（中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁 抚顺 113321）

在贯彻可持续发展理念的大环境背景下，探究有色金属矿山选矿废水处理技术及生产应用至关重要。本文就将介绍有色金属矿山选矿废水处理方法，围绕有色金属矿山选矿废水源头分质回用和尾矿库溢水回用展开探究[1]。

1 有色金属矿山选矿废水的净化处理方法

1.1 自然净化法的核心原理与优劣性

通常来说，自然净化法多应用在尾矿库中。有色金属矿山选矿后形成的废水往往会直接排放到尾矿库当中[2]。固体悬浮物在重力作用下自然沉降，残留浮选药剂因稳定性差而分解。通过自然曝气氧化、光降解、生物净化等措施，可有效去除选矿废水中的固体悬浮物、残留的浮选药剂和重金属络合沉淀物。

国内知名学者对有色金属矿山尾矿库废水中丁基黄药的自然降解规律进行了深入研究。研究发现，初始浓度为10mg/l的丁基黄药在pH值为4.5的条件下，自然降解3天后，其浓度可降至0.05mg/l以下。该指标也符合国家排放标准的要求。

国内知名学者通过对铜锌尾矿库废水的净化回收工艺进行研究后发现，重铬酸钾（CODCr）、铅（Pb）、锌（Zn）、铜（Cu）含 量 分 别 为157.68mg/L、5.67mg/L、0.48mg/L、3.3mg/L的尾矿水，经过15d的自然降解，重铬酸钾（CODCr）、铅（Pb）、锌（Zn）、铜（Cu）含量分别降低到38.45mg/L、5.18mg/L、0.29mg/L、0.48mg/L。

由此可知，该工艺可以有效去除有色金属矿山尾矿库废水中的重铬酸钾、铜离子和锌离子等重金属离子，但是，对铅离子的去除效果不理想。自然净化法具有工艺流程简便、投资成本低、二次污染风险系数小等优势。但是，自然净化法极易受到气温、光照等外界环境因素的干扰，影响选矿废水的处理效果。

1.2 混凝沉淀法的作用原理与优缺点

混凝沉淀法是基于混凝剂的混凝作用，使废水中的胶体及悬浮物聚为絮凝体，及时排除，该方法涵盖了物化反应包括双电层压缩反应、吸附电子中和反应以及架桥吸附反应。

通常来说，混凝剂的选择直接决定了混凝沉淀法的应用效果。较为常见的混凝剂包括聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、硫酸铝（Al2(SO4)3）、硫酸亚铁（FeSO4）、三氯化铁（FeCl3）等。

国内专家学者通研究铜锌尾矿库废水的净化回收工艺后发现，采用明矾作为混凝剂，聚丙烯酰胺（PAM）作助凝剂，当pH值9～10、明矾使用量20mg/L～30mg/L、PAM用量为0.5mg/L时，混合废水的混凝沉淀效果最好[3]。

国内专家学者研究了混凝沉淀法对铜锌矿尾矿废水中铅离子的处理效果，采用聚合硫酸铝（PAS）+尿素螯合沉淀法时，聚合硫酸铝（PAS）投放量在2～3mg/L，尿素投加量在0.5mg/L～1mg/L时的处理效果最佳。

混凝沉淀法是一种极其成熟的铜锌尾矿库废水净化处理方法。但是，具有混凝剂用量大、排渣量大且脱水难度大等缺陷。而且，存在一定的二次污染风险。

1.3 化学氧化原理及优缺点

化学氧化法主要是在有色金属矿山尾矿库废水中加入适量强氧化剂，在氧化反应的作用下将有机高分子聚合物分解为有机小分子颗粒、水和二氧化碳，进而降低废水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。常见的氧化剂有臭氧（O3）、芬顿试剂（Fenton）、双氧水（H2O2）和次氯酸钠（NaClO2）。

国内专家学者通过臭氧氧化降解苯胺黑药进行模拟实验得知，经臭氧降解反应后，废水变为强酸性（pH<4)。

国内专家学者对芬顿试剂（Fenton）在有色金属矿山选矿废水净化处理方面的应用效果展开探究得知，结果表明，影响净化处理效最关键的是初始pH值和双氧水（H2O2）用量。化学反应速度快、处理效果好和沉淀物排放量小，这些都是化学氧化法优势。但是，其投资成本较高，更加适用于小规模的尾矿库。

2 有色金属矿山选矿废水的生产回用

有色金属矿山选矿废水排放量较大，这加大了尾矿库废水净化处理和生产回用难度。如果单纯采用一种方法，根本无法达到预期收效。

2.1 选矿废水源头分质回用

根据选矿废水化学性质差异，优先进行选矿废水源头分质回用。由此，减少选矿废水排放量，降低末端选矿废水净化处理负荷[4]。选矿废水源头分质回用使选矿药剂的利用率大大增加，减少选矿药剂的损失。

