韓兆龍

中鐵資源伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司 黑龍江伊春 152500

重金屬元素和礦石是廢水中的主要有毒有害物質(zhì)，難以在自然環(huán)境中分解，并且可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期毒性。這些有毒有害物質(zhì)通過食物鏈進(jìn)入人體后，將引起遺傳和染色體改變，從而導(dǎo)致殘疾和畸形。直接排放廢水會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大影響，并極大地?fù)p害環(huán)境居民的生命。從節(jié)約水資源，保護(hù)環(huán)境和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，排水?dāng)?shù)據(jù)的處理和再利用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 選礦廢水的來源

選礦廢水是生產(chǎn)過程中所有外排水的總稱，主要包含選礦過程中的尾液、濃縮精礦的溢流水、精礦脫水的濾液、機(jī)械設(shè)備冷卻水、除塵系統(tǒng)外排水、廠房地面(設(shè)備)沖洗水及浮選藥劑廢水組成[1]。其中，濃縮精礦溢流水的含量小于5%;而選礦過程中產(chǎn)生的廢水約占95%。由于我國(guó)礦石資源品質(zhì)低，選礦工藝復(fù)雜，造成我國(guó)選礦廢水具有排放量大、重金屬離子種類多、固體懸浮物含量高和浮選殘留藥劑濃度高的特征;因此，這對(duì)礦山廢水的治理提出更高的要求。

2 選礦廢水中污染物的危害性分析

在磁選、重選和浮選等選礦過程中都會(huì)產(chǎn)生選礦廢水。處理不同礦石產(chǎn)生的選礦廢水中含有的污染物也不盡相同，在礦石磁選過程中廢水中的污染物主要為懸浮物;在浮選過程中廢水中的污染物為選礦藥劑及重金屬離子等。未經(jīng)處理的選礦廢水不僅污染礦區(qū)周邊的環(huán)境，同時(shí)在回水利用時(shí)也會(huì)影響精礦質(zhì)量。

2.1 對(duì)環(huán)境的危害

選礦廢水對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境影響較大。選礦廢水有時(shí)呈強(qiáng)酸性或者強(qiáng)堿性，在進(jìn)入到河流中后改變河流的水質(zhì)，嚴(yán)重者導(dǎo)致河流中的生物死亡。選礦廢水中含有的重金屬元素被動(dòng)植物吸收后不僅危害動(dòng)植物的健康，同時(shí)重金屬元素隨著食物鏈進(jìn)入到人體中，對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在的危害。浮選廢水殘留有浮選藥劑，以黃藥為例，黃藥在酸性條件下可以自然分解為CS2，對(duì)環(huán)境有較大危害。在研究磷礦選礦廢水對(duì)環(huán)境的危害時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果磷礦選礦廢水直接排放可能會(huì)導(dǎo)致水體的pH 值升高，抑制水中微生物的生長(zhǎng)和發(fā)育;磷礦選礦廢水含有的磷元素也會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。為了減輕和消除選礦廢水對(duì)周圍環(huán)境的影響，處理選礦廢水刻不容緩[2]。

2.2 金屬離子的影響

選礦廢水中含有的金屬離子主要來源于選礦藥劑中的金屬離子，以及在礦石磨礦過程中發(fā)生氧化或溶解而產(chǎn)生的金屬離子。這些金屬離子可以通過水解反應(yīng)改變礦漿的pH 值，進(jìn)而影響浮選效果。有的金屬離子可與浮選藥劑反應(yīng)而消耗藥劑，有的金屬離子與浮選藥劑結(jié)合后形成沉淀，覆蓋在礦粒表面上，阻礙捕收劑與礦物之間的相互作用。郗悅等人在研究溶液中的Ca2+對(duì)菱鎂礦浮選行為的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在油酸鈉浮選體系下，Ca2+在礦漿7 ≤pH ≤12 情況下對(duì)菱鎂礦浮選具有較強(qiáng)的抑制作用，Ca2+對(duì)菱鎂礦的浮選具有抑制作用。在研究利用亞鐵沉淀法去除選礦廢水中的黃藥試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著亞鐵離子用量的增加，廢水中黃藥的含量逐漸降低，由此說明在以黃藥作為捕收劑的浮選體系中，亞鐵離子的存在會(huì)降低浮選效率。

