金礦選礦廢水處理技術(shù)分析與評(píng)價(jià)

劉 輝

（招金礦業(yè)股份有限公司蠶莊金礦，山東 招遠(yuǎn) 265400）

有色金屬和冶煉生產(chǎn)會(huì)消耗大量水源，金礦選礦會(huì)排放大量廢水，選礦廢水成分十分復(fù)雜，廢水中會(huì)含有大量不同金屬離子和非金屬離子。從目前我國礦產(chǎn)行業(yè)整體發(fā)展情況來看，許多的金礦選礦企業(yè)處理污水技術(shù)十分落后，清潔生產(chǎn)技術(shù)不成熟，廢水排放會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。由此可見，加強(qiáng)對(duì)金礦選礦廢水處理的探討意義重大。

1 金礦選礦廢水一般狀況

從現(xiàn)階段我國多數(shù)金礦選礦情況倆看，多數(shù)都采取浮選工藝處理金礦石，在處理時(shí)會(huì)應(yīng)用不同類型化學(xué)藥劑，通過對(duì)化學(xué)藥物的應(yīng)用，合理分離礦物質(zhì)。金靜礦氰化浸出工藝是金礦浮選作業(yè)中常用的一項(xiàng)工藝，該處理方法在具體應(yīng)用時(shí)成本相對(duì)低，分離率高，但是會(huì)消耗大量水資源，金礦選礦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量污水，這些污水如果直接排放，這會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，在排放前，要對(duì)污水進(jìn)行二次處理[1]。金礦選礦廢水處理要減少水中污染物，從而使排放廢水能夠達(dá)到國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，這是處理金礦選礦廢水的核心。針對(duì)金礦選礦廢水處理來說，除了要考慮的一般廢水中的一般污染物之外，還要考慮以下兩項(xiàng)特殊內(nèi)容：

（1）金礦選礦工藝操作中會(huì)消耗大量水資源，單純的廢水進(jìn)行處理，會(huì)浪費(fèi)大量水資源，可見，在處理金礦選礦廢水時(shí)，要回收與利用廢水，減少水資源浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，提高經(jīng)濟(jì)效益[2]。

（2）金礦選礦中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生污水會(huì)含有大量尾礦漿，直接處理成本高，而且在內(nèi)部會(huì)含有一定量礦物質(zhì)，如果是具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的金屬，要進(jìn)行再選，可見，針對(duì)金礦選礦污水，要再次處理，對(duì)礦產(chǎn)資源價(jià)值進(jìn)行深度挖掘[3]。

2 處理金礦選礦廢水的常規(guī)方法與合理改良

2.1 常規(guī)金礦選礦污水處理工藝對(duì)比

金礦選礦廢水處理的基本方法就是傾倒污水，將污水靜止一段時(shí)間，讓污水中的懸浮物沉淀，然后對(duì)獲取到的廢水、廢料進(jìn)行處理[4]。針對(duì)金礦選礦廢水來說，采取自然凈化方式對(duì)污水進(jìn)行處理并不實(shí)用，現(xiàn)階段沒有一種一次處理方法可以讓金礦選礦廢水可以達(dá)到處理效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的合理處理。多數(shù)廢水處理都要采取不同方法組合應(yīng)用。常見的廢水處理方法有以下幾種類型：

2.1.1 物理吸收法

在處理金礦選礦廢水處理過程中，通過對(duì)活性炭進(jìn)行應(yīng)用，采取吸水方式，對(duì)污水中過的少數(shù)幾種污染物進(jìn)行處理，這種處理方法應(yīng)用起來效果顯著，可以降低吸附后剩余污水處理難度。但是，從實(shí)際情況來看，常用活性炭材料應(yīng)用成本高，針對(duì)金礦這種水量較高污水處理起來難度較大，而采用成本較低的泥煤、爐渣等各種低成本材料，處理效率差，難以明顯降低后續(xù)處理污水成本[5]。由此可見，在金礦選礦廢水處理中，物力吸附法應(yīng)用率偏低，但是，從實(shí)際作業(yè)情況來看，部門企業(yè)以氯化物處理多次浮選優(yōu)化工藝能夠是活性炭使用率得到進(jìn)一步提高，對(duì)于金礦選礦廢水處理能夠產(chǎn)生積極影響。

2.1.2 化學(xué)沉淀法

氧化沉淀法是金礦選礦廢處理中常用的一種方法，采用該方法主要是處理廢水中的砷，一般處理方法就是將石灰石漿加入到廢水中，讓其與廢水中鈣離子、三價(jià)砷離子和五價(jià)砷離子進(jìn)行結(jié)合，生產(chǎn)沉淀物，將廢水中的砷離子去除。采用化學(xué)沉淀法處理廢水生產(chǎn)的沉淀物相對(duì)穩(wěn)定，處理效果較高[6]。但是，隨著科技的快速發(fā)展，以及相關(guān)內(nèi)容研究的不斷深入，人們認(rèn)為三價(jià)砷沉淀物穩(wěn)定性相對(duì)較差，而且具有較高毒性。因此，在處理金礦選礦廢水時(shí)，建議先采用氧化方式將廢水中的三價(jià)砷離子轉(zhuǎn)變成五價(jià)砷離子，再沉淀處理，將廢水中砷去除。

