西藏某銅鉛鋅選礦廢水處理及回用探析

唐燦富

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410005)

西藏某銅鉛鋅選礦廢水處理及回用探析

唐燦富

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410005)

出于對拉薩河水體保護要求,對西藏某銅鉛鋅礦選礦廢水進行處理并全部回用,實現(xiàn)廢水的零排放。排放廢水中主要含有重金屬離子和部分有機污染物,采用“混凝沉淀—ClO2氧化—曝氣—吸附—調(diào)pH值—回用”處理工藝,可有效去除廢水中的重金屬離子及有機污染物,滿足廢水回用生產(chǎn)的要求,實現(xiàn)廢水的零排放目標。

選礦廢水;混凝沉淀;ClO2氧化;回用生產(chǎn);零排放;

選礦廠碎礦和選礦過程中外排的廢水稱為選礦廢水。在有色金屬選礦中,處理1 t礦石浮選法用水4～7 m3,重選用水20～26 m3,浮磁聯(lián)選用水23～27 m3,重浮聯(lián)選用水20～30 m3,大部分消耗的水量伴隨尾礦以尾礦漿的形式從選礦廠流出,經(jīng)過尾礦庫的沉積作用自凈后排放[1]。在浮選過程中,為了有效地將有用組分選出來,需要在不同的作業(yè)加入大量的浮選藥劑,部分金屬離子、懸浮物、有機和無機藥劑的分解物質(zhì)等,都殘存在選礦廢棄溶液中,形成含有大量有害物質(zhì)的選礦廢水。直接排放該選礦廢水,將對環(huán)境造成嚴重污染[2]。

由于生產(chǎn)所耗水量較大,若直接排放將是對水資源的極大浪費,同時經(jīng)過實驗研究,選礦廢水經(jīng)過適當處理可回用于生產(chǎn),具有顯著的經(jīng)濟效益。

1 選礦廢水的水量及水質(zhì)

1.1 選礦廢水的水量

西藏某銅鉛鋅選礦生產(chǎn)采用銅、鉛、鋅復合浮選工藝,選礦廢水主要由以下幾部分組成:銅精礦溢流水、鉛精礦溢流水、鋅精礦溢流水、地面衛(wèi)生水、尾礦廢水等。通過對選礦生產(chǎn)過程系統(tǒng)的調(diào)查,選礦廢水水量統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 選礦廢水水量統(tǒng)計結(jié)果

1.2 選礦廢水水質(zhì)

選礦生產(chǎn)廢水中都不同程度地含有重金屬離子及選礦藥劑,如Cu、Pb、Zn、黃藥、松醇油、硫化物、氧化物、酸、堿等,pH值高。選礦廢水水質(zhì)見表2。

表2 選礦廢水水質(zhì)mg/L

從表2可知,選礦廢水若直接外排,超標因子為pH、S2-以及COD、SS等,但是污染濃度并不高,這主要是因為經(jīng)過尾礦庫的沉降截留作用所致。同時經(jīng)實驗研究得到廢水若經(jīng)自然降解后直接回用于生產(chǎn),將導致鉛精礦中鋅含量過高,影響產(chǎn)品質(zhì)量,而且所產(chǎn)生的選礦廢水中重金屬離子的富集將進一步惡化選礦指標,因此要將選礦廢水回用作選礦用水,必須進行適度處理。

2 工藝流程的確定及特點

2.1 工藝流程的確定

通過對尾礦庫出水水質(zhì)的分析可知,廢水若外排,pH、S2-以及COD、SS等均存在一定程度的超標,若回用于生產(chǎn),在循環(huán)過程中重金屬離子等將會不斷富集,造成水質(zhì)不斷惡化,影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此主要針對以上超標因子及重金屬離子進行去除。

對于重金屬離子的去除,化學沉淀法無疑是一種應用最廣泛、處理效果最佳的處理方法[3]。該項目采用混凝沉淀法,通過投加硫化鈉和絮凝劑,在去除部分重金屬離子的同時,還能有效去除大部分SS和COD。

