金屬礦山選礦尾礦及廢水處理關鍵技術分析

柴志偉，俞炎良

（紹興銅都礦業有限公司，浙江 紹興 312050）

1 當前我國礦山尾礦發展現狀及危害性

當前，我國的金屬礦山普遍是以共、伴生形式出現的，且大多存在品質較低、選礦設施與技較為落后的現象，因而礦山資源的利用率極低。有數據顯示，我國的采礦回收率的占比僅有50%，遠遠低于國外有75%的采礦回收率，其中，對以極細顆粒的礦石、圍巖及脈石等礦物為主要成分的礦山尾礦的平均利用率只占8.2%。據科學發現，大多尾礦中的金屬元素可高達至40余種，且有極大的資源再利用可能性。此外，我國礦山尾礦主要成分又多為金屬硫化物，該類礦物易于氧化且形成對人體健康以及生態環境有嚴重威脅的酸性礦山廢水。若礦尾處理不到位，還會造成環境污染；加強礦尾的處理工作對當前的開礦事業以及社會的發展都具極其重要的意義。

2 選礦廢水的來源

尾礦中廢水，該類廢水是在尾礦運輸至尾礦庫中產生，后通過較長時間的澄清或凈化方式后得以排放。沖洗工業場地的廢水，即在沖洗工業礦廠場地時沖失的具懸浮物、油污、藥劑以及固體顆粒等復雜成分的少量洗礦水與礦漿等廢水。精礦中廢水，在通過濃密機脫水或過濾機脫水等脫水方式后，從精礦產品中脫離出的濾液。選礦時的相關衛生廢水及雨水，該類廢水包括有數目巨大的固體顆粒、無機或有機藥劑與懸浮物等復雜成分，但水量不大且時常經由地溝匯入污水池，對其的處理無論是直接排放，還是回用均不適宜。

3 選礦尾礦及選礦廢水的處理方法

3.1 礦山尾礦的處理措施

（1）物理隔離法。物理隔離法即通過利用水體、污泥、碎石以及木屑廢物等材料將礦山尾礦的表體予以覆蓋的方式以達到隔絕氧氣并阻止氧化的處理方法。主要目的是為控制酸性礦山廢水產生。例：在北美的加拿大魁北克省，就有一典型的礦山尾礦通過建成永久性的土壩水庫后將礦山尾礦直接存放，并采用水體隔離法，最后成功的實現了酸性礦山廢水的大量減少以及隔氧、防氧化的目的。同樣，在歐洲的瑞典，經由水體隔離法成功的處理了鋅銅礦尾礦，其結果也證明了水體隔離具有良好的隔氧與防氧化效果。此外，有報道稱南非有利用碎石覆蓋的方法處理尾砂，且在經由兩年的風吹水卷驗證，并未有石塊或殘渣大量流失的狀況，從而極大程度上的尾砂氧化度并遏制了酸性廢水的產生。

（2）化學中和法。化學中和法是將諸如碳酸鹽巖、石灰等堿性物質與礦山尾礦兩者共同混合在一起，經由一段時間后發生中和的化學反應以減少酸性礦山廢水的產生的處理方式。在實際操作中，通過在礦山尾礦中添加適量的石灰等堿性物質的方式使其產生混合性中和的效果，促使礦山尾礦pH值屬性得以增高，正是pH值的提高起到了極大地隔離氧氣以及降低氧化反應的效果。

此外，適量的堿性物質在與礦物金屬離子混合性中和反應中還將形成一類沉積在礦山尾礦表面的金屬沉淀物，該金屬沉淀物能很大程度上地抑制礦尾礦的氧化以及其在溶解后產生的酸性礦廢水，最終達到有效、科學地處理礦山尾礦的目標。

（3）植被修復法。針對國家大力強調“誰破壞，誰復墾”的指導方針，我國尾礦復墾工作也開始如火如荼的進行。與此同時，植被修復法的出現則引起了大眾的熱切關注。通常情況下，植被修復法的方法有兩種：一方面是通過覆蓋一定適量的土壤在尾礦表面，后在其表面栽種上植物的方式。例如：中條山的一有色金屬企業的實際案例表明，該公司通過在尾礦庫上覆該植被或改田的方式，使尾礦表面作物所含的金屬指標均低于國家的金屬含量指數。

但同時，該方法還需移增大批量的土壤以及諸多相關配套的種植工藝，因而具有較高運營成本，這也導致了它的使用無法進行大范圍的普及；另一方面是經由較高技術的優選并培育出具抗耐、抗重金屬腐蝕的相關植物并在適宜具體的尾礦環境下，采取直接種植綠植的方式。但在實際種植中，因尾礦的金屬元素種類繁多，而能進行多種金屬共同吸收的植物極為稀少，由此，也導致了這一植被修復法未能展開大規模的運用。

在采礦工業中產生的尾礦基數也日益劇增，在實際的尾礦處理中，僅僅依托以上方法已無法進行無害化尾礦的完全處理，因此還需采取諸如尾礦的綜合回收利用等方法互相配合的方式，才能真正的完成科學地處理尾礦的目標。

3.2 廢水的處理方法

（1）絮凝法。絮凝法是利用絮凝劑除雜的作用以達到廢水處理效果的方法，其共有凝結、架橋與沉降三大過程。在凝結時，因粒子間具有相互吸引的特性，當位于表面的微粒電荷產生中和反應后，而形成凝聚狀態；在架橋過程中，絮凝劑起到了架橋的作用，促使大量的微粒聚攏形成了較大的顆粒絮體，且產生的聚合物中還有陰性與陽性兩種，這兩者間的匯合還會引起電性中和反應。若合成粒子屬于中高分子，那么其絮凝過程只會停留在架橋階段。

（2）吸附法。吸附法即采用固體吸附劑吸附污染物以實現廢水處理的方法，它也是在日常生活中使用比較頻繁的方法。被廣泛使用的原因在于：吸附劑材料較為便宜，即具成本低的特點；同時其還具良好的吸附效果等。通常情況下，我們將吸附劑分為材料吸附劑與生物吸附劑兩種。實例如下：曾對西南的鉛鋅礦廢水進行凈化處理時，通過在鉛鋅礦廢水中分批次的逐漸增加粉狀活性炭，發現了廢水產生氣泡現象也隨碳量的增加而不斷的減弱，且廢水中的CODCr物質也大部被吸除。

（3）除卻以上廢水處理法，較為常規處理方法還包括生物處理法、氧化法、浮選法之類，此外，還有一系列能有效處理廢水的非常規方法，諸如天然礦土處理、逆洗法、光催化降解法以及改性藥劑法等等。

4 結語

現代工業與科技的發展都離不開且依托于大量的金屬礦資源的利用，而強化對尾礦的再利用與能源化以及廢水處理的技術，有利于極大地提高礦山礦物資源與選礦中水資源的利用率，也有利于發展礦山循環經濟作業以及礦山生態環境的改善，最終達到資源、經濟及環境的協調且可持續發展的局面。

參考文獻

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