强 荣

（陕西有色旺峪矿业有限公司，陕西 宝鸡 721700）

在科技和工业生产都在快速发展的今天，矿产资源得以极为广泛的利用，产品的品种与数量，都在大幅增加，就目前来看，从解放初期到现在，矿山数量明显增加，相应的，生产中使用的选矿药剂，其品种和数量也都明显增加，使原本就持续增加的三废中，选矿废水数量也明显增加，基本上每天都有大量选矿废水排放到自然水系当中。虽然一段时间内环境可以承受和消纳这些废水，但环境容量毕竟有限，污染物排放却伴随生产的不断进行持续产生和排放，若未经控制，将对环境造成很大的破坏和污染，最终给人类自己造成危害。因此，废水处理必须引起相关人员的重视，针对选矿废水，探讨有效的综合治理措施及回收利用方式。

1 选矿废水产生原因与危害

1.1 成因

选矿方法虽然有很多种，但大多数选矿厂都采用浮选的方法，或在浮选基础上和其它选矿方式结合进行联合选别，这在一些选矿难度相对较大的低品位矿石中应用较多。对于浮选方法，是一个复杂的物化过程，浮选时使用的药剂往往难以充分利用，剩余的部分将与废水一同排出，尤其是那些可溶性的浮选药剂，选矿设备结构如图1所示，选矿工艺流程如图2所示。以某浮选厂为例，其不同类型废水中各药剂的含量为：浮选选矿废水：其pH值为7.50，黄药含量为5.10mg/L，松醇油含量为5.36mg/L；浮选含氰尾矿水：其pH值为10.75，总氰为9.00mg/L，黄药含量为21.60mg/L；精矿浓缩池溢流水：其pH值为10.90，总氰15.05mg/L，黄药含量为44.10mg/L。选矿药剂实际上是无机与有机物的化合物，其使用除了会使废水中含有很多污染物，而且还会导致矿石中含有的污染物进入到废水当中。基于此，选矿药剂对废水性质而言，有决定性的作用[1]。

图1 选矿设备结构

图2 选矿工艺流程

1.2 危害

根据现有废水监测结果可知，对浮选厂而言，其废水中污染物的实际含量高于重选厂，其根本原因就在于选矿药剂。以某个磷矿选钼车间为例，其主要浮选药剂为硫化钠，该药剂的使用导致废水中含有49.46mg/L的硫化物，远超国家排放标准，对附近地区自然水系有极大的污染。又以某铅锌矿为例，长时间使用重铬酸钾，残留的重铬酸钾伴随废水不断渗入地下，导致周围很弱农用饮水井遭到重金属污染，部分井中铬元素含量可以达到国标允许值的37倍以上，对附近居民饮水安全造成了极大危害，并也影响到农作物的正常生长。

2 选矿废水综合治理

在选矿厂中，其废水主要会被浮选药剂与杂质污染。其中，杂质来源于尾矿与浓密机溢流两部分。在一些废水当中，还存在重金属离子，其来自矿石。除此之外，废水当中还会含有由于药剂发生化学反应生成的化合物。在泡沫产品中，含有大量起泡剂与捕收剂，基本不会进入废水。大部分药剂即便浓度很低，也会导致水产生异味。水源对石油产品和酚类物质含量都有着严格要求。对此，必须对废水进行净化处理，尽量去除这些污染物质。硫酸锌（铜）与氰化物都有很高的毒性，并且还能生成络合物[2]。加药擦洗选矿工艺流程如图3所示。

图3 加药擦洗选矿工艺流程

2.1 采用药剂法治理含氰废水

该方法的原理为利用粗铝酸盐对废水中的氰化物进行氧化，生成氰酸盐。对于氰酸盐离子的溶解，一些是以将氰化物结合到铁络合物当中，再用硫酸铁将可溶氰化物或可溶但具有毒性的络合氰化物转变为氰化铁或其络合物；还有一些方法则直接将氰化物变为难溶沉淀。使用双氧水对金选矿厂的废水进行处理，除了处理效果良好，而且过程较为简单。首先，在初始氧化过程中使用双氧化对弱酸性氰化物及金属离子进行氧化；对于加入到废水中的双氧水，应事先将其混合均匀，且预留足够时间用于反应，并保持适宜pH值。必要时，可选择硫酸铜加快反应的速度。双氧水和氰化物发生的反应属于基本化学反应，不仅简单，而且过程与产物均明确。处于游离状态的氰与氰化弱金属的络合物在双氧水的氧化作用下会生成氰酸盐，此时锌、铜和铅金属将产生沉淀。当氰酸盐发生水解反应时，会生成碳酸盐与铵离子，也可生成碳酸氢盐，实际的水解速度由pH值决定。为确保总氰含量切实满足要求，对于亚铁氰酸盐，要在分解过程中添加一定量的硫酸铜，以此通过沉淀去除。完成以上处理步骤后，还需要进一步使用其它方法去除汞等其它重金属，并使用硫酸铁通过沉淀去除砷和锑[3]。

2.2 采用浮选法治理废水当中的残留药剂与重金属离子

基于化学净化的重金属去除，其具体方法为使溶液当中含有的阳离子变成难溶的化合物。从有色冶金企业角度讲，可使用活性氯与臭氧对废水中的黄药进行氧化，使黄药中含有的硫变为硫酸盐，以此达到净化的目的；而对于废水中残留的黑药，则可使用高锰酸钾进行氧化，使黑药中含有的二硫代磷酸酯变为磷酸离子[4]。

