金礦選礦廢水處理技術(shù)

　　一、金礦選礦廢水的一般情況

　　國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)金礦都采用浮選工藝對(duì)金礦石進(jìn)行處理，其中會(huì)是用到多種化學(xué)藥劑，用以更有效的利用化學(xué)物相性差異實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)礦物的有效分離。在金礦浮選作業(yè)中，較常見(jiàn)的全泥氰化浸出工藝，這種處理方法成本相對(duì)較低，分離率較高，但利水資源消耗量相對(duì)較大，實(shí)際選礦過(guò)程中產(chǎn)出的污水危害較大，必須進(jìn)行二次處理。因此，金礦選礦廢水處理的首要需求是減少污染物，使排出廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，這也是金礦選礦廢水出處理的最核心的要求。

　　除一般的污染物處理外，選礦廢水的處理還需要考慮兩類特殊問(wèn)題：其一，選礦工藝操作工程中消耗水資源量大，單純處理廢水仍有可能出現(xiàn)較大規(guī)模的水資源浪費(fèi)，因此選礦廢水的處理還需要考慮水的回收與在利用;其二，選礦的中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污水內(nèi)含有一定量的尾礦漿，其直接處理成本較高，同時(shí)內(nèi)部含有一定比例的礦物，如果是金銀等貴金屬就有較高的再選價(jià)值，因此金礦選礦污水也有必要進(jìn)行再次處理來(lái)進(jìn)一步挖掘礦產(chǎn)資源價(jià)值。

　　二、金礦廢水污染物處理的一般方法和改良

　　(一)一般選礦污水處理工藝比較

　　選礦廢水處理的基本方法是將污水其中傾倒，通過(guò)一定時(shí)間的靜置使懸浮物沉淀，由此對(duì)進(jìn)一步得出的廢物料、廢水進(jìn)行處理。少數(shù)礦物在選礦過(guò)程中產(chǎn)生的污水中污染物類型單一，可以直接通過(guò)該自然凈化的方式處理。但僅就金礦選礦廢水來(lái)說(shuō)，自然凈化法并不實(shí)用，目前并沒(méi)有一種一次處理完全能夠使廢水達(dá)標(biāo)的處理方法，大多數(shù)情況下需要將多種方法進(jìn)行組合使用。其中常見(jiàn)的方法主要有如下四類：

　　第一類，物理吸附法。主要采用活性碳等多孔性吸附劑來(lái)吸附廢水中的少數(shù)幾種污染物，這種處理方法效果明顯，能夠使吸附后剩余污水的處理難度下降。但常用活性碳材料使用成本相對(duì)較高，對(duì)于金礦選礦這種用水量較高的污水處理而言不十分適用，而選用低成本吸附劑(如爐渣、泥煤等廉價(jià)材料)的效果較差，不能明顯降低后續(xù)處理成本。因此在金礦選礦廢水處理中物理吸附法在最終處理時(shí)的使用率較低，但部分企業(yè)在基于氰化物處理的多次浮選優(yōu)化工藝中會(huì)提高活性炭使用率，這對(duì)最終的污染物處理也有一定的積極影響。

　　第二類，化學(xué)沉淀法。在過(guò)去我國(guó)金礦生產(chǎn)中最常使用的選礦污水處理方法是氧化沉淀法，主要處理選礦污水中的重金屬砷。一般處理方法為在污水液中添加石灰石漿，其與三價(jià)和五價(jià)砷離子、鈣離子結(jié)合為可沉淀的砷酸鈣和亞砷酸鈣，從而分離污水中的砷。實(shí)際處理后的沉淀物相對(duì)穩(wěn)定，但近年來(lái)污水處理研究多認(rèn)為三價(jià)砷的沉淀物性質(zhì)穩(wěn)定略有不足，并有相對(duì)更高的毒性，因此一般建議先對(duì)污水中的三價(jià)砷做氧化處理(轉(zhuǎn)化為五價(jià)砷)再進(jìn)行進(jìn)一步的沉淀處理。

　　第三類，電化學(xué)法。這是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)污水處理領(lǐng)域逐漸流行起來(lái)的一種新型處理方法，其本質(zhì)是對(duì)廢水中有害物質(zhì)進(jìn)行電解，利用顆粒碳等作惰性物制作陰極，以鐵等制作陽(yáng)極，將廢水池建構(gòu)為原電池，充分利用鐵的還原作用，將污水中的部分污染性氧化物的組分還原，其中陽(yáng)極部分的鐵在反應(yīng)后形成凝絮，進(jìn)一步提供吸附作用。這種處理方法對(duì)污水中重金屬氧化物的還原處理效果較好，比如對(duì)鋅、鉛、鉻的處理效果及其理想(處理率最高可超過(guò)99%)。

