陳 瑜

(遼寧科技大學(xué)，遼寧 鞍山 114000)

0 引言

國(guó)內(nèi)金礦選礦廠的主要廢水流程是通過(guò)精尾礦的壓濾、除塵、洗礦、冷卻、沖洗和排水等步驟，該過(guò)程復(fù)雜、排放量過(guò)大，且含有眾多的重金屬離子和固體的懸浮物等等[3]。而全浮選技術(shù)處理的金礦廢水礦物有害成分有所降低。但想要實(shí)現(xiàn)選礦廠的清潔化生產(chǎn)，還應(yīng)引進(jìn)循環(huán)利用廢水處理技術(shù)，它不僅降低外排廢水對(duì)大自然的影響壓力，也對(duì)回水有全新的利用，進(jìn)而減少新鮮水量和尾礦庫(kù)的負(fù)擔(dān)。

1 金礦選礦廢水的一般情況

傳統(tǒng)金礦廠處理金礦石有以下兩種常用辦法：

1)全浮選工藝，即通過(guò)多種化學(xué)藥劑與尾礦物的相互作用，利用礦石之間表面的化學(xué)特性的差異，以便有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)礦物的分離。

2)全泥氰化浸出工藝，即先將金礦石細(xì)碎磨制礦漿，之后通過(guò)氰化浸出、活性炭吸附等二次處理，實(shí)現(xiàn)礦石的回收。

以上兩種方法對(duì)金礦石的產(chǎn)出非常有利的，但廢水排出當(dāng)中的污染較大。

2 金礦廢水污染物處理方法及改良

2.1 選礦廠各種廢水處理方式

2.1.1 含懸浮物廢水的處理

1)自然沉淀

選礦廠含懸浮物廢水有尾礦、濕法收塵及沖洗地面水等。尾礦水一般用于尾礦庫(kù)的沉淀，而濕法收塵及沖洗地面水則進(jìn)入沉淀池或濃縮池進(jìn)行沉淀。以時(shí)間為單位進(jìn)行放置，一段時(shí)間后固液分離，將分理出的上清液回用于生產(chǎn)或直接排放。

2)投加藥劑沉淀

以桃林選礦廠尾礦水為例，該尾礦水中含有水玻璃和油酸，且在磨礦過(guò)程中礦石粒級(jí)過(guò)細(xì)，使得細(xì)粒尾礦懸浮于水中，長(zhǎng)時(shí)間不能澄清。因此需要投加化學(xué)藥劑如三號(hào)絮凝劑或石灰以取得較好的澄清效果。最后該廠的石灰投入量約為礦漿量的0.3%～0.5%。

2.1.2 含氰廢水的處理

在目前大多數(shù)選礦廠的廢水處理方面來(lái)講，基本上是以自然凈化的方式，將污水倒入一個(gè)較大的容器中，先讓污水在容器內(nèi)部靜置，以時(shí)間為單位放置，最終得到其中的懸浮物的沉淀，進(jìn)而可以通過(guò)其他技術(shù)再次對(duì)污水污物進(jìn)行處理。由于某些礦物的組成成分單一，在礦廠的生產(chǎn)使用中所占比例較大，其產(chǎn)出的廢料較少，所以以上處理方法對(duì)于我國(guó)少數(shù)礦物來(lái)說(shuō)是完全適用的。然金礦選礦廠含氰廢水主要為氰化貧液，含氰量較高，一般在200 ml/g以上。因此，單一通過(guò)自然凈化的方式不足以達(dá)到使廢水達(dá)標(biāo)的處理效果，就我國(guó)目前的處理方法來(lái)看，主要是以下四種排污處理[4,5]：

