中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 河北省秦皇岛市 066000
摘要：在很多大型矿山的生产中，有色金属的废水废物被排出，他们不仅是选矿生产中常见的污染物，也是矿山环境中的污染核心。针对我国的金尾矿废水来说，其中含有毒性非常强的氰化物，将其直接排放会直接危害到生态环境和人类自身的健康。因此，金矿废水处理是目前金矿矿山最需要处理的问题。本文通过对金矿选矿厂各种废水处理方法的梳理总结，分析了各类处理技术的优缺点，展望了该领域的发展趋势和研究方向，可为水污染防治的制定及矿山废水处理方法的更新改造有着重要的借鉴意义。
关键词：有色金属；金矿；采选废水；循环利用
引言
有色金属矿产资源作为重要的基础性材料，在国民经济、国防工业及科技发展等方面发挥着重要作用。我国有色金属工业发展迅速,2018年十种主要有色金属产量达5688万t,自2002年以来连续17年居世界第一[1]。在有色金属矿山的不断开采的同时，也产生大量废渣、废水和废气，以选矿废水为例，每年选矿废水的排放量约2亿吨，占有色金属行业废水排放总量的30％以上[2-3]。选矿废水中含有金属离子、选矿药剂、酸碱等，因此较尾矿废水化学成分更为复杂，ｐＨ值、悬浮物、COD、重金属等构成了选矿废水的主要污染物。选矿废水小部分厂前处理直接回收利用，大部分则以尾矿浆的形式进入尾矿库自然沉淀，形成尾矿库废水。为节约水资源、减少废水排放，绝大多数矿山企业将尾矿库内的澄清水泵回选厂循环使用，尾矿库溢流水则通过废水处理站处理达标后排放。
1有色金属采选废水的危害
1.1对生态环境及人体健康的影响
采选废水对生态环境影响较大。采选废水混杂有酸、碱、可溶性盐、重金属离子、悬浮物质、药剂及含硫化矿物等，直接排入河流后，将导致表层水体、土壤甚至地下水水质发生变化，造成水中生物大面积减少，甚至灭绝[4]，另外废水中重金属通过食物链的层层累积，最终对人体造成极大的危害。
1.2采选废水残留药剂回收利用的影响
有色金属矿浮选的有序、高效进行，离不开浮选药剂的种类、添加顺序、添加量、添加作业点等的合理选择与精准控制，而在不同作业选择性加入的浮选药剂不能完全与矿物作用，将导致选矿厂排出的废水中残留有大量的浮选药剂。选矿废水残留浮选药剂的有用成分及有害成分同时共存，未经适当处理直接回用，将破坏浮选药剂制度且难以及时有效调整，从而扰乱选矿分离过程及影响选矿生产操作。
2有色金属采选废水处理措施
2.1含氰废水的处理
在目前大多数采选的废水处理方面来讲，基本上是以自然净化的方式，将污水倒入一个较大的容器中，先让污水在容器内部静置，以时间为单位放置，最终得到其中的悬浮物的沉淀，进而可以通过其他技术再次对污水污物进行处理。由于某些矿物的组成成分单一，在矿厂的生产使用中所占比例较大，其产出的废料较少，所以以上处理方法对于我国少数矿物来说是完全适用的。然金矿选矿厂含氰废水主要为氰化贫液，含氰量较高，一般在200ml/g以上。因此，单一通过自然净化的方式不足以达到使废水达标的处理效果，就我国目前的处理措施：1）物理吸附法：通过利用多种多孔性吸附剂来吸附废水中的污染物，该处理方法能够大幅度降低吸附后污水再次处理的强度与难度，但常见的吸附剂原材料成本较高，对矿厂与企业并不是十分适用；而选择炉渣和煤渣灯等原材料，虽然降低了成本的价格，可在后续的处理过程中并不能保证与高成本的吸附剂有着同样的优良效果。因此，有一些小型企业会在氰化物处理的工艺中利用活性炭的重复使用率，来降低后续对污水废物的处理资金。2）化学沉淀法：老一辈的污水处理中，氧化沉淀工艺为我国金矿主要处理手段，旨在使重金属砷从污水废物中实现分离。但是在近几年的逐渐实践与研究中，处理三价砷的沉降物的稳定性亟待进一步考察，且具有相当大的毒性，并不符合我国对污水废物排出的标准。
