芻議鉛鋅礦選礦廢水的處理及循環(huán)利用措施

繆海花 何建軍

（福建金東礦業(yè)股份有限公司 福建三明 365100）

1 引言

在我國四川省擁有著許多盛產(chǎn)鉛鋅礦的大型礦山，每年會消耗大約300×104m3的選礦水，所有的選礦水都主要以山水為主，同時還會與當?shù)氐木用窆蚕恚斣谟盟母叻迤诤涂菟募竟?jié)里面，很多礦產(chǎn)由于沒有水的供應而導致停產(chǎn)。同時，通過選礦而產(chǎn)生的廢水，會含有重金屬離子以及一些有害的有機物，例如硫化物、Cu2+、黃藥等等，這些物質(zhì)的直接排放，會嚴重的污染環(huán)境，站在節(jié)約資源以及清潔生產(chǎn)的客觀角度上看問題，即必須考慮對廢水進行回收利用。

2 試樣性質(zhì)

試樣可以分為2個部分：一是鉛鋅原礦，其中元素的含量：Pb 0.80%、Zn10.90%、Ag73g·t-1、Cu0.09%、Al2O35.02%、SiO233.00%、CaO10.10%、MgO10.22%。二是該廠的生產(chǎn)水以及選礦的廢水。兩者的水質(zhì)見下表1。

表1 選礦水與廢水水質(zhì)對比表

3 實驗的方法以及實驗結(jié)果的分析

3.1 自然降解

因為該礦場的選礦廢水通過自流從選礦廠到尾礦庫，廢水在尾礦庫自動進行凈化和降解之后，廢水的水質(zhì)逐漸穩(wěn)定。所以自然降解方案是選礦廢水回收利用的首選方案之一。

首先進行閉路試驗，實驗的結(jié)果如表2。實驗過程當中的尾礦水進行自然放置15天，將放置前后的水進行對比，對比結(jié)果見表3。通過表3可以看出，經(jīng)過自然的凈化和自然降解之后，除了廢水中的Pb2+外，其他重金屬離子都在不同的程度上有所下降，而且有機的藥劑的殘留量也變?yōu)橛邢蕖Ｔ趯嶒灥倪^程中可以看出，回水對鋅的影響較小，但是對鉛的循環(huán)影響比較大，其中的結(jié)果詳見表4，同時二次選礦廢水的結(jié)果見表5。

通過表1和表4的對比可以發(fā)現(xiàn)，廢水通過自然降解之后回收用于閉路試驗，試驗中所得到的鉛精礦中的鋅元素含量過高會影響產(chǎn)品的品質(zhì)；通過表3和表5的對比可以發(fā)現(xiàn)，廢水通過自然降解回收利用后的二次廢水之中的重金屬離子會發(fā)生一定的富集現(xiàn)象，同時CODCr有著升高的趨勢，可以發(fā)現(xiàn)廢水如果不經(jīng)過相應的處理而是直接進行回收利用，不僅僅會影響選礦的效果，而且還會使選礦水中的重金屬產(chǎn)生富集現(xiàn)象。所以要想回收利用選礦廢水就必須對廢水進行相應的處理。

表2 新鮮水的閉路試驗結(jié)果

表3 自然降解前與自然降解后水質(zhì)的分析與結(jié)果/mg·L-1

表4 選礦廢水經(jīng)過自然講解后回收利用閉路試驗結(jié)果/%

表5 選礦廢水經(jīng)過自然降解后的廢水水質(zhì)分析結(jié)果/mg·L-1

3.2 Na2SO3 處理以及回收利用

因為在浮選的工藝之中Na2SO3能夠與廢水中的重金屬離子放生氧化還原反應，從而能夠達到降低重金屬離子的濃度，這樣就可以采用Na2SO3進行處理實驗中的尾礦水，實驗結(jié)果可以見表6，產(chǎn)生的二次廢水的水質(zhì)分析見表7。

