有色金属选矿废水处理研究现状与进展

有色金属选矿废水处理研究现状与进展

张剑廷,何伟

152127198709252114

220523197712124410

摘要：有色金属选矿废水常呈酸性或碱性，含有大量以选矿残留药剂、悬浮物及金属离子为主的污染物。随着矿产资源不断被开发利用，此类废水已成为矿山环境、水体及土壤污染的来源之一，若直接将其用于选矿工艺，各类污染物会损害选矿设备、影响选矿流程、降低精矿品质，故此类废水的综合处理已成为我国乃至世界亟待解决的问题。文章对有色金属选矿废水的处理方法进行总结，阐述了近年有色金属选矿废水处理研究现状，展望其未来的发展方向。

关键词：有色金属选矿；废水处理；现状与进展

引言

近年来，我国对有色金属资源的需求高速增长，在工业蓬勃发展的同时，产生的工业废水量也在逐年上升，其中包括有色金属采矿废水，有色金属选矿废水及有色金属冶炼废水等。其中有色金属选矿废水的排放量大，性质与成分复杂，含有大量污染物，若直接排放势必污染周围水体与土壤环境，给自然生态造成严重破坏，危害人类健康。有色金属选矿废水产生后，对其处理至各指标均达标后可直接排放，但直接排放对废水处理工艺要求较高，而在分质回用前，也需针对性处理废水中的污染物，使废水满足回用指标。文章针对废水主要污染物的处理方法，阐述了近年来有色金属选矿废水处理的研究现状与进展。

1黄金矿山选矿废水的意义

选矿废水含有大量悬浮物，若不对其采取适当处理，将对水生生物产生巨大影响。例如，鱼在呼吸时会将悬浮物吸入鱼鳃，导致鳃堵塞，威胁鱼的生命安全。悬浮物阻挡阳光，影响水藻光合作用，从而限制其生长。此外，排放许多悬浮物会堵塞河道、水渠甚至导致土壤板结。如果选矿废水流入生活用水中，其中的悬浮物将带有细菌、病毒等有害物质，给人们带来潜在健康危害。黄原酸盐是淡黄色的粉末，具有刺鼻的气味，而且容易分解。当水被黄原酸盐污染后，水中的生物也会受到异味的影响。黄原酸盐在水中非常不稳定，因其分解产生的硫元素会导致水体出现硫污染，从而进一步加重水的污染程度。氰化物是一种剧毒物质，进入人体后会被胃酸水解为氢氰酸。氢氰酸可被肠胃吸收并进入血液。在血液中，它与细胞色素氧化酶铁离子结合，形成氧化高铁细胞色素酸化酶，破坏氧传递功能，并导致组织缺氧和中毒。虽然水具有自净能力，但清除水中的氰化物需要相当长的时间。如果氰化物在水中长期存在，会对环境和周围居民造成一定影响。在选矿废水中，除了氰化物，硫化物是另一主要污染物。硫化物在空气中被氧化后形成硫酸盐。在酸性条件下，硫化物会产生硫化氢。如果水中硫化氢超标，会影响水中的鱼类，并对人体健康产生影响。硫化物可通过呼吸和皮肤接触而进入人体，长期积聚有害物质可能导致中毒，甚至引发神经系统疾病。

2黄金矿山选矿废水的处理原则

2.1充分利用

在处理黄金矿选矿废水时，应充分利用废水资源。虽然废水中含有许多有害物质，需要采取一系列方法进行处理，但一些物质仍可进行二次应用以节省成本和物质。例如，在处理黄金矿选矿废水时，避免仅依赖化学药剂进行处理，即使选择污染程度较低的化学药剂，仍有可能生成新的污染物。因此，应对废水中的物质进行研究，并利用其中的一些有用物质对废水进行处理，实现废物转换为有用物的目标。

2.2自然沉淀

在对黄金矿选矿废水进行处理时，需要通过自然沉淀等方法去除其中的污染物，达到排放标准后再进行排放。如果废水未达到排放标准，可加入一些药剂如化学药剂、絮凝剂等进行处理。但若仍不能满足排放标准，则应考虑采用其他处理方法。

2.3控制化学药剂的加入数量以及种类

当自然沉淀无法使黄金矿选矿废水达到排放标准时，可加入化学药剂进行处理。但应避免同时使用多种药剂，以防其发生反应并产生新的污染物。若一种化学试剂无法使废水达到排放标准，可根据具体污染情况加入不同类型的药剂，但需控制加入的药剂种类和数量，以避免造成更严重的污染。在加入化学药剂时应慎重，经过科学的计算，选择可控范围内的药剂种类和用量，以保证对废水污染物的有效去除。