因此，在实践中，必须让三价砷氧化成五价砷，之后再进行下一步处理，既保证五价砷形成沉淀物性质的稳定，也能使沉淀物的毒性降低并控制污水排放指标在国家允许的范围内。3）过滤法：过滤法是选矿厂废水处理最原始古老的思路，目前有一种连续自动过滤器，在继承传统思路的同时，也有自身独特的优势。该处理器以逆流为主要原理，将废水从进水管进入，通过底端的布水器之后，自下而上地经过滤床，流下来的滤液则在溢流孔处排出。滤床上被过滤的滤料在洗沙器中进行清洗，浮在上方的杂质通过换洗的清洗口处排出，剩下的滤料再次返回洗沙床，重复上述步骤。连续自动过滤器在过滤的过程中还能同时进行反洗步骤，使其不停地过滤来达到不停产的要求；而滤后的废料再次返回该系统中进行多次处理，也在有效利用矿产资源。这种仪器常用于饮用水、地表水、工业用水和污水处理厂的深度处理。
2.2酸碱中和法
由于我国矿石品位较低，使得在选矿过程中矿石的主组分溶出同杂质元素会协同浸出进入矿浆中，而且随着主组分的分离，大量的酸性氢离子与重金属离子全部进入选矿尾液。中和法的原理是将碱性物质(石灰、石灰石、电石泥、粉煤灰、煤矸石、碱性废液、炼铁废渣和炼钢废渣)加入废水中，先中和剩余的氢离子;然后依据废液pH值和沉淀物质溶解度的差异，逐步沉淀、分离Fe3+、Ca2+和Mg2+，以及重金属Pb2+、Cd2+和Zn2+等离子。中和技术具有工艺简单、运行成本低、操作简便、废水处理量大、适应性强和应用范围广等优点，但易导致设备及管壁出现结垢和二次污染的缺点。因此，中和法常与絮凝沉降法、氧化法、吸附法和电化学等技术联合使用。
2.3金矿废水的循环利用
废水回用是多金属矿采选废水处理中最为简单、有效的方法。试验表明，采用循环利用法处理后的循环水可以继续使用，丝毫不影响矿厂的选矿指标，而且基本实现采选废水的封闭循环，实现无污染、零排放的环境效益。通过查阅资料可以发现，许多常见的矿物矿厂的污水处理已经达到我国的排放标准，可以排出或对其再次利用，并且二次或多次利用的选矿效果并没有明显差异。但稀有矿物金矿与常见的矿物并不相同，它在对外排出的废水中检测到含量较高的可回收金，所以可以对其再次进行污水循环利用。有超过3次以上甚至是超过6次以上的应用实例，之后再结合污水净化处理和再利用，对于部分金矿山来说也会给企业带来不错的经济效益和价值。
结语
我国矿石成分复杂、主矿种品位低，造成选矿过程中大量浮选药剂、溶矿剂及矿物杂质离子进入选矿废水;使得选矿废水成分复杂，废水总回收利用率低;由于我国矿山企业规模参差不齐，矿山废水处理方面也不尽相同;例如，国有企业实力雄厚，在矿山废水处理方面通常采用先进、复合废水处理技术实现选矿废水高效回用，但对于中小民营企业来讲，先进废水处理工艺成本高、难以承担，仅采用简易的处理方法进行处理，出水回用率较低，严重浪费水资源;针对上述存在问题，今后选矿废水综合治理技术研究应注重以下方面:(1)开发选矿新技术或新工艺、淘汰落后选矿技术，实现从源头减少矿山废水的排放量与污染程度。(2)开发选矿废水处理新工艺或组合工艺，实现选矿废水中悬浮物、重金属离子和有机污染物的高效去除和出水的回用率。(3)选矿废水处理技术开发需遵循成本低、性能可靠、易工业化等特点，只有这样的实用技术才能在中小矿山企业废水处理方面实现迅速推广与应用。
参考文献：
[1]黄松宇，于淼，孙宁磊，等．我国有色金属选矿废水处理及回用研究进展［J］．中国会议，2019（7）：113-117.
[2]宋宝旭，刘四清．国内选矿厂废水处理现状与研究进展［J］．矿冶，2012,21（2）:97-103.
[3]何玉风，王华，张侠，等．PAA/HB去除白钨矿选矿废水COD的研究［J］．工业水处理，2011,31（10）:61-64.
[3]林小凤，傅平丰，邹凤羽，等．高级氧化技术降解有机选矿药剂的研究进展［J］．金属矿山，2019(9):1－7．
[4]邱卫芬，张德文，絮凝沉降法降低某铅锌选矿尾水中固体悬浮物试验［J］．现代矿业，2015(3):81－82．