關(guān)于選礦藥劑污染環(huán)境及解決方法的探究

唐植煜

（山東金創(chuàng)股份有限公司，山東 蓬萊 265612）

伴隨著社會(huì)不斷進(jìn)步發(fā)展，采礦機(jī)械化程度不斷提高，大量被埋藏于地底深部的礦石得以被大規(guī)模地開(kāi)采，為了能將每天開(kāi)采的大量礦石按要求快速地選出，人們建造了大型選礦處理設(shè)備，由于礦石的品位駁雜，再加上礦石中混雜著大量的雜礦及難選礦，如何將人們所需要的礦石提取出來(lái)就變得尤為重要，于是選礦藥劑就應(yīng)運(yùn)而生被開(kāi)發(fā)出來(lái)，選礦藥劑包括絮凝劑、抑制劑、捕收劑及起泡劑等，隨著有機(jī)合成技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，選礦藥劑的種類和功能也越發(fā)多元化，大大加快了選礦效率和質(zhì)量，隨著選礦藥劑的大規(guī)模使用和研發(fā)，一系列問(wèn)題也隨之凸顯出來(lái)，由于大多數(shù)選礦藥劑本身就帶有一定的毒性，如常用的黃藥類捕收劑黑藥類捕收劑及二號(hào)油等，再加上一些礦山企業(yè)監(jiān)管不嚴(yán)，一些含選礦藥劑的廢水及尾礦未經(jīng)處理就直接排放到環(huán)境中，對(duì)環(huán)境造成污染和破壞，這些選礦藥劑在環(huán)境中降解時(shí)還可能形成新的污染物，造成二次污染，而且這些有害化學(xué)物質(zhì)會(huì)滲透到水和土壤中，隨生態(tài)鏈循環(huán)最終進(jìn)入人體，危害人類身體健康，如何解決選礦藥劑造成的污染問(wèn)題已迫在眉睫[1-3]。

1 常用選礦藥劑及其作用

選礦作業(yè)中，最常用到的藥劑為起泡劑、捕收劑及調(diào)整劑，每種藥劑在選礦作業(yè)中都有著不可或缺的作用，但這三種物質(zhì)使用與排放所產(chǎn)生的污染對(duì)環(huán)境影響也最大。

1.1 起泡劑

起泡劑是指能降低水的表面張力并形成泡沫的一種表面活性劑，它能改變礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)，使要選出的礦物顆粒能被空氣附著，它使形成的氣泡具有一定的機(jī)械強(qiáng)度并具有一定的大小及粒度分布，細(xì)小、豐富的氣泡能夠促使體系中的疏水性顆粒更多粘附于氣泡上，達(dá)到與體系中親水顆粒有效分離的目的，并可與捕收劑相互作用使捕收劑乳化或加速捕收劑的溶解，使浮選過(guò)程的選擇性增大。

1.2 捕收劑

由于自然界中的礦物大部分是親水的，為了改變礦物的親水性使其具有疏水性而能被更好地選出，人們?cè)谶x礦過(guò)程中選擇加入捕收劑來(lái)達(dá)到這一效果，常用的捕收劑包括黃藥，其學(xué)名為烷基(乙、丙、丁、戊基等)二硫代碳酸鈉，化學(xué)式NaS2C·OCH2·CH3,在含金量多的礦石浮選時(shí)，多用丁基黃藥與乙基黃藥。黑藥，烷基二硫代磷酸或其鹽類，如(RO)2PSSH，式中R為烷基，烷基二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽的酯類衍生物等也是硫化礦物常用的捕收劑，常與黃藥類同時(shí)使用。其中尤以乙基黃藥毒性最為強(qiáng)烈，對(duì)人體危害大，對(duì)環(huán)境污染性強(qiáng)。