選礦廢水中COD主要是由于選礦過程中加入的浮選藥劑所導致,屬于低濃度有機廢水,不宜采用生化處理,該項目采用ClO2化學氧化法進行降解, ClO2是一種強氧化劑,具有極強的氧化能力,能將廢水中絕大部分有機污染物進行降解。然后采用鼓風曝氣,一方面進一步氧化去除廢水中的有機物,一方面去除廢水中殘存的ClO2。

為了盡可能降低廢水中殘存的重金屬離子和有機污染物,在最后設置一道爐渣吸附工序,出水再調(diào)整pH值后可回用于生產(chǎn)。

工藝流程如圖1所示。

圖1 處理工藝流程圖

2.2 工藝流程的特點

1.采用混凝沉淀+ClO2氧化+爐渣吸附工藝,工藝流程簡單,處理效果穩(wěn)定。

2.采用物化處理工藝和爐渣吸附工序,操作維護簡單,運行成本較低。

3.產(chǎn)生的污泥輸送回尾砂庫,可省去污泥處理,有效降低工程投資,也減少了人工勞動強度。

3 處理效果及運行情況分析

3.1 處理效果

本項目2011年建成投入運行,處理效果較為明顯。經(jīng)處理后的廢水無色、無刺激性氣味,出水水質(zhì)見表3。

表3 處理后廢水水質(zhì)mg/L

出水水質(zhì)結(jié)果表明,處理后廢水完全達到排放標準,并可100%循環(huán)利用。經(jīng)過一年半的運行情況,未對選礦工藝指標產(chǎn)生不利影響。

3.2 運行情況分析

本工程選擇的工藝流程簡單可靠,工藝設備較少,水泵、風機等均為常用的機械設備,出現(xiàn)故障的幾率低,因此保障污水處理設施正常運行的風險比較小,污水處理效果穩(wěn)定。

處理運行費用主要包括電費及藥劑費用,根據(jù)運行統(tǒng)計數(shù)據(jù),每月處理水量平均為120 000 m3,電費為24 000元,藥劑費用為36 000元,折合處理每噸廢水為0.5元/m3。回用水按照0.6元/t計算,本項目每月可節(jié)約水費72 000元,經(jīng)濟效益也非常顯著。

4 結(jié) 論

1.選礦廢水采用混凝沉淀—ClO2氧化—曝氣—吸附工藝,混凝沉淀去除部分重金屬離子和選礦藥劑,采用ClO2對廢水進行氧化處理,進一步去除廢水中的COD和硫化物,曝氣去除余氯,吸附強化處理效果,處理后的選礦廢水無色、無刺激性氣味,水質(zhì)良好,符合國家污水綜合排放標準的GB8978-96一級水質(zhì)標準,而且滿足100%生產(chǎn)回用水的要求,實現(xiàn)選礦廠廢水的零排放。

2.處理后廢水全部回用于生產(chǎn),可節(jié)約大量的新鮮用水,不但實現(xiàn)了節(jié)能減排,還能創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益。

[1] 羅仙平,謝明輝.金屬礦山選礦廢水凈化與資源化利用現(xiàn)狀與研究發(fā)展方向[J].中國礦業(yè),2006,15(10):51-56.

[2] 唐錦濤.選礦廢水的危害及防治[J].工程設計與研究,1992, (3):41-45.

[3] 趙永斌,袁增偉,戴文燦,等.混凝吸附處理選礦廢水的研究[J].廣東工業(yè)大學學報,2001,18(4):94-97.

Abstract:Flotation wastewater in a Cu-Pb-Zn Mine in Tibet was treated and reused to achieve zero release for the Lhasa river water protection requirements.The wastewater mainly contained heavy metal ions and some organic pollutants.The process of“coagulation sedimentation-ClO2oxidation-aeration-adsorption-adjust pH-reuse”was used,which could effectively remove the heavy metal ions and organic pollutants in wastewater,meet the production requirements,and achieve zero release.

Key words:flotation wasterwater;coagulation sedimentation;ClO2oxidation;wastewater recycling;zero release

Analysis on Flotation Wastewater Treatment and Recycling in a Cu-Pb-Zn Mine in Tibet

TANG Can-fu
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

X703

A

1003-5540(2012)04-0055-03

2012-06-20

唐燦富(1977-),男,助理工程師,主要從事環(huán)境保護、治理工作。