2.1.3 電化學(xué)法

電化學(xué)法是近幾年國內(nèi)污水處理領(lǐng)域逐漸流行起來的一種新處理方法，該處理方法的本質(zhì)就是通過電解方式對(duì)廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，采用顆粒碳等惰性物質(zhì)制作陰極，采用鐵等材料制作成樣機(jī)，將廢水池構(gòu)建原電池，通過對(duì)鐵還原性的應(yīng)用，將廢水中的污染性氧化物成分進(jìn)行還原，陽極部分鐵在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生大量凝絮，使其吸附作用能夠得到進(jìn)一步提高，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的處理[7]。這種處理方法廢水中金屬氧化物的還原處理效果良好，例如對(duì)廢水中的鉛、鉻、鋅等各種物質(zhì)的處理效果良好，整體處理效果能夠超過99%。

2.1.4 過濾法

過濾法是處理金礦選礦廢水最原始的一種思路，但現(xiàn)代污水處理采用的過濾法十分復(fù)雜，對(duì)于金礦選礦廢水處理要采用連續(xù)過濾法，主要是對(duì)逆流原理進(jìn)行應(yīng)用，由上向下采取多級(jí)方式完成過濾，同時(shí)，在進(jìn)行過濾后，廢料可以返回特殊選礦環(huán)節(jié)，二次處理，從而高效利用礦產(chǎn)資源[8]。

2.2 改良金礦選礦廢水處理方法

金礦選礦處廢水處理方法以上述處理類型為主，在實(shí)際處理上采用的方法以自然沉淀作為前置處理方法，通過對(duì)化學(xué)沉淀法進(jìn)行應(yīng)用，適當(dāng)擴(kuò)大處理范圍，通過對(duì)電解法和交換法進(jìn)行應(yīng)用，完成進(jìn)一步處理[9]。在整個(gè)處理期間，自然沉淀法中沒有太多可操作和改進(jìn)空間；化學(xué)沉淀是整個(gè)處理中的核心內(nèi)容，該環(huán)節(jié)是最有由可能改進(jìn)和完善的環(huán)節(jié)；電解法是后續(xù)處理廢水，確保排水標(biāo)準(zhǔn)的一種合理方法，在多數(shù)選礦廢水處理中都具有不可代替性，但是在金礦選礦廢水處理中應(yīng)用極少，而在未來一段時(shí)具有不錯(cuò)的應(yīng)用空間，而且可以對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)推廣；其它離子交換法、硫酸鋅方法在應(yīng)用十分時(shí)成本較高，臭氧氧化法實(shí)時(shí)起來不僅難度大，而且無法有效破壞鐵和亞鐵的氰化物，整體應(yīng)用效果相對(duì)較差。

總而言之，處理金礦選礦廢水中，自然靜止是處理廢水過程中不可或缺的一項(xiàng)環(huán)節(jié)，化學(xué)沉淀是整個(gè)處理的核心，電解則是可選環(huán)節(jié)。在整個(gè)處理中，化學(xué)沉淀環(huán)節(jié)是其中改進(jìn)空間最大的環(huán)節(jié)，在實(shí)際處理過程中，常用的混凝劑有聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、硫酸亞鐵等，不同類型的混凝劑在應(yīng)用的整體處理效果存在一定差異，對(duì)三種不同類型的混凝劑的特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，分別單獨(dú)應(yīng)用三類混凝劑（0.2g/L），同時(shí)，向混凝劑中加入并加入助凝劑（氯解磷定 1mg/L），經(jīng)過30min處理后，對(duì)廢水中成分進(jìn)行測定，廢水中重鉻酸鹽的去除率分別為53.4%、53.5%、53.9%，去除污染物率分別為84.9%、85.3%、85.8%，綜合來看，硫酸亞鐵是三種混凝劑中應(yīng)用效果最好的一種。同時(shí)，通過分析混凝沉淀上清物的氧化實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在具體實(shí)驗(yàn)開展過程中采用雙氧水、二氧化氯、次氯酸鈣不同類型氧化劑對(duì)重鉻酸鹽的分解率在25mg/L后緩慢上升，最終將會(huì)接近上限，分別可以達(dá)到29.8%、58.4%、43.3%，由此可見，在25mg/L或更高濃度二氧化氯效果最佳。因此，對(duì)于金礦選礦廢水處理應(yīng)要采取硫酸亞鐵（0.2g/L）、氯解磷定（氯解磷定 1mg/L）、二氧化氯（25mg/L）聯(lián)合方式，完成相應(yīng)處理工作，在整個(gè)處理過程中，二氧化氯僅在綠化處理階段應(yīng)用，針對(duì)同批次礦物凈化處理后，廢水水質(zhì)能夠達(dá)到國家要求標(biāo)準(zhǔn)，并且該方案應(yīng)用起來成本相對(duì)較低，具有不錯(cuò)經(jīng)濟(jì)效益。