铜锌矿脱水真空泵、球磨机以及破碎机等设备所使用的冷却水是未受到任何污染的，完全可以直接排放到外部环境中，或者二次回收利用。选矿废水源头分质回用对选矿厂给排水设施的标准要求较高，而这种高标准也衍生了一系列的不稳定性因素。例如，选矿废水水量和水质不稳定；选矿废水中的碎石瓦砾、固体悬浮物等极易造成管道堵塞；选矿废水中的悬浮颗粒物质、重金属离子及浮选药剂会对浮选作业造成干扰。

2.2 尾矿库溢流水回用

选矿废水与尾矿浆共同排入尾矿库，经过挥发反应、生物降解反应、氧化反应、光降解反应，去除混合废水中的悬浮颗粒物、重金属离子络合物和选矿药剂。

例如，混合废水中的黄药经过水解反应、氧化反应以及光降解反应，转化为二硫化碳（CS2）、醇类（R-OH）、硫（S）以及硫化碳（R-COS）等。尾矿库溢流水水量大，水质稳定，可直接用于磨矿、分级和浮选等单元。尾矿库溢流水回用具有设施简单，工艺简便，对选矿厂给排水系统水量平衡影响程度小等优势。以寿王坟铜矿为例。该铜矿位于承德市东南部，属鹰手营子矿区管线范围。早在二十世纪七十年代，寿王坟铜矿就采用了尾矿库溢流水回用技术，取得了良好的应用成效。

尾矿库溢流水多次回用，会使水体中的悬浮颗粒物质、重金属离子络合物、悬浮颗粒和硫酸根离子（SO42-）、钙离子（Ca2+）等沉积，降低选矿指标。同时，有机油类物质残留会增强回用水的起泡性，而气泡附着矿泥，会降低回用水利用率。尾矿库溢流水水质变化大，回收工艺控制难度也相对较大。如果尾矿库与厂区的距离较远，则回水输运成本较高。为此，在有色金属矿山选矿时，相关人员要结合实际情况对其进行回用。

2.3 选矿废水末端处理回用

将排除的选矿废水在回收利用前实施有机处理，待其满足规定要求后，重新作为选矿用水加以应用，不仅可以节约用水，还能降低废水排放对环境的污染。选矿废水末端处理回用技术的应用，提高了管理和生产操作的便利性，减少资源占用率，降低成本损耗，不过在使用中，需要严格按照规范要求实施废水回收处理，改善水质质量。

另外，目前选矿废水中含有杂质和污染物种类较多，单一的处理技术已经难以满足处理要求，需结合多种方式来增强处理效果，加大废水回收利用率。以铜锌矿选矿废水处理为例，采用了以下三种回用技术：

一是被用于泡沫冲洗处理的铜锌矿选矿废水，其在不经处理的情况下，可使用数量不足总消耗水量的4成。而在经过处理后，回用水量达到8成以上，且不会对选矿指标带来任何影响[5-8]。处理工艺流程为酸碱值调节-混凝沉淀-养护处理-吸收过滤。

二是直接回用和处理在回用融合方式，产生的选矿废水一部分直接循环使用，一部分按照下面工序处理后使用，工序流程为先进行酸碱值调节和混凝沉淀，再利用活性炭完成最后吸附，达到使用的目的。该方法可缩减资金成本损耗，促进水资源循环利用，为企业创造更大的经济效益。

三是部分废水以源头分质循环利用的方式回流，部分废水则在经过酸碱调试、沉淀、吸附及臭氧氧化后进行回用。该融合方式满足废水零排放要求，处理后产生的残留物同铅精矿一起被回收利用，降低资源损耗。

结合上述所说，多种融合技术的科学应用，可以改进矿山废水处理效率，实现零排放要求，这样不仅能减少实际作业中水资源的过度损耗，降低成本支出，也可缩减处理设施的占地面积，做到空间的优化处理，同时对于产生的金属物质，可重新被应用到作业中，加大资源的利用率，进而为企业发展积累更多效益。

3 结束语

通过以上分析与论述可以获知，我国自然资源储量丰富，其中待开采的有色金属矿众多。随着重工业的发展和科技的完善，有色金属矿山开采规模与开发程度也越来越大。在选矿、开采以及矿区修复等作业环节中，加强废水处理和生产应用至关重要，值得相关部门的高度关注，从而更好的完善现有工作，实现工程开采的经济效益与社会效益的双赢。