3有色金属选矿废水处理研究现状及发展趋势

3.1酸碱中和法

酸碱中和法的原理是通过外加碱性或酸性物质，如硫酸、盐酸、石灰、氢氧化钠、酸性废水、碱性废水等，中和 H+或 OH-，再根据金属离子沉淀物质溶解度的差异调整废液 pH 值。酸碱中和法操作简单且运行成本低，但易导致设备及管壁结垢甚至二次污染。因此，其常与吸附法、化学氧化法、化学沉淀法等技术联用。 研究了一种高效且环保的新技术，即利用废酸处理废水，经处理后的废水回用于白钨矿选别，其粗选回收率提高了 5%。原废水在碱性条件下，Ca2+会生成 Ca(OH)2 沉淀，从而影响白钨矿浮选。但废酸能够降低废水的 pH值，减少 Ca(OH)2 生成，Ca2+更多的以 CaSiO3 的形式沉淀，并吸附废水中的细小颗粒共同沉降。处理某以黄铁矿、闪锌矿和方铅矿为主的酸性选矿废水，其 pH 值为 3～5，含有大量金属离子，Fe2+浓度为 8～12.3 mg/L、Zn2+浓度为 6～30 mg/L、Pb2+浓度为 0.04～0.06 mg/L，Mn2+浓度约 1.95 mg/L，SO42+浓度 800～1200 mg/L，镉、砷含量较低。采用酸碱中和法，处理该选矿废水，向其投加石灰水中和 H+，随着用量的增加，Fe2+、Zn2+、SO42-明显去除，pH 值约在 9 时，三者的去除率可达 90%、97% 和 95%。

3.2尾矿库溢水流回用

当选矿废水到达尾矿库时，会被均匀地混合，有利于尾矿库溢流水获得相对稳定的水质和水量，以便在回用时顺利进行。尾矿库采用沉淀、氧化等方式对其中的选矿废水进行净化处理，帮助尾矿库溢流水中的悬浮物、金属离子等有害物质含量降至极低或完全消除。因此，尾矿库溢流水的水质大大提高，适用范围也更广泛，可帮助保护环境并降低成本。但是在回收利用过程中，尾矿库溢流水中的悬浮物和金属离子可能对选矿生产产生一些影响，可以通过调整浮选药剂用量来减少影响。

3.3选矿废水末端处理回用

选矿废水末端处理回用是将选矿废水进行处理使其达到选矿用水的要求，以便进行回收利用。为了减少占地面积和资金使用，同时方便操作和管理，选矿厂通常会将选矿废水集中处理，遵照最严格的标准进行处理，以满足各项指标要求。因此，单一的处理方法难以满足要求，需要联合多种处理方法进行综合应用，从而更好地达到标准。

3.4膜分离法

膜分离法是处理黄金矿选矿废水的一种方法，通过透过膜的选择性让废水中的混合物有选择性地透过膜，达到净化目的。应用的膜孔径包括微滤膜、超滤膜和纳滤膜等，可以根据不同废水情况选择不同的滤膜。膜分离法在处理选矿废水中取得了良好效果，并具有很多优点。例如，可高效回收有益物质、操作简单安全、节约电能、不会再次污染水等。然而，膜分离法也存在缺点。膜分离法仅适用于低浓度选矿废水的处理，并且设施成本较高。在压力作用下，膜易被堵塞、断丝或污染。因此，日常应定期清理膜以维持其性能，这导致了膜分离法的成本较高。需要注意的是，当前没有技术是完美无缺的，包括膜分离法。

结语

综上所述，随着有色金属选矿废水排放量增加，污染物种类多样复杂化，相较于传统方法更高效、环保，经济可行性更高的新方法也在不断被研发和推广。现有废水处理方法都能够在一定程度上处理多种污染物，但各种方法侧重的处理效果、建设投资和运行成本也各有差异，只有根据废水的实际情况，选择可行性高的处理技术，充分发挥不同方法间的协同作用，才能实现有色金属选矿废水高效资源化利用。

参考文献

[1]胡博 , 黄凌云 , 孙鑫 , 杨思源 , 童雄 . 矿山废水处理技术研究进展 [J].矿产保护与利用 ,2021,41(01):46-52.

[2]杨林昆 , 廖钦桓 , 孙连喜 , 孙琪伟 , 刘春雪 . 黄金矿山选矿废水处理技术及生产应用 [J]. 世界有色金属 ,2021(05):51-52.

[3]敖顺福 . 有色金属矿山选矿废水处理技术及生产应用 [J]. 矿产保护与利用 ,2020,40(01):85-92.

[4]李 超 , 王 丽 萍 . 选 矿 废 水 处 理 技 术 的 研 究 进 展 [J]. 矿 产 保 护 与 利用 ,2020,40(01):72-78.

[5]闫刚 . 关于金矿选矿废水处理技术的分析探讨 [J]. 冶金管理 ,2019(15):127-128.