打开文本图片集

摘要：在选矿作业过程中会产生大量的废水，并且废水当中的成分构成相对比较复杂，存在大量的有毒有害性物质，如果没有经过正确的处理直接进行排放，会造成严重的生态环境污染。对此，如何做好选矿废水处理受到了相关工作单位的高度重视。基于此，本文首先针对选矿废水的主要来源及其危害性进行分析，并且对选矿废水处理和回用技术的研究工作进展进行探索，保证选矿废水处理工作质量效率，避免对生态环境造成严重的破坏，实现矿产企业单位的良好经济效益和环境保护效益，为选矿工作的可持续性发展提供一定的参考和借鉴。

关键词：选矿废水；回用技术；危害；处理

当前随着我国矿产产业到不断向前发展，选矿厂的建设规模正在快速扩张，同时选矿厂在生产工作过程中所产生的大量选矿废水排放问题也愈加严重，根据相关工作人员的统计分析得出，选矿废水是我国工业废水排放工作中非常主要的组成部分，并且每年我国在选矿废水的实际排放量上可以达到2亿吨，在我国有色金属产业发展过程中，占到工业废水排放总量的30%以上。现阶段，选矿废水的处理工作，主要采用的是废水处理达标之后直接进行排放，或者是处理完成之后实施循环使用。

1选矿废水的来源与危害性

矿物选矿废水的主要来源有三个方面，即在选矿过程中，矿石破碎、磨矿、浮选等工艺会产生含有化学药剂的废水，主要污染物是金属离子和重金属，具有化学毒性、放射性和生物毒性。选矿废水的特点主要包含：1）浓度高。金属矿物选矿废水中重金属污染浓度很高，超过国家排放标准几十倍到几百倍，而矿物选矿废水具有污染物浓度高，可生化性差，毒性大，需要采取一些有效措施控制其污染程度，金属矿物选矿废水中污染物含量多，颜色深，一般呈黑色、黄褐色、红色或灰色，可使地面、水体和空气中形成污染层，不能进行再利用；2） COD值高；金属污染物难降解物质含量高；3）毒性大。矿石选矿废水中的污染物多为金属和非金属，如重金属、有机氯农药和难降解的难生物降解性的重金属等污染物；4）浓度高，成分复杂，金属选矿废水中矿物组分十分复杂，而且含有各种类型的矿物；5）悬浮物含量高[1]。金属矿物选矿废水主要为固体颗粒物质，悬浮物含量高；而悬浮物是污染物的载体，易随水流失；6）难生物降解，一般需要经过数年到数十年才能降解；7）可生化性差。在水质不变的情况下，不同类型及不同性质物质在废水中的溶解度和生物活性有很大差异。矿物选矿废水在一般情况下，很难自然净化成饮用水或直接排入地表水中而不产生二次污染；然而在某些情况下或条件下却可以实现净化处理；8）对环境的污染程度大，矿浆中的悬浮物浓度较高，矿浆中含有较多的矿物颗粒、矿物悬浮物（即固体悬浮物）和脉石（含在矿浆中，并悬浮在废水中，矿浆浓度越高时产生的废水水质越差，对环境污染也就越大。

2选矿废水处理及回用技术进展

选矿废水中含有的金属离子、矿物表面活性剂等成分，不仅会影响到水体水质，还会对生态环境造成破坏。近年来，我国越来越重视矿业的发展，矿山企业规模不断扩大，废水排放量也随之增加。根据环保部《全国矿产资源规划（2016-2020年）》要求，矿山选矿废水排放标准由一级B提高到一级A排放标准。选矿废水作为矿山废水中的重要一类，其处理及回用问题一直是众多学者研究的热点。根据处理技术及回用于选矿厂工艺的不同，可将选矿废水分为两类：1）循环水处理回用：采用氧化法或化学沉淀法处理选矿废液。2）含重金属离子废水处理回用：采用物理处理法进行回收利用[2]。

2.1水玻璃的去除方法

水玻璃作为一种固体表面活性剂，对生态环境造成严重影响，为解决这一问题，在选矿废水处理工作中需要不断探索去除方法，并取得良好的效果。第一，氧化法。根据其脱除原理可分为3种：即碱液脱酸、碱液还原及酸碱中和，其中碱金属、碱土金属的去除效果最好。

该方法是在选矿废水中加入氧化剂，利用自由基对胶体中的游离态或反应性基团进行氧化，从而达到脱除目的。第二，酸碱中和法。通过中和使其与废水中的物质发生反应并生成沉淀去除废水中的固体污染物时，此过程称为化学还原反应或碱金属还原反应；第三，氧化-酸洗-氧化-还原法，这种方法利用酸溶液与悬浮固体之间存在的络合作用对废水中污染物进行处理，并将絮凝剂投加在水中使絮凝沉淀。

