用，锌回收率达85%以上，精矿中锌45%左右，废水循环利用率高达98%以上，自然沉降法虽然简单易行，不会产生二次污染，但是自然沉降法处理所需时间长，对酸碱、残留药剂、重金属离子、处理能力相对较弱。对于比重小，聚团速度慢的污染物长常在自然沉降的基础上加入一定量的混凝剂促进或者强化废水污染物的聚团沉淀。

1.2酸化分解法

酸化分解法利用黄药在强酸性介质中易分解生成醇和二硫化碳的原理，通过向溶液中加入盐酸或硫酸降低溶液的pH来加速黄药的分解。随着pH的降低，黄药的分解率也随之增加，当H+浓度达到0.4mol/L时黄药的分解速率最大。若pH进一步降低，将生成质子化的黄原酸，导致黄药的分解速率反而下降。酸化分解法经济实用、处理效果明显，且操作简便，因此在选矿厂使用较多，但需对其分解产物中易造成二次污染的物质进行妥善处理。

1.3吸附法处理

吸附法，尤其对低浓度废水的处理，是去除浮选尾矿中残留有机试剂的一种简单、高效、经济的方法．另外吸附法还具有投资成本低，设计简单，易于操作，对有毒物质不敏感等优点．活性炭作为常用吸附剂材料对低浓度黄药废水效果显著，通过吸附处理可达到排放标准，而对高浓度废水效果不明显，与柱状活性炭相比，粉末状的活性炭比表面积更大，可增大吸附效率。黏土矿物改性后对黄药也具有良好吸的附性能，活性炭负载锆柱撑蒙脱石大大提高了对丁基黄药的吸附，最大吸附量达72.09ｍｇ／ｇ，高岭土通过非共价相互作用（Ｈ键和静电相互作用）吸附黄药到其表面，分子模拟和吸附实验都表明，几乎所有的黄药分子都有序地排列在高岭土表面一个单层中，吸附的黄药垂直于表面的移动比平行方向的移动受到更大的限制。另外，多层氧化石墨烯具有丰富的含氧官能团和较大的比表面积，在去除水溶液中有机污染物方面表现出优异的吸附性能，使其成为去除废水中黄药的优良吸附剂之一。黄药在氧化石墨烯表面的吸附是一个自发吸热过程，黄药分子的亲水头基与氧化石墨烯疏水尾部基团相结合，氧化石墨烯表面含氧官能团之间的分散力是影响吸附的主要因素。

1.4离子交换吸附法

离子交换吸附法是吸附剂（如铜基土）中的阳离子（如Cu2+）被黄药电离产生的阳离子（如K+）部分或全部交换取代后，与黄原酸根离子反应生成金属黄原酸盐和双黄药等稳定产物的方法。实验研究发现，用天然钙基膨润土制成铜基土和HDTMA有机膨润土后，将2种土联用可显著提高黄药的去除率。其机理是铜基土能直接吸附黄原酸根离子，黏土中的部分Cu2+被K+交换后进入溶液，并参与黄药的催化氧化，使其部分转变成稳定的黄原酸亚铜和双黄药；同时，未被交换的Cu2+与黄药直接反应生成黄原酸铜沉淀在蒙脱石层间。然后利用有机膨润土对黄药、黄原酸亚铜及双黄药的物理吸附作用，使废水达到排放标准。采用离子交换吸附法处理高浓度黄药废水效果显著，然而其处理水量小，成本高，不适用于大水量的处理过程。

1.5协同氧化对废水中硫化物的脱除效果

选矿废水中影响选矿废水处理回用的另一个指标为水中的硫化物，在试验过程中，对选矿废水协同氧化处理前后的硫化物浓度进行跟踪分析。选矿废水中硫化物浓度为140~300mg/L，经协同氧化预处理后，硫化物基本脱除，去除率达到85%左右，经预处理后，选矿废水中硫化物被氧化成小分子化合物，有效改善后期反渗透工段进水硫离子氧化导致膜拥堵的现象。

1.6微生物处理

微生物处理黄药废水具有很强发展前景，但是现在存在效率低、抑制性明显、需要加共基质等缺点。因此需要从微生物的发育状态、表面情况、吸附作用和电位方面对微生物降解机理进行深入研究，寻找降解效率高、降解彻底的微生物可能是未来生物处理黄药废水的重点研究方向。

2结论与展望

矿业废水处理不仅关系到矿业产业发展，而且影响周边生态环境安全。现有黄药废水的处理技术很多，但是真正能够在矿企应用的方法却十分有限．主要原因是现有的技术基本都是单一处理方法，造成处理效果不显著、成本过高或者效率低等问题；其次，现在大部分的研究主要是以实验室内的模拟为主，具体应用研究较少；没有形成黄药废水的处理工艺并对工艺进行优化的研究．另外，高低质量浓度黄药废水在处理难易程度、处理成本和工艺选择等方面都有差异，对高低质量浓度黄药废水进行分类处理，可以提高废水处理的环境和经济效益，低质量浓度废水可以最大化的实现回用。对黄药废水的处理方法进行展望，主要有以下几个方面：1）氧化处理技术方面．关注各种氧化剂的中间产物及其毒性，以及对降解产物毒性的评价．氧化处理不仅要实现黄药的去除，而且要实现黄药彻底降解为硫酸盐和ＣＯ2．研发太阳光催化降解催化剂材料，提高尾矿库的光催化效应．2）生物处理方面．深入研究微生物降解的影响因素，通过基因工程手段寻找降解效率高、降解彻底的微生物．3）吸附处理方面．从“以废治废”的角度，利用固体废弃物如煤矸石等开发新的高效吸附剂，改性活性炭材料，提高吸附性能．4）加强对现有去除降解工艺的工程化研究，对于已经成熟处理技术进行应用型工艺流程开发并进行优化，真正实现产业化．5）重金属与选矿药剂之间的复合污染方面的研究也相对缺乏，选矿药剂及其分解产物能够直接影响到沉积物中矿物的结构、形态和组成，从而导致矿物及水体中重金属的迁移转化．这些数据的取得将为未来矿区下游的治理提供重要支持。

结语

综上所述，选矿选矿废水来源广，数量多，污染物复杂多样，直接外排易污染水体，使土壤板结等，回用则消耗药剂、使浮选效果较差、过程不易控制等，所以必须对选矿废水加以处理方可回用或者外排。沉降法、氧化法、吸附法、生物处理法等常见的选矿废水处理方法各有利弊，而光催化降解法、离子交换纤维、可渗透反应墙以及各方法的协同处理效果研究匮乏。

参考文献

[1]刘静静.可渗透反应墙处理铅锌硫化矿选矿废水的实验研究[J].广州化工,2015,43(1):117.

[2]彭新平，陈伟，吴兆清．硫化选矿矿选矿废水处理与回用技术研究[J]．湖南有色金属，2010，26(2)：40-42．

[3]王兵．铜选矿选矿废水处理及回用技术研究[J]．湖南有色金属，2016，32(6)：57-60．