某矿山就采用此法对浓密机溢流含有的黄药、起泡剂与铜进行处理。先在溢流当中添加适量的活性炭，以此吸附起泡剂。如果有CN存在，则能和重金属离子反应生成络离子，因重金属会被掩埋，所以采用常规沉淀的方法很难去除。对此，可用酸对铜氰络离子进行分解，使铜以沉淀的形式被去除。为确定最适宜的pH值，在溢流中通过硫酸的适量添加，促使其pH值变为2，然后再通过对硫化氢的添加，将沉淀物滤出，最后对滤液当中铜的实际含量进行分析。当pH值为2.5时，溶解于溢流当中的铜，其浓度可以达到最低。另外，考虑到乙基黄原酸铜也有很小的浓度积，故可同时进行沉淀，起到去除溢流中黄药残留的作用。

2.3 采用电化学法治理含镍废水

某公司通过对几个污染比较严重的车间的废水进行综合分析发现，污水导电性很高时，电阻一般不超过0.1Ω-1·cm-1，则可借助电化学法来净化处理，具体方法为通过电解完成浮选。电浮选时，通过对碱性药剂的适量添加能使镍变为沉淀物，所有沉淀都能被回收至泡沫产品当中，此类亲水沉淀即便未使用疏水剂也可实现浮游，作用机理为溶液在电场当中充分搅拌，粒子与电极直接接触，使电极与粒子表面均产生大量气泡。存在于粒子表面上的气体，在产生分离后将导致电压降低。因此，对铜、钴和镍而言，尤其是镍，由于其自身序列，和氢之间有很强亲和力，使氢过电压相对较低。通过相关试验可知，通过利用电解时产生的大量气体，能有效治理污水中的镍，治理完成后的污水，其水质可以达到相关标准提出的要求。然而，该方法存在一些缺点，比如需要消耗一部分能量，耗电量为0.1kW·h/m3～0.2kW·h/m3左右。至于是否采用该方法，还需要通过深入的综合分析来确定，以此保证废水治理的有效性与经济性。

3 选矿废水回收利用与实践

在选矿废水当中，有很多药剂，如果直接排放，除了会给水系造成污染，而且还会造成一定的资源浪费。因此，若能对选矿废水进行充分的回收利用，则能在减少药剂使用的基础上，利于环保，这对水资源较为匮乏的地区是极为重要的，有必要引起相关人员的重视。

根据相关报导，国外某铅锌矿厂通过对浮选工艺开展的试验，验证了对选矿废水进行回收再利用的技术可行性，在回水数量增加至50%以后，各项浮选指标都不会受到太大影响，但回水量增加到75%后，尾矿中金属损失会有一定程度的增加。对于没有使用的回水和使用回水进行浮选后产生的废水，其化学组成为：在没有使用回水的情况下，黄药含量为2.15mg/L，氰离子含量为19.0mg/L，甲酚黑药含量为21.05mg/L，锌离子含量为25.0mg/L，铜离子含量为2.0mg/L；而在使用回水进行浮选后，其废水中黄药未检出，氰离子含量为1.0mg/L，甲酚黑药含量为1.72mg/L，锌离子含量为1.40mg/L，铜离子未检出。从以上结果可以看出，对浮选回水予以充分利用能起到减少废水中污染成分数量的作用，是除以上各项措施外，另一种有效且经济的途径。

旺峪矿业选矿厂设计规模为200t/d。目前每天处理矿量达到315t左右，2020年5月份采用自流方式将尾矿脱水车间所有废水经专用管路流入800m3水池内，用水泵输送至浮选供水管网。选厂所有回水包括铅锌浓缩池溢流水，破碎车间废水和精脱车间废水，经沉淀后由污水泵房采用2PNL立泵经管路输送至800m3中间水池再次沉淀，经水池溢流口进入池内采用单级单吸清水离心泵送至选厂各车间供水管网。经过试用实践证明，此办法技术可靠，经济合理，节能降耗。降低了选矿成本，增加了选厂效益。

又如某铅锌选矿厂，设计规模为220t/d，单日处理矿量大，且还有进一步增加的趋势，由此产生的选矿废水数量极大。对此，参考国内外其它选矿厂废水回用经验，决定对选矿废水进行回收利用。实践表明，将选矿废水回用到选矿工艺流程中，不仅可以满足浮选工艺要求，而且还能极大的缓解废水存储与排放压力，为选矿厂进一步增加经济效益提供新途径。

4 结语

综上所述，选矿作为矿产资源开发和生产的重要环节之一，在选矿过程中难免产生废水，这些废水由于药剂残留等原因如果未加治理直接排放或排放不达标，都会给附近的水域造成严重污染，进而危害附近居民身体健康与农业生产。因此，在积极发展和改进浮选工艺的同时，必须对其废水治理也给予高度重视，针对不同类型的废水，结合现有技术条件，采取适宜的治理措施，如采用药剂法治理含氰废水、采用浮选法治理废水当中的残留药剂与重金属离子、采用电化学法治理含镍废水等。除此之外，若能在浮选过程中充分回用废水，则能在减少药剂使用的基础上，起到减少废水污染物含量的作用，可谓一举两得，值得大范围推广应用。