表6 經(jīng)過Na2SO3 處理后的廢水經(jīng)過閉路試驗的實驗結(jié)果/%

表7 經(jīng)過Na2SO3處理后的選礦水所長生的廢水水質(zhì)分析結(jié)果/mg·L-1

通過表4和表6對比可以了解到，雖然經(jīng)過了處理之后選礦水的指標改善了很多但是其中鋅的含量還是較高，所以，還應對進行混凝沉降的處理。

3.3 混凝沉降后的回收利用

混凝沉降處理選用了三種凝聚劑：明礬、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁。另外還應用了PAM作為助凝劑。經(jīng)過試驗表明，這三種凝聚劑都能夠發(fā)揮凝聚作用能夠去除廢水中的重金屬離子，但是不能對廢水中的CODcr進行有效地處理。考慮到經(jīng)濟的原因凝聚劑可以采用明礬進與PAM一起進行廢水的處理。

選礦的廢水經(jīng)過混凝沉降的處理之后，其中的回用實驗結(jié)果詳見表8，二次選礦水的實驗結(jié)果見表9。

表8 混凝沉降處理后選礦廢水回收利用的閉路試驗/%

表9 混凝沉降處理后的選礦廢水回收利用的水質(zhì)分析結(jié)果/mg·L-1

雖然經(jīng)過混凝沉降之后，選礦廢水之中的金屬離子的含量較低，但是CODcr的含量去沒有達到要求。所以通過混凝沉降的廢水不能夠直接進行回收利用，必須要將廢水中的有機物進行脫除。

圖1 活性炭的用量與廢水中的CODcr 關(guān)系圖

3.4 活性炭的吸附處理

通常對選礦廢水中的有機物大多數(shù)采用吸附法來處理，活性炭是現(xiàn)實當中最常用的吸附劑，所以本實驗利用活性炭作為活性劑，其中的實驗結(jié)果如下圖1。

由圖可以看出，當加入活性炭50mg/L之后，廢水中的CODcr的含量由136.42mg/L下降到61.00mg/L，并且隨著活性炭的增加，廢水中的CODcr逐漸的降低，其起泡性能變得逐漸下降。所以，活性炭對廢水中的有機物處理能夠起到很好地效果，考慮到成本問題此時采用的活性炭用量在50mg/L～100mg/L左右。

其中活性炭處理后的廢水回收利用的實驗結(jié)果見表10，產(chǎn)生的廢水水質(zhì)如表11。

表10 活性炭處理后的廢水回收利用的實驗結(jié)果

表11 活性炭處理后的廢水回收利用的水質(zhì)分析結(jié)果

通過表10和表11的對比可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過處理后的選礦水與新鮮的水的選礦指標想接近，所以利用此方法處理選礦廢水可以將廢水處理進行回收利用，其中回用率可以高達100%。

4 結(jié)語

4.1 鉛鋅礦的選礦廢水通過自然降解的方法，能夠去除廢水中的Cu2+、Zn2+等等一系列重金屬離子但是對于溶液中的Pb2+離子的作用不是很大，所以采用利用凝聚劑將廢水中的重金屬離子有效地去除，但是還是不能夠?qū)U水中的CODcr有效地去除，所以再次采用活性炭進行對廢水的處理，這樣能夠?qū)U水達到理想的狀態(tài)從而實現(xiàn)回收利用。

4.2 通過了以上的的實驗可以發(fā)現(xiàn)當選礦的廢水通過凈化處理的流程越少，廢水中含有的CODcr的含量也會越高，即廢水當中的有機藥劑含量較高，如果將含量較高的廢水進行回收利用將會影響以后的選礦指標。只是運用自然降解方法進行處理廢水，因為廢水具有很強的起泡性從而也會影響選礦時的指標，會使得到的鉛精礦的質(zhì)量差。通過混凝沉降的方法進行處理廢水，雖然可以將重金屬離子進行處理，但是廢水中含有大量的有機藥劑，也會對回收利用產(chǎn)生不必要的影響。但是運用活性炭進行處理廢水，這樣不僅僅能夠?qū)⒅亟饘匐x子除去，同時還能有校地解決溶液中的有機藥劑，使會用得到的水達到指標，從而實現(xiàn)對選礦水的可持續(xù)發(fā)展。

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