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选矿废水处理技术研究进展

发表时间：2021/4/27 来源：《基层建设》2020年第33期作者：吴忠兵

[导读] 摘要：现阶段，国内工业的发展速度持续加快，一些全新的技术开始得到应用，环境保护也成为了大家关注的重点。

        瓮福（集团）有限责任公司瓮福磷矿贵州福泉 550500
        摘要：现阶段，国内工业的发展速度持续加快，一些全新的技术开始得到应用，环境保护也成为了大家关注的重点。从矿产资源开采的角度来看，废水、废气、废渣的产生是无法避免的，其对环境造成的破坏也较为严重，在矿山废水中含有的毒害物质是较多的，而且需要长时间才能分解，这就使得环境受到严重的侵害。
        关键词：选矿；废水处理；技术；研究进展
        1选矿废水的来源与危害
        1.1选矿废水的来源
        选矿废水是生产过程中所有外排水的总称，主要包含选矿过程中的尾液、浓缩精矿的溢流水、精矿脱水的滤液、机械设备冷却水、除尘系统外排水、厂房地面（设备）冲洗水及浮选药剂废水组成。其中，浓缩精矿溢流水的含量小于5%；而选矿过程中产生的废水约占95%。
        由于我国矿石资源品质低，选矿工艺复杂，造成我国选矿废水具有排放量大、重金属离子种类多、固体悬浮物含量高和浮选残留药剂浓度高的特征；因此，这对矿山废水的治理提出更高的要求。
        1.2选矿废水的危害
        物质组成决定了性质，选矿废水的组成决定了其对环境不可逆转的破坏程度。例如，矿山废水富含大量重金属离子，如铬、铜、砷、锌、镉、锗和铅离子；其水溶性使它能够随水体流动而转移，而难降解性更增加了治理难度，已成为选矿废水治理的重要难点。矿山废水中的浮选残留有机物，由分散剂、起泡剂和捕收剂组成，长期聚集会给水体带来严重危害，如水体变臭、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）升高，甚至导致水生动物/植物大量死亡的现象。矿山废水中的酸/碱性废水和固体悬浮物也是造成水体污染的主要因素，它们破坏了水体的稳态（中性），导致水生藻类、鱼类等动植物难以生存，生物链面临严重威胁和损坏。矿业公司早期在开采矿石过程中，剥离出大量含有硫化物和多种金属离子的废土，经氧化、雨淋发生一系列化学反应，最终形成成份复杂、污染危害极大的酸性废水，曾发生四次事故，造成经济损失高达150多万元。
        2矿山废水处理技术的研究进展
        2.1酸碱中和法
        我们国家的矿石品位呈现出较低的状态，因而进行选矿时就会发生主组分的分离，带来的结果就是选矿尾液中含有的酸性氢离子、重金属离子大幅增加。在对其进行处理时，酸碱总中和法的应用是较为常见的，也就是将石灰、电石泥、炼铁废渣等掺入到废水当中，这样可以使得氢离子中和目标达成，确定废液实际的pH值、沉淀物溶解状况后，通过逐步沉淀、分离的方法来实现重金属离子的去除。酸碱中和法具有明显的优势，其工艺操作非常的方便，不需要投入太多的运行成本，可以对大量废水进行处理，而且适应性是相对较强的，然而其也存在不足，那就是设备、管壁会结垢，进而导致二次污染出现。所以说，在对此种方法予以实际应用时，应该要将其和絮凝沉降法、氧化法等进行联合使用，这样可以保证处理效果更为理想。比方说，德兴铜矿在对酸碱废水进行处理时采用的方法是将一定量的石灰掺入到碱性废水中，进而和酸性废水进行混合，此种处理方式能够避免管路发生结钙问题，而且处理能力有大幅提高，每天能够处理的酸性水达到1万m3，而处理的碱性水则高达2.5万m3，而且其中的污染物含量和国内现行的排放标准是相符合的，达标率超过了85%，每年能够为企业创造的经济效益达到600万人民币。
        2.2混凝沉淀法
        在煤气化废水中含有的有机物是较多的，而且降解的难度非常大。