1)物理吸附法：通過(guò)利用多種多孔性吸附劑來(lái)吸附廢水中的污染物，該處理方法能夠大幅度降低吸附后污水再次處理的強(qiáng)度與難度，但常見(jiàn)的吸附劑原材料成本較高，對(duì)礦廠與企業(yè)并不是十分適用；而選擇爐渣和煤渣燈等原材料，雖然降低了成本的價(jià)格，可在后續(xù)的處理過(guò)程中并不能保證與高成本的吸附劑有著同樣的優(yōu)良效果。因此，有一些小型企業(yè)會(huì)在氰化物處理的工藝中利用活性炭的重復(fù)使用率，來(lái)降低后續(xù)對(duì)污水廢物的處理資金。

2)化學(xué)沉淀法[6]：老一輩的污水處理中，氧化沉淀工藝為我國(guó)金礦主要處理手段，旨在使重金屬砷從污水廢物中實(shí)現(xiàn)分離。但是在近幾年的逐漸實(shí)踐與研究中，處理三價(jià)砷的沉降物的穩(wěn)定性亟待進(jìn)一步考察，且具有相當(dāng)大的毒性，并不符合我國(guó)對(duì)污水廢物排出的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實(shí)踐中，必須讓三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷，之后再進(jìn)行下一步處理，既保證五價(jià)砷形成沉淀物性質(zhì)的穩(wěn)定，也能使沉淀物的毒性降低并控制污水排放指標(biāo)在國(guó)家允許的范圍內(nèi)。

3)過(guò)濾法：過(guò)濾法是選礦廠廢水處理最原始古老的思路，而現(xiàn)代有一種連續(xù)自動(dòng)過(guò)濾器，在繼承傳統(tǒng)思路的同時(shí)，也有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該處理器以逆流為主要原理，將廢水從進(jìn)水管進(jìn)入，通過(guò)底端的布水器之后，自下而上地經(jīng)過(guò)濾床，流下來(lái)的濾液則在溢流孔處排出。濾床上被過(guò)濾的濾料在洗沙器中進(jìn)行清洗，浮在上方的雜質(zhì)通過(guò)換洗的清洗口處排出，剩下的濾料再次返回洗沙床，重復(fù)上述步驟。連續(xù)自動(dòng)過(guò)濾器在過(guò)濾的過(guò)程中還能同時(shí)進(jìn)行反洗步驟，使其不停地過(guò)濾來(lái)達(dá)到不停產(chǎn)的要求；而濾后的廢料再次返回該系統(tǒng)中進(jìn)行多次處理，也在有效利用礦產(chǎn)資源。這種儀器常用于飲用水、地表水、工業(yè)用水和污水處理廠的深度處理。

4)電化學(xué)法：即通過(guò)對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行電解，把顆粒碳等惰性物質(zhì)作為陰極，把鐵作為陽(yáng)極，進(jìn)而將整個(gè)廢水處理池構(gòu)成了一個(gè)原電池。在原電池反應(yīng)中，通過(guò)氧化還原等化學(xué)反應(yīng)，使陽(yáng)極中的鐵得到還原，并于水中電離出的氫氧根離子結(jié)合，生成絮狀物的沉淀。由此可見(jiàn)，這種方法對(duì)重金屬的氧化物還原起到了非常好的效果，同時(shí)，也是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)污水處理的一種新型方法。對(duì)于上述提到的方法中，可以比較出電化學(xué)法的優(yōu)勢(shì)有選擇性良好、去除效果強(qiáng)、占地面積小以及無(wú)二次污染等。此外進(jìn)行預(yù)處理的重金屬還可以被回收加以利用，從而達(dá)到資源被循環(huán)利用的特點(diǎn)。

2.2 金礦選礦廢水處理方法改良

據(jù)上述方法的介紹，目前金礦廢水的處理方法多以自然凈化為前提，再以多種化學(xué)藥劑的方法進(jìn)行大范圍的處理，之后再進(jìn)行進(jìn)一步的處理。以含氰化物廢水處理為例，在整個(gè)處理過(guò)程中，以化學(xué)沉淀為核心手段，把電解作為備選環(huán)節(jié)。在分部的沉淀過(guò)程中，分別對(duì)硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁等3種常用混凝劑進(jìn)行分析與比較，最終得出結(jié)果為硫酸亞鐵的處理效果更優(yōu)。