通过使用水电解处理工作方法，也可以快速去除废水当中到水玻璃，相关研究工作人员通过长期到摸索，发现出一种新型白钨选矿废水的处理技术方法，如图1，该工艺可以通过采取电解法，去除废水当中大部分的有机物质和水玻璃，然后通过使用混凝剂，进一步去除剩下的有机物质和水玻璃，最后对废水进行氧化处理，去除选矿废水当中的剩余有机物。经过实验工作结果分析可以看出，该工艺方法对于有机物和水玻璃的去除效率可以达到98%和95%以上[3]。该工艺方法尽管对于选矿药剂具有良好的吸收效果，但是通过电解的方法需要的能源消耗量相对较大，同时在电解工作过程中需要向其中通入一定量的二氧化碳，整个操作和控制存在一定的困难，因此在实用性方面需要得到进一步提升。实验过程如图1：

2.2难降解有机物的去除

选矿废水中的难降解有机物，通常情况下，其在水环境中是不稳定的，在一定条件下可被微生物降解，目前采用的方法主要有：化学氧化法、电解法及生物絮凝法，其中，生物氧化又分为植物氧化法和微生物氧化。选矿废水中常见的难降解有机物，主要有硫酸根离子、硫酸盐离子、氯离子等，可采用化学或生物降解法进行处理回用。化学去除法是通过在废水中加入氧化剂来实现废水中难降解有机物的处理。该方法具有成本低、效率高、无二次污染等优点，在选矿废水处理和回用方面具有广阔的应用前景。生物降解法是利用微生物将难降解的有机物分解为小分子有机物，再利用废水作为后续工艺的原料，达到去除选矿废水中难降解物质的目的[4]。电化学氧化法是通过向废水中投加催化剂来实现废水中难降解物质有效去除的方法，具有成本低、效率高等优点。电解氧化法是利用在选矿废水中加入催化剂，使难降解物质转变为可还原态或可氧化态；再采用电解原理进行回收。电解法制备钛酸钡及钛酸铅，再对其进行改性得到纳米钛酸钡颗粒，将其用于选矿废水处理回用技术中，具有处理成本低、效率高等优点。

2.3选矿废水深度除铁

选矿废水深度除铁主要包括中和沉淀法、絮凝法、活性炭吸附法等，中和沉淀法对于酸性的选矿废水处理工作效果非常明显，通过向废水当中加入一定量的碱性中和剂，可以保证飞机当中的重金属离子，在不同的酸碱环境条件下，氢氧根离子发生反应可以形成氢氧化物的沉淀。中和剂通常情况下选择的是氧化钙和氢氧化钙，为了有效控制前期的经济投入量，如果附近有企业存在碱性废液或者废渣，可以将其作为中和剂来进行使用。通过使用碱性炼铁渣和炼钢渣作为中和剂，可以对酸性的选矿废水进行综合处理，通过利用其良好的吸附性效果，去除废水当中的铜铅等重金属离子物质。中和沉淀法在对选矿废水当中的重金属离子处理过程中效果非常明显，具有操作简单、处理工作效果好、沉淀速度较快等多方面优势，但是其中也存在着废渣产量过大，如果处理不当很容易产生二次污染情况，同时其中也有一些重金属离子需要实施分级沉淀，因此，常用于选矿废水前期处理工作当中。如图2：

对于选矿废水深度除铁来说，常采用药剂投加量、 pH值等工艺参数来控制除铁效果，常用的除铁工艺有混凝法、混凝除铁剂等，絮凝法主要包括物理混凝、生物混凝及混凝剂混凝3种常用方法。1）絮凝法：利用各种絮凝剂与废水中含铁离子相结合并将其转化为难分散的物质，使废水中的含 铁离子变为易分散物质进行回收。化学絮凝法中常用金属氧化物如Al2O3、TiO2等，这些物质可作为絮凝剂在废水中加入；2）物理混联除铁法，主要是利用废水中的溶解性强或吸附性强等特点用物理方法将废水和含铁物分离开来，从而达到废水除铁目的；3）活性炭吸附法：利用活性炭优良的物理吸附性能及对多种污染物的良好适应性可以去除各种含铁离子的废水[5]。其中用于除去选矿废水中铁系污染物效果最好的是活性炭材料。4）硫化沉淀法。硫化沉淀法是利用不同的药剂，如石灰、纯碱、氯化铵、硫酸亚铁等作为混凝剂与矿物或其浸提液进行化学反应，生成不溶于水的沉淀物而分离矿物和回收有用组分。在选矿废水中加入一定量的混凝剂（如石灰或纯碱）进行反应可生成悬浮物，从而降低废水中的重金属离子浓度。对于重金属离子含量较高的矿山水来说，选用硫酸钙作为混凝剂处理重金属污染废水是目前国内外较为常用的方法，而对其他金属离子如锌、铜等进行去除则是比较少用到的方法。由于选矿污水中含有金属离子（如锌、铜等）含量较高，为了避免后续处理对选矿过程产生不利影响，一般采用投加一定量石灰或硫酸锌来调节水质从而达到排放标准。铜铅锌浮精选流程：铜铅浮精选铜锰铁矿尾矿（包括含铜废石）经破碎后进入磨矿流程（主要流程有2次）进行重选，浮选尾矿进行破碎，将浮渣进行水洗工序后进入选别流程（包括粗选、精选等操作），尾矿经粉碎和磁选可获得铜铅锌精矿或铜锌硫精矿。浮选分离出来的粗矿浆和浮选尾浆分别送至尾矿库储存。粗选之后产生废水经过沉淀去除水中的泥沙和沉渣后，再通过过滤除铁和除锌操作将杂质除去后进入反渗透系统进行后续处理，将浓水送至浓水处理装置进行处理后排放。