　　第四類，過(guò)濾法。這是污水處理最原始的一種處理思路，但現(xiàn)代污水處理中的過(guò)濾法更為先進(jìn)也更為復(fù)雜，其中選礦廢水的處理常采用連續(xù)過(guò)濾法，主要采用逆流原理，實(shí)現(xiàn)自下而上的多級(jí)過(guò)濾，同時(shí)過(guò)濾后的廢料還能夠再次返回特殊選礦環(huán)節(jié)進(jìn)行二次處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源的有效利用。

　　(二)金礦選礦廢水處理方法的對(duì)比與改良建議

　　目前金礦選礦廢水的處理方法也基本以上述處理類型為主，具體處理時(shí)使用的方法多以自然沉淀做前置處理，采用化學(xué)沉淀法做大范圍處理，采用電解法和交換法進(jìn)一步處理。在整個(gè)處理過(guò)程中，自然沉淀的處理過(guò)程沒(méi)有太多可操作空間和改進(jìn)空間;核心處理及集中在化學(xué)沉淀，這也是最有可能完善的環(huán)節(jié);電解法是后續(xù)處理中保證排水標(biāo)準(zhǔn)的方法，在大多數(shù)選礦廢水的處理中有不可替代性，但在金礦選礦廢水中的應(yīng)用極少，未來(lái)有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的可能性;其他的硫酸鋅法、離子交換法等方法成本偏高，臭氧氧化法實(shí)施難度大且不能有效破壞亞鐵和鐵的氰化物。

　　總體來(lái)看，在金礦選礦廢水的處理中，自然靜置是必要性環(huán)節(jié)，化學(xué)沉淀是核心環(huán)節(jié)，電解處理是可選環(huán)節(jié)。其中，改進(jìn)空間最大的是化學(xué)沉淀環(huán)節(jié)，該方案在處理中常用的混凝劑有硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁等，各類混凝劑的處理效果有所差異，筆者也通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了三種混凝劑的特點(diǎn)，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用三類混凝劑(0.2g/L)并加入助凝劑(氯解磷定1mg/L)的情況，經(jīng)過(guò)30分鐘分鐘和處理后測(cè)定的重絡(luò)酸鹽去除率分別為53.7%、53.3%、53.2%，污染物去除率分別為85.6%、85.1%、84.7%，綜合而言硫酸亞鐵的處理效果更優(yōu)。同時(shí)在混凝沉淀上清物做氧化實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同氧化劑(二氧化氯、雙氧水、次氯酸鈣)對(duì)殘余藥劑(重絡(luò)酸鹽)的分解效果在25mg/L后緩慢接近上限，分別能夠達(dá)到58.3%、29.7%、43.2%的去除率，可見(jiàn)25mg/L或更高濃度的二氧化氯效果最高。

　　因此本文建議金礦廢水處理最宜以硫酸亞鐵(0.2g/L)、氯解磷定(氯解磷定1mg/L)、二氧化氯(25mg/L)聯(lián)合處理，其中二氧化氯僅用于氧化處理階段。對(duì)同批次礦物凈化處理后結(jié)果如表1所示，處理水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)該方案相對(duì)成本較低，每立方米污水的處理成本低于0.1元，因此也具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　三、金礦選礦廢水的循環(huán)利用的思路

　　在常見(jiàn)礦物的選礦處理中，已處理污水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，也可以再次投入選礦環(huán)節(jié)使用，但一般而言循環(huán)利用的價(jià)值增益不顯著。但對(duì)于金礦這種稀有礦物而言，選礦廢水本身就存含有較高價(jià)值的可回收金，因此污水循環(huán)利用本身有較高價(jià)值，而且大多數(shù)金礦在選礦環(huán)節(jié)會(huì)進(jìn)行3次以上的浮選，甚至有超過(guò)6次浮選的應(yīng)用案例，其根本目標(biāo)就在于多次浮選以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石中金礦物的高比例回收。

　　在這個(gè)回收過(guò)程中污水本身就已經(jīng)進(jìn)行了多次利用，只是利用過(guò)程并未實(shí)現(xiàn)對(duì)污水進(jìn)行凈化處理。結(jié)合這一思路來(lái)看，一般的金礦選礦廢水在凈化處理后依然可以投入到初始選礦環(huán)節(jié)作為回用水出現(xiàn)，由此實(shí)現(xiàn)再利用，這對(duì)于部分類型的礦山而言可能也會(huì)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　對(duì)此筆者也進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，如表2所示，廢水無(wú)論是否經(jīng)過(guò)處理，重新投入使用都會(huì)小幅提升選礦效益，其中未處理污水利用率更高。因此，從理論上看選礦污水不排放，多次循環(huán)利用的直接經(jīng)濟(jì)效益最高，但從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)看，選礦污水的價(jià)值增益主要出現(xiàn)在單批次循環(huán)利用中，大幅增加復(fù)選次數(shù)的成本會(huì)遠(yuǎn)超出直接效益，因此一般建議復(fù)選控制在6次以內(nèi);在此基礎(chǔ)上可以將此后的凈化水進(jìn)行利用在新批次礦石的選礦中，以此進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益。(來(lái)源：招金礦業(yè)股份有限公司蠶莊金礦)