3 循環(huán)利用金礦選礦廢水思路

對(duì)于常見礦物質(zhì)選礦處理中，經(jīng)過處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后，可以循環(huán)應(yīng)用，再次投入到選礦環(huán)境中，但是從具體情況來看，循環(huán)利用價(jià)值相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)效益提高并不顯著。針對(duì)金礦這種稀有，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的金屬來說，廢水中存在可回收金，廢水循環(huán)利用具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且在多數(shù)金礦選礦中要進(jìn)行超過3次浮選，甚至可以超過6次浮選，核心目的就是通過多次浮選，提高金回收比例。在整個(gè)回收作業(yè)開展時(shí)，廢水自身會(huì)被多次利用，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，并未實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中的凈化處理。結(jié)合這一思路，一般金礦選礦廢水經(jīng)處理后，可以將經(jīng)過處理后的廢水投入到初始選礦中，將其作為循環(huán)廢水，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的再次利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。處理金礦選礦廢水時(shí)，為了提高處理效果，需要做好如下工作。

3.1 適當(dāng)控制硫化物加入量

采用硫化物與水體金屬發(fā)生反應(yīng)，通過沉淀分離重金屬，但是水中硫化物容易發(fā)生殘留，硫化物遇到酸會(huì)生產(chǎn)硫化氫氣體，會(huì)對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染。因此，為了避免發(fā)生再次污染，要將重金屬添加在污水體中，對(duì)硫化物沉淀法進(jìn)行改進(jìn)，避免出現(xiàn)硫化氫有害氣體的生成，硫化物殘留。

3.2 避免膜污染

金礦選礦重廢水硬度高，廢水中的硫酸鈣、碳酸鈣、碳酸鎂容易在膜上堆積，形成結(jié)垢后，會(huì)發(fā)生顆粒堵塞問題。具體操作時(shí)，要依據(jù)具體情況，將混凝劑投入到水中，同時(shí)，還要投入一定量的阻垢劑，避免膜污染。此外，也可以通過提高陶瓷膜親水性方式降低膜吸附力，以及膜通量，使其膜在應(yīng)用時(shí)具有較高抵抗結(jié)垢能力。

4 金礦選礦處理效益評(píng)價(jià)

金礦生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)金礦選礦廢水的處理，合理應(yīng)用水資源，減少水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，降低廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身體健康的保護(hù)，確保行業(yè)發(fā)展可持續(xù)性和合理性。做好金礦選礦廢水處理效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

金礦生產(chǎn)企業(yè)通過對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)選礦廢水處理工藝進(jìn)行適當(dāng)改造，針對(duì)污染物實(shí)施減排，降低排污成本。與此同時(shí)，金礦企業(yè)在具體生產(chǎn)作業(yè)開展期間，通過對(duì)金礦選礦廢水進(jìn)行處理，能夠減少水資源消耗量，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。金礦企業(yè)廢水處理設(shè)施是企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中，治理環(huán)境的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，是確保企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展達(dá)到一項(xiàng)必然要求。對(duì)于金礦企業(yè)來說，治理環(huán)境一般都要投入大量資金，通常與經(jīng)濟(jì)效益有著直接聯(lián)系，經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在處理廢水設(shè)施上，能夠減少金礦選礦廢水帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 環(huán)境效益

金礦生產(chǎn)企對(duì)采用的技術(shù)要不斷創(chuàng)新，改造工藝，在通過合理方式對(duì)金礦選礦深度處理后，可以循環(huán)利用金礦選礦廢水，從而減少廢水排放量，加強(qiáng)對(duì)廢水的循環(huán)利用，減少新水投入量。金礦選礦廢水深度治理工程大幅度降低了重金屬對(duì)于生態(tài)環(huán)境污染，從而使流域內(nèi)水質(zhì)得到顯著改善，加快生態(tài)文明建設(shè)，達(dá)到節(jié)能減排目的。

4.3 社會(huì)效益

金礦企業(yè)采取先進(jìn)技術(shù)對(duì)金礦選礦廢水進(jìn)行處理，能夠避免金礦企業(yè)在生產(chǎn)重對(duì)周圍地面水造成的不良影響，可以大幅度減小由于重金屬污染對(duì)人身體健康造成的危害。金礦企業(yè)節(jié)能治污設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，一方面能夠減少水資源消耗量，另一方面也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的保護(hù)，具有良好社會(huì)效益。

5 結(jié)語

從現(xiàn)階段我國金礦選礦廢水處理工藝來看，先將廢水泵入到尾礦后，通過對(duì)重金屬自然沉淀達(dá)到處理廢水要求。但是，從實(shí)際情況來看，尾礦處理重金屬廢水無法依據(jù)具體情況完成相應(yīng)調(diào)整處理，這也就導(dǎo)致該方法在應(yīng)用時(shí)不夠靈活，最終水質(zhì)穩(wěn)定性差，為了進(jìn)一步提高處理廢水效果，要在實(shí)踐中對(duì)處理方法進(jìn)行探究，不斷完善，合理優(yōu)化。