2.4选矿废水深度回用技术

选矿废水深度回用技术，即是指通过循环水处理系统，将选矿厂生产的高品质循环水作为主要水源，回用于选矿工艺过程中，使其在处理和回收废水中的重金属离子或其他有益物质的同时，将重金属离子浓度降至国家排放标准以下。根据对选矿废水污染物去除情况，可将选矿废水深度回用技术分为两种：1）利用混凝、絮凝等化学方法分离去除废水中重金属离子，利用化学沉淀法处理废水中重金属离子，通过物理方法处理选矿废水池中的高浓度废水。选矿厂处理高浓度选矿废水池中低浓度浓缩废液时，可以不设浓缩池，而采用絮凝沉淀法，在此基础上结合生化工艺进行深度回用的过程就是“厌氧+缺氧”的过程，利用微生物处理或生化方法去除废水中污染物。2）化学沉淀法处理选矿废水。化学沉淀法处理选矿废水的工艺过程包括：加药系统、药剂的投加回收、浓缩池的反冲洗过滤、水解酸化-铁盐还原-混凝沉淀以及絮凝沉淀等工艺过程[6]。化学沉淀法处理的主要污染物为选矿废水中重金属离子，如Cu2+、Zn2+等。化学沉淀法可以使废水中的重金属离子和有毒有害物质发生沉淀或分解，并使重金属离子和有毒有害物质去除到低于排放标准，如《金属矿山企业污染物排放标准》（GB3838-2002）中规定。当需要进行水解酸化-铁盐还原-混凝沉淀处理时，可以不加铁盐而直接进行混凝处理.生物处理法处理方法，包括好氧生化处理法和厌氧微生物处理法，好氧生化处理法是利用各种生物降解作用使废水中污染物浓度降低，达到净化水质目的的方法，目前应用较多的是厌氧细菌处理。厌氧菌一般都具有很强的环境适应能力，对不同浓度包括有毒有害物质废水均有较好的处理效果，对高浓度废水去除率高达80%以上，厌氧微生物可以利用自身所产生的热量来保持其正常生存状态和代谢活动，厌氧微生物能够以自身为食，从而产生能量使水解酸化-铁盐还原-混凝沉淀处理废水中含有大量有毒有害物质（如Cu2+等），当废水中重金属离子浓度低于某一限值时，可以利用生化法进行深度回用。

3结语：

综上，通过废水处理循环使用的方法，充分实现了废水的资源化处理，但是选矿废水当中残留的大量有机物质、选矿药剂、重金属离子以及其他有毒有害性物质等，在废水回用过程中会降低悬浮工作指标，因此为了有效保证选矿废水可以达到标准的回用指标，必须要对选矿废水当中一些难以降解和去除的物质进行有效处理，保证选矿废水使用的安全性。

参考文献

[1]朱春雁，任晓晶，白雪.重金属废水处理与回用技术评价系列国家标准解析[J].标准科学，2021（08）：101-106.

[2]黄俊文.钨及其多金属选矿废水处理及回用技术研究进展[J].现代矿业，2021，37（05）：121-123+127.

[3]赵瑾，胡琳，任皎.有色金属矿山选矿废水处理技术及生产应用[J].世界有色金属，2020（14）：51-52.

[4]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.

[5]刘志成，熬顺福，高延粉，江锐，郑引祥.构建云南省铅锌矿选矿废水处理与回用技术规范的必要性与可行性研究[J].云南冶金，2018，47（04）：99-104.

作者简介：聂世华（1969.9-），男，汉族，本科，湖南祁阳，高级工程师。