3 新技術(shù)在礦山廢水處理過程中的應(yīng)用

3.1 人工濕地法

人工濕地法是利用濕地中基質(zhì)、植物以及微生物相互作用的一種廢水處理法。該方法具有投資少、能耗低、操作方便、易維護(hù)、綠色環(huán)保和廢水處理效率高等優(yōu)點(diǎn);目前，人工濕地法已逐漸應(yīng)用到各種廢水的處理，如城市污水、工業(yè)廢水和礦山廢水等。人工濕地法是小型的生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)部的廢水凈化過程包含物理吸附、化學(xué)反應(yīng)與生物作用三個(gè)方面;物理作用是指基質(zhì)層對(duì)廢水中懸浮物的過濾、截留;化學(xué)作用主要指土壤基質(zhì)中存在的陰、陽(yáng)離子及具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽與廢水中的陽(yáng)離子、陰離子發(fā)生反應(yīng)(如形成沉淀、物理化學(xué)吸附和離子交換反應(yīng))，達(dá)到去除廢水中的重金屬離子的效果;而生化作用指利用微生物在好氧、兼氧及厭氧狀態(tài)下對(duì)殘留有機(jī)污染物進(jìn)行降解(如開環(huán)、斷鍵、分解成小分子)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的去除[3]。

3.2 微生物處理法

微生物處理選礦廢水的機(jī)理主要為微生物中含有大量的基團(tuán)如羥基、羧基和氨基等，在水中可以與重金屬離子絡(luò)合;同時(shí)部分的微生物也具有氧化作用，可以降解水中的COD，不僅如此，微生物還具有一定的絮凝作用，使得水中的雜質(zhì)與水分離。尹業(yè)興等用產(chǎn)堿桿菌（Alcaligenessp．）DN25 處理金礦選礦廢水和礦渣浸出液中的氰。其試驗(yàn)結(jié)果表明，在處理時(shí)間23h 后選礦廢水中總氰的含量符合國(guó)家水質(zhì)要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。微生物處理選礦廢水具有成本低、處理效果好、工藝較為簡(jiǎn)單及不會(huì)造成二次環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。但是微生物處理選礦廢水需要特定的微生物，在處理的前期需要對(duì)微生物選育和馴化，且微生物處理選礦廢水的周期較長(zhǎng)。

3.3 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是利用人工合成或天然膜，借助化學(xué)位差或外部能量的動(dòng)力，對(duì)混合物進(jìn)行分離—濃縮—富集。采用隔油—超濾—反滲透工藝處理某磷礦選礦廢水，可將廢水中分散的浮選藥劑集聚后分離，浮選藥劑的回收率達(dá)90%左右，并通過反滲透過程除去廢水中的殘余離子，處理后的水可循環(huán)使用。

3.4 自然沉降法

在鉛鋅礦中，處理選礦廢水的最簡(jiǎn)單方法是自然沉降，這也是國(guó)內(nèi)鉛鋅礦山廣泛使用的處理辦法。重力沉降等自然因素會(huì)在一定程度上降解尾礦池廢水中的有害物質(zhì)。選礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)過尾礦輸送系統(tǒng)，進(jìn)入尾礦庫(kù)自然沉降，自然沉降處理過后的水經(jīng)過回水系統(tǒng)，進(jìn)入選礦車間，重復(fù)使用。

4 結(jié)語

在礦山開發(fā)利用的過程中要特別注意保護(hù)地下水環(huán)境，防止地下水污染，甚至可以通過一定的措施對(duì)地下水質(zhì)量進(jìn)行改良。加強(qiáng)污水排放控制，在地下水補(bǔ)給區(qū)建立污染防護(hù)區(qū)，禁止在防護(hù)區(qū)內(nèi)排放污染廢水、堆放污染物及從事其它可能造成地下水污染的活動(dòng)。