內蒙古某鉛鋅銀多金屬選廠高濃度選礦廢水處理

劉 碩

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410015）

在鉛鋅銀選礦生產活動中，為了將有用成分篩選出來，需要采用浮選工藝，浮選工藝用水量4～7m3/t原礦，且在浮選過程中需加入大量的選礦藥劑，大部分水及選礦要回隨尾礦排出選廠，尾礦中含有大量的選礦藥劑、重金屬離子、SS等，選礦廢水直排會對水體造成嚴重污染[1-3]。

由于選礦生產過程中消耗水量比較大，直接排放不僅造成資源浪費，也直接提高了生產成本，因此大部分選廠會選擇將這些濃度較低的選礦廢水經濃密后回用于生產工藝，在回用初期選礦廢水直接回用對選礦指標無影響，但是運行幾年后，隨著選礦藥劑、重金屬離子的富集，會使選礦廢水濃度升高，回用后選廠會出現選礦浮選泡沫發黏、發虛，導致選礦指標惡化，為了保證選礦指標，工人們會提高選礦藥劑投加量，過量的選礦藥劑會繼續導致浮選泡沫更加發黏、發虛，形成一個惡性循環，不僅提高了選礦成本，更加浪費了藥劑資源，因此為了保證選礦指標必須將廢水進行處理后方可持續回用。

本文結合內蒙古某鉛鋅銀多金屬選廠高濃度選礦廢水處理及回用的工程實例，詳細論述選礦廢水長期回用存在的問題、選礦廢水處理與回用系統的設計參數、處理效果及運行情況。

1 工程概況

1.1 選廠存在的問題

根據實地調查，該選廠生產廢水經濃密后直接回用，尾礦經脫水后干排，選礦廢水經長時間回用，廢水中重金屬及COD累積濃度均比較高，對選礦生產產生了嚴重影響，浮選泡沫發黏、發虛，導致選礦指標惡化，需要成倍提高選礦藥劑用量才能保證選礦指標，然而，過量的藥劑殘留導致浮選泡沫更加發黏、發虛，繼續回用更加影響選礦指標，形成惡性循環，而且單位生產成本增加超過20元，年生產成本增加超過千萬元。

1.2 處理規模及廢水來源

選廠日廢水產生量約為2.0萬m3，本次選礦廢水處理設計規模為：5000m3/d，其中尾礦濃密水3400m3/d，尾礦陶瓷過濾機濾液1400m3/d，陶瓷過濾機酸洗廢水200m3/d，處理后的廢水全部回用于選礦。

1.3 設計進水水質

選礦廢水經過長期循環回用后，廢水中CODcr、金屬離子等均會累積，濃度高于常規選礦廢水，具體水質如表1所示，其中設計出水水質根據我院連續兩次選礦廢水大循環回用閉路選礦試驗確定，詳見表1所示：

表1 設計廢水處理站進水水質 單位：mg/L

分析表1進水水質可知，選礦廢水通過長期循環回用，廢水中COD、SS、金屬離子濃度均有很大程度升高，這是因為選礦廢水未經尾礦庫沉淀截留，直接回用，這些污染物產生了富集而嚴重影響選礦指標，因此，必須進行適度處理后方可繼續回用于選廠。

2 工藝路線的確定及工藝路線的特點

2.1 工藝路線的確定

工藝路線采用實驗室連續兩次選礦廢水大循環回用閉路選礦試驗推薦的工藝“混凝沉降+活性炭吸附+過濾+回用”，工藝路線、工藝參數及藥劑制度均按照實驗確定。

詳細工藝流程見圖1所示。

2.2 工藝路線特點

（1）處理工藝路線簡單，操作簡單，效果穩定；

（2）項目選址位于現有濃密池底部架空層，節約用地，且無需新建保溫房，降低了投資；

（3）所有構筑物均采用鋼結構，縮短了工期，盡快投入使用，服務于選礦；

（4）充分利用選廠現有設施，將沉淀物你送尾礦壓濾系統，降低了工程投資，節約勞動力。

圖1 處理工藝路線圖

3 主要構筑物設計

3.1 快速攪拌混凝池

設計規模210m3/h，有效容積24m3,有效停留時間6min,內弧長3.8m，外弧長4.8m，配套設置1臺快速攪拌機，N=4.0kw，轉速65rpm。

3.2 慢速攪拌混凝池

設計規模210m3/h，有效容積70m3,有效停留時間30min,內弧長8.2m，外弧長10.4m，配套設置2臺快速攪拌機，N=7.5kw，轉速17rpm。

3.3 平流沉淀池

設計規模210m3/h，有效容積434m3,有效停留時間2h,內弧長45.1m，外弧長56.9m。

3.4 活性炭攪拌罐

用于溶解椰殼活性炭，設計規模210m3/h，有效容積40m3,有效停留時間15min,內弧長12.1m，外弧長15.1m，配套設置1臺快速攪拌機，N=4.0kw，轉速84rpm，2臺慢速攪拌機，N=7.5kw，轉速17rpm。

3.5 活性炭吸附沉淀池

用于沉淀吸附廢水中的污染物后的活性炭，設計規模210m3/h，有效容積446m3,有效停留時間2h,內弧長45.5m，外弧長61.7m。

3.6 過濾系統

設計規模210m3/h，截留精度＞20μm，配套智能粗效過濾機組：DN200，過濾精度＞100μm，N=200W；纖維球過濾器：BTGX-3000，Φ=3m，Q=5000m3/d，N=22kw；離 心 提 升 泵 ：Q=200m3/h，H=32m，N=30KW，1臺。

3.7 配套設施

污泥溝：B×H=0.5×0.5m；環形，長度：130m；明礬、PAM、粉末活性炭投加裝置各1套。

4 投資規模及處理效果分析

4.1 投資規模

該項目總投資190萬元，其中土建投資約為10萬元，設備采購及安裝投資（含鋼結構水池）180萬元。

4.2 處理效果分析

本項目于2017年建成投入運行，自投產運行以來，處理效果較好，經處理后的廢水無色、無味，歷年來出水水質詳見表2所示。

表2 歷年來處理后廢水水質（單位：mg/l）

從表2出水結果可以看出，項目出水水質濃度日益降低，遠遠好于原設計要求，且通過回訪建設單位，項目建成后，廢水處理站一直穩定運行，且回用水的選礦指標基本接近于清水的選礦指標，選礦藥劑用量也接近于清水指標。

廢水處理站運行費用約為0.5元/m3，運行費用主要包括動力費、藥劑費及人工費，動力費約為0.15元/m3、藥劑費約為0.26元/m3、人工費約為0.09元/m3，年總運行成本91.25萬元。

5 結論

（1）“混凝+沉淀+活性炭吸附+纖維球吸附”工藝適合處理長期循環的高濃度選礦廢水，具有運行效果穩定、操作簡單、運行費用低。

（2）獨具創新的將椰殼活性炭作為吸附藥劑溶于水中，可以對廢水中的COD、金屬離子進行吸附，降低廢水中的污染物濃度[4,5]。

（3）在過濾系統前增設智能粗效過濾器降低后端纖維球過濾器負荷，減少纖維球過濾器反沖洗頻次，降低運行費用。

（4）經過處理后的高濃度循環廢水可以保證選廠正常運行，選礦指標及選礦藥劑投加量接近于清水指標。