1.3 調(diào)整劑

調(diào)整劑的作用類似于化學(xué)反應(yīng)中的催化劑，可用來(lái)加快或抑制捕收劑與礦物的相互作用以及調(diào)節(jié)礦漿的浮選性質(zhì)，是提高各種礦物浮選選擇性的一大類浮選藥劑。它包括活化劑、抑制劑及介質(zhì)調(diào)整劑等，活化劑能提高礦物的可浮性；抑制劑則能降低礦物的可浮性；調(diào)整劑則用來(lái)調(diào)節(jié)礦漿的各種性質(zhì)，如礦漿的離子組成、酸堿度、礦泥的分散與絮凝等[4]。

2 選礦藥劑的毒性

一般來(lái)說(shuō),浮選捕收劑中的磺酸鹽類硫醇類和胺類捕收劑多具有中等至強(qiáng)毒性，起泡劑中聚丙烯乙二醇幾乎無(wú)毒,較短鏈的醇類具有輕微的毒性,而甲酚酸類有較大的毒性,長(zhǎng)鏈聚合物往往無(wú)毒,黃藥對(duì)動(dòng)物和人的毒性主要表現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟等器官的侵害，黃藥對(duì)魚(yú)類的毒性強(qiáng)于對(duì)哺乳動(dòng)物,當(dāng)水中黃藥濃度達(dá)到5毫克/升時(shí),幾天就可導(dǎo)致水中魚(yú)類大量死亡,按目前研究來(lái)看,從生態(tài)毒理學(xué)上講,黃藥是最有危害的。黑藥也是一種較常用的選礦藥劑,我國(guó)用得較多的黑藥主要有15號(hào)黑藥、25號(hào)黑藥、丁基胺黑藥、苯胺黑藥等,黑藥是有機(jī)磷化合物,毒性較強(qiáng),能增加動(dòng)物骨髓細(xì)胞中染色體失常頻率且能產(chǎn)生硫化氫惡臭,是廢水中酚,磷等污染的主要來(lái)源。調(diào)整劑的毒性變化比較大,一些物質(zhì)如氰化物和一些重金屬化合物有劇毒，使用時(shí)應(yīng)十分小心以防中毒。

3 選礦藥劑的污染與危害

3.1 對(duì)水體環(huán)境的污染與危害

由于我國(guó)礦山數(shù)量眾多，且大部分處于深山之中，而山脈多屬于江河與地下水的發(fā)源地，這些礦山選礦車間每天排出的選礦廢水隨著這些支流與地下水源源不斷地排入江河湖海中，其中包含大量浮選后殘余的浮選藥劑及可溶性物質(zhì),對(duì)水體環(huán)境造成不可逆的污染，如其中作為調(diào)整劑的硫酸和NaOH進(jìn)入水中后會(huì)改變水中的PH值，使水中PH值過(guò)高或過(guò)低，改變了水生生物的生存環(huán)境使魚(yú)蝦大量死亡，作為捕收劑和起泡劑的黑藥和2號(hào)油在水中超過(guò)0.001mg/L時(shí)即有臭味，長(zhǎng)期排入水中會(huì)使水有惡臭并影響魚(yú)蝦的正常生長(zhǎng)，而廢水中的一些重金屬若長(zhǎng)期在魚(yú)類體內(nèi)富集，則會(huì)造成畸形，這些魚(yú)類隨生物鏈最終進(jìn)入人類體內(nèi)，對(duì)人類的生存和健康帶來(lái)巨大危害。水體污染如圖1所示。

