選礦廢水處理研究進展

侯春燕

（山東科技大學，山東青島 266000）

根據相關報道可知，當前我國每年選礦廢水排放量約為 2億噸。選礦廢水已經成為廢水污染的主要原因。浮選是金屬硫化礦分選的常用方法，每處理1t礦石一般耗水4～6t，投加數十至數千克的藥劑，其中約有65%的藥劑殘留在廢水中。這些廢水若不經處理就直接排放，將污染環境，危害動植物生長，并最終危害人體健康。對選礦廢水的處理主要是分為選礦時有機有毒藥劑殘余的處理和選礦水中重金屬的去除，從而達到廢水凈化再回收利用的目標，本文對這兩大類污染源的處理方法進行總結與展望。

1 有機物去除方法

1.1 電凝法

電凝法是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產生Al、Fe等離子，在經一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以及氫氧化物，使廢水中的膠態雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離。

Mei-rong Wu等[3]研究了電凝法處理硫化物選礦廢水的性能，并對處理后的廢水回用到磨礦系統進行了研究。研究發現電凝法能有效降低選礦廢水中COD的濃度。在最佳處理條件下（電流密度為90.91mA/cm2，初始pH為6.5），COD去除率達到98.36%。電極材料：Al）。SO2-和Ca2+的濃度分別下降了93.14%和94.86%。經過處理的廢水可以回收研磨機，不會影響后續浮選硫化礦。

1.2 生物降解法

生物降解法是選礦廢水處理的潛在趨勢所在，是利用微生物對污水中的有機物及重金屬進行降解吸附。經相關實驗證明，生物降解法對COD凈化率能高達80%，同時對一些有機藥劑的凈除率可達95%以上。生物降解法基本上能夠達到國家廢水處理的要求標準，并且不會對水質造成再次污染。但由于此項技術尚不成熟，并且設備資金成本較高，對部分污染物，降解能力有限。因此，該項技術還需要進一步的研究。

1.3 吸附法

吸附法是利用多孔的固體吸附劑，在分子引力或化學鍵的作用下將雜質吸附于固體表面。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅藻土、有機類天然吸附劑和合成有機吸附劑等。吸附法處理廢水時，在液固兩相界面上，吸附質與吸附劑之間通過靜電引力和范德華力發生相互作用。

在吸附過程中，吸附效果會受到吸附劑種類、pH、吸附時間等因素的影響。付凱對去除某磷礦選礦廠廢水中有機藥劑的研究表明，2g/L的活性炭對廢水中脂肪類藥劑SEW和胺類藥劑SEA去除率分別為84.7%和67.1%。吸附法主要的處理對象為有機雜質及金屬離子，操作簡易、處理效果好。但吸附成本較高，企業應當以自身的經濟情況選擇合適的廢水處理方式。

1.4 化學氧化法

化學氧化法是可降解有機物的優化處理方式，原理是將強氧化劑加入沸水中，將有害物質氧化為無毒物質。化學氧化法在廢水處理中具有出水質量高、反應迅速等優點，但藥劑的用量對水質影響很大。因此，應科學合理地配制藥劑，并以廢水的真實情況進行廢水處理。

1.5 高級氧化技術

高級氧化技術是一項十分有前景的水處理技術。高級氧化技術（AOPs）又稱為深度氧化技術，在催化劑以及聲、光、電、磁等物理化學作用下，會產生氧化性極強的活性自由基（如羥基自由基），將大分子有機污染物降解為低毒或無毒小分子，最終氧化為CO2、H2O 及各種無機離子。主要有臭氧及其復合氧化技術、Fenton 氧化法、光化學氧化法、光催化氧化法、電催化氧化法及過硫酸鹽氧化法等。近年來，越來越多的研究人員投入對此領域的研究，前景十分廣泛。

1.6 混凝沉降法

混凝沉降法是向廢水中投入凝聚劑和絮凝劑的混凝劑使懸浮物質聚集而發生沉降。常用的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽類以及高分子混凝劑等。李利軍對一錫選礦廢水的處理進行研究，結果表明采用一段除去水中懸浮物，二段加入鐵鹽調節水的pH 并同時除去水中砷的方法，可使處理后水中污染物達到國家要求廢水排放的標準要求。鄭雅杰等采用聚合硫酸鐵（PFS）和PFS-FeSO4復合混凝劑處理鉛鋅礦選礦廢水，處理后選礦廢水中的Cu、Pb、Zn 和Cr 含量滿足國家污水綜合排放標準。

2 重金屬除去技術

2.1 沉淀法

中和沉淀法通常指的是對偏酸性的金屬廢液進行中和，將堿性中和劑加入水中，通過不同pH的作用使水中氫氧化物沉淀。經實驗證明，堿性選礦廢渣對重金屬去除技術效果極佳，基本能夠達到國家水質排放的要求。中和沉淀法具有中和劑的選擇廣泛，沉淀速度快、操作簡單等優勢。但如果處理方法不正確，會對水質造成二次污染。

2.2 硫化法

硫化沉淀法指的是將硫化劑加入廢水中，硫化劑與重金屬離子發生硫化反應，使重金屬呈懸浮分離狀態。硫化沉淀法能夠有效地去除汞、鈷等重金屬離子，且處理后的廢水符合國家規定的回用標準，可以再次循環利用。硫化法具有處理效率高、廢水可循環利用等優點。但由于選礦廢水中往往含有多種重金屬離子，需要多種類型的硫化劑。因此，在具體處理過程中需要根據廢水的檢測情況選取不同種類的硫化劑。

2.3 人工濕地法

人工濕地法是通過自然修復、動植物及微生物等多種因素的共同作用下對選礦廢水進行凈化。根據相關研究可知，人工濕地法能夠凈化廢水中的雜質及重金屬，去除率近50%，對COD的降解率約為90%，降解后的廢水可直接循環回用。人工濕地法是一種高效的廢水處理方法，不僅投資運行成本、抗沖擊力強、出水水質好，而且增加了綠地面積，因此該方法越來越受到人們的關注，在未來的廢水處理過程中發揮空間大。

2.4 絮凝沉降法

絮凝沉降法指的是在水中投加絮凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且沉降。其沉降效率取決于多種因素，常見的有溶液的pH、絮凝劑的種類等。朱春等研究發現當溶液酸堿度大于等于最適pH時，大部分重金屬離子以氫氧化物沉淀的形式出現；當溶液酸堿度小于最適pH時，絮凝劑的種類能直接影響不同重金屬離子的沉淀效果。

3 結束語

主要介紹了有機物去除方法和重金屬離子除去技術，在有機物去除方法中，電凝法、化學氧化法及混凝沉降法研究比較成熟，目前應用較多，吸附法和生物降解法的成本較高，高級氧化技術需要進行進一步的研究，但未來應用前景十分廣泛。在重金屬離子除去技術中，沉淀法、硫化法及絮凝沉降法的技術發展相對成熟，應用較多，人工濕地法仍需進一步深入的研究，在未來的廢水處理中發展空間大。在目前的廢水處理中，多種處理方法共同使用以達到凈化水質的要求是一重要的趨勢，同時，企業應考慮自身的條件及廢水污染情況科學地選擇廢水治理方案，對重金屬及有機物進行高效處理，并注重選礦廢水的循環回用，從而減少對自然水體的破壞。