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这些有机物在水体中呈现出悬浮状态、胶体状态，采用传统沉淀法予以去除的话，效果达不到预期，为了改变此种状况，应将适量的混凝剂、助凝剂掺入沉淀池中，经过充分搅拌后则可使得有机物无法保持悬浮状态，经过絮凝、聚集，小分子悬浮物就会变为大颗粒，进而减速沉降，采用固液分离方法可将悬浮物、色度之类的污染物予以有效去除。从煤气废水的处理情况来看，使用混凝剂可以使得处理效果更为理想，对各种污染物的处理效率能够有大幅提升。对有机、无机絮凝剂进行合理搭配，能够使得除油率明显提高，可以达到85.5%，而固溶体则会明显降低，只有25.9mg/L。
        在萃取脱酚煤气废水中，单元酚、多元酚的实际含量是较高的，而酚类物质属于工业副产品，因而要通过有效措施对其进行回收，这样可以使得废弃物的利用率大幅提高，而且废水具有的可生化性也能够得到提升。在现阶段，溶剂萃取技术的应用是较为普遍的，通过其能够对含酚废水进行有效处理，脱酚率最高可以达到99%。
        在对此种方法予以实际应用时，酚可以在萃取剂中有效溶解，如此一来，就可使得酚类物质真正实现转移，和废水也就能够分离。若想保证脱酚效果更为理想，必须要保证选用的萃取剂是最为合适的，简单来说，萃取剂应该要具有较高的萃取效率，能够实现油水分离，挥发、乳化应该是较低的，不会造成二次污染，同时应该具有较高的性价比。在对气化废水进行脱酚处理的过程中，可以使用的萃取剂包括了苯、重苯、轻油、异丙醚等。在现阶段，煤气化工艺呈现出较快的发展趋势，而且气化废水必须要达到既定指标后才可以出水，而这使得萃取剂的选用必须要慎重。不少的专家针对萃取脱酚工艺展开了深入研究，而萃取剂选用则是研究的主要方向。比方说，哈尔滨气化厂选用的萃取剂为异丙醚，效果是明显的，挥发酚的回收率高达96%，而非挥发酚也能够达到58.1%至63.5%间。另外来说，萃取剂的再生温度是较低的，这就可以避免水解的发生，如果pH值在5至8间的话，通过异丙醚进行萃取可以使得出水中含有的酚物质大幅降低，浓度在100mg/L以下。萃取剂选择甲基异丁基甲酮的话，酸性环境中的萃取效率会有明显提升，可以达到93%。
        2.3氧化法
        进行选矿工作时，一般要利用浮选剂来实现精矿洗选目的，但是浮选药剂必然会出现残留，并进入到选矿尾液之中，这样一来，水质COD就会有明显的上升，对周围水土产生的影响是非常大的。在进行处理时，氧化法的使用是较为常见的，简单来说就是将氧化剂掺入到废水中，使得有机物能够被氧化处理，进而转变为无毒物质，或者是低毒物质。氧化法是降低废水中COD的有效手段，常规氧化剂有：过氧化氢、臭氧、次氯酸（钠、钙）和氯等。深度氧化技术，指在催化剂、光、电、磁等物理和化学作用下，利用产生的强氧化性活性自由基对废水中残留的大分子有机物进行降解，最终转化为低毒或无毒小分子；深度氧化技术主要有：臭氧一复合氧化技术、Fenton氧化技术、光化学（催化）氧化技术、电催化和过硫酸盐氧化技术。采用Fenton氧化技术处理矿山模拟废水，试验结果表明：当废水中的胺类捕收剂初始浓度为500mg/L时，废水溶液的pH值为4、Fe2+与H2O2的物质量之比为0.5的试验条件下，Fenton氧化技术能有效降解胺类捕收剂。
        以十八胺、十二烷基丙基醚胺为模拟捕收剂为例，废水中的COD去除率分别高达93.72%和94.26%。采用电催化氧化法去除选矿浮选废水中的重金属废水Pb2+和苯胺黑药残留物，试验结果表明：当废水溶液中pH=4、电流密度为20mA/cm2、脉冲周期为2s和催化反应时间为90min的条件下，脉冲电催化内电解流化床技术可有效去除浮选废水中的Pb2+和苯胺黑药，二者去除率分别为，99.8%和7.83%；同时，BOD5/COD的比值由0.15上升至0.41，可生化性得到显著提升。
        结束语
        目前，尽管我国矿山企业废水治理还存在诸多问题，但随着环保政策的收紧与处罚力度的加大；选矿企业都积极展开废水治理研究工作与工程化的实践探索，而且取得了较好的成效；这对选矿企业的废水治理提供了很好的借鉴作用，对实现选矿企业的废水高效回用和近零排放有重要的意义。
        参考文献：
        ［1］冯章标，何发钰，邱廷省，选矿废水治理与循环利用技术现状及展望［J］．金属矿山，2016，（7）：71－77．
        ［2］马尧，胡宝群，孙占学，矿山废水处理的研究综述［J］．铀矿冶，2016，25（4）：199－203．