圖1 水體污染

3.2 對(duì)土壤及農(nóng)作物的污染與危害

由于選礦廢水及尾礦的不斷排出，其中的各種殘留藥劑及有害物質(zhì)不斷地滲透到周圍的土壤中，土壤的納污和自我凈化能力有限，當(dāng)污染物超過(guò)其臨界值時(shí)，其自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生改變，過(guò)量的重金屬如汞、砷等會(huì)影響土壤中微生物的活動(dòng)甚至殺死微生物，影響氮素供應(yīng)，造成農(nóng)作物大量減產(chǎn)。尾礦中含有大量的有機(jī)和無(wú)機(jī)物小粉末，由于選礦時(shí)加入了分散劑導(dǎo)致這些粉末長(zhǎng)時(shí)間不能沉降，處于下游的村莊灌溉農(nóng)田時(shí)若使用了混入尾礦漿的河水，由于水的稀釋?xiě)腋∥锟焖俪两禃?huì)使土壤板結(jié)，影響農(nóng)作物幼苗生長(zhǎng)，造成減產(chǎn)。對(duì)土壤及農(nóng)作物污染如圖2所示。

圖2 土壤及農(nóng)作物污染

3.3 對(duì)人類及生物的危害

對(duì)人類和生物危害最大的廢水及尾礦漿中含有的各種重金屬和多種由人工合成的有機(jī)化合物。因?yàn)檫@類化學(xué)污染物質(zhì)在水里的含量一般都很低，用一般的化學(xué)方法也難于檢驗(yàn)出來(lái)，所以過(guò)去不大被人們所重視?？删褪沁@些極微量的污染物質(zhì)破壞了生物體中正常的生理生化過(guò)程，其中有一些污染物質(zhì)，如Pd、Cd、Cr等重金屬通過(guò)食物鏈逐層富集，會(huì)造成人體的慢性中毒。

4 選礦藥劑環(huán)境污染治理

4.1 利用微生物處理選礦廢水

近年來(lái)，一些研究表明將微生物用于廢水處理中可取得不錯(cuò)的效果，美國(guó)礦山局研制出一種內(nèi)含穩(wěn)定生物物質(zhì)如泥炭蘚的多孔聚合物球可處理含氰廢水,不僅可提取廢水中的Ca、Pb、Cu金屬離子,而且處理后的廢水可達(dá)正常排放標(biāo)準(zhǔn)。N.DEO等人考察了多粘芽胞桿菌對(duì)不同捕收劑（油酸納、異丙基黃藥和胺類）具有降解能力,發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)菌和這幾類物質(zhì)共存時(shí),2小時(shí)后可破壞約150ppm胺類,在5小時(shí)后黃藥被破壞,約6小時(shí)后油酸被破壞,而沒(méi)有細(xì)菌存在時(shí),上述捕收劑不變化,這些研究表明,用細(xì)菌可有效降解浮選捕收劑,從而可用于少量浮選藥劑的廢水處理中。

4.2 選礦廢水及尾礦進(jìn)行回收利用

選礦廢水中殘留的選礦藥劑相當(dāng)可觀，尋找一種經(jīng)濟(jì)可靠的方法將廢水凈化并將其中的選礦藥劑進(jìn)行回收，使水資源和藥劑都能進(jìn)行二次利用，不僅可減少對(duì)環(huán)境的污染還節(jié)約了成本，將尾礦作為二次資源進(jìn)行再選，回收其中的有用礦物，如江銅永平礦業(yè)利用浮選回收矽卡巖型銅浮選尾礦中的硫精礦，不僅增加了經(jīng)濟(jì)效益，而且避免了大部分硫化物進(jìn)入尾礦中對(duì)環(huán)境造成污染[5]。

4.3 建立選礦藥劑登記制度

我國(guó)目前還無(wú)選礦藥劑登記制度，而且大多數(shù)廠家生產(chǎn)的藥劑既不公開(kāi)化學(xué)組成也未標(biāo)明藥劑中有毒、有害物質(zhì)的含量及種類。建立健全的選礦藥劑登記制度，對(duì)進(jìn)入礦山的選礦藥劑加以監(jiān)管和控制，從根源上減少和解決選礦藥劑的污染問(wèn)題，而不是等待污染問(wèn)題出現(xiàn)后才去想辦法解決和治理，既浪費(fèi)了人力物力又浪費(fèi)了時(shí)間和金錢(qián)。