對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步調(diào)整完善后發(fā)現(xiàn)：

1)自然凈化在整體金礦廢水處理中沒(méi)有十分完全的改進(jìn)與操作空間。

2)電解環(huán)節(jié)是保證后續(xù)生產(chǎn)礦石排放廢水必不可少的方法之一。

3)化學(xué)沉淀處于整個(gè)廢水處理之中最可以進(jìn)行完善的環(huán)節(jié)。

4)離子交換法在礦廠處理中投入的成本較高，使得整體廢水池的臭氧氧化難度擴(kuò)大，其臭氧氧化程度也并不能得到很好的實(shí)施，也不大可能對(duì)鐵的化合物和鐵氰化合物進(jìn)行有效的化學(xué)分解，從而提取到可進(jìn)行回收再利用的某些自然金屬。

在3種試驗(yàn)方案里，通過(guò)對(duì)單獨(dú)使用3種混凝劑和將助凝劑分別加入3種不同的混凝劑，兩種不同方法對(duì)所得到的重鉻酸鹽的去除率進(jìn)行測(cè)定，得到總體成下降的趨勢(shì)，且加入助凝劑的去除率高于單獨(dú)使用混凝劑的去除率。

3 金礦廢水的循環(huán)利用

廢水回用是多金屬礦選礦廢水處理中最為簡(jiǎn)單、有效的方法。試驗(yàn)表明，采用循環(huán)利用法處理后的循環(huán)水可以繼續(xù)使用，絲毫不影響礦廠的選礦指標(biāo)，而且基本實(shí)現(xiàn)選礦廢水的封閉循環(huán)，實(shí)現(xiàn)無(wú)污染、零排放的環(huán)境效益[7]。

通過(guò)查閱資料可以發(fā)現(xiàn)，許多常見(jiàn)的礦物礦廠的污水處理已經(jīng)達(dá)到我國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以排出或?qū)ζ湓俅卫?，而往往二次或多次利用的價(jià)值效果并不是特別明顯。但稀有礦物金礦與常見(jiàn)的礦物并不相同，它在對(duì)外排出的廢水中檢測(cè)到含量較高的可回收金，所以可以對(duì)其再次進(jìn)行污水循環(huán)利用。有超過(guò)3次以上甚至是超過(guò)6次以上的應(yīng)用實(shí)例，之后再結(jié)合污水凈化處理和再利用，對(duì)于部分金礦山來(lái)說(shuō)也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

1)選礦廠廢水進(jìn)行處理時(shí)，一般應(yīng)充分利用尾礦庫(kù)進(jìn)行澄清及自然凈化，如果達(dá)不到排放要求是，可加入絮凝劑、化學(xué)藥劑或用其他方法進(jìn)行處理。使用化學(xué)藥劑時(shí)，盡量使用一種藥劑。

2)所使用的化學(xué)藥劑應(yīng)該選用低毒、無(wú)毒、高效或污染情況較輕、價(jià)格合適的藥劑。而選礦廠廢水處理最為常見(jiàn)的藥劑為石灰。

3)分析廢水的組成，循環(huán)利用廢水[8]，以廢治廢，從源頭杜絕了環(huán)境污染源，保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行，將企業(yè)的選礦成本降低，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的“三統(tǒng)一”。

綜上所述，我國(guó)的礦山開(kāi)發(fā)逐漸趨于完善，近年來(lái)也有許多新型污水處理方法的涌現(xiàn)，例如酸堿中和技術(shù)、混凝沉降技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)和人工濕地污水處理技術(shù)等。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該大力推進(jìn)廢水循環(huán)系統(tǒng)的建立，配合多種污水處理手段，加強(qiáng)技術(shù)的更新，采取最先進(jìn)的方法減少?gòu)U水的排放，節(jié)約水資源，讓礦山的環(huán)境和周邊群眾的生活變得更美好。