某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究(1).pdf

某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究 * 陈伟彭新平陈代雄 湖南有色金属研究院， 长沙 410015 摘要 某铅锌选矿用排水量大， 选矿废水含有重金属离子和其他有毒的化学成分， 会造成水环境严重污染; 通过对选矿 工艺进行优 化， 提 高 了 铅、 锌 和 金 的 回 收 率; 采 用 调 pH氧 化 混 凝沉 淀吸 附 的 废 水 处 理 工 艺， 出 水 符 合 GB 897896 污水综合排放标准 一级标准， 处理水全部回用于选矿。在闭路循环条件下， 选矿废水回用的选矿指标 稳定， 与使用新水的指标相近， 可以实现选矿废水零排放。 关键词 铅锌矿;选矿废水;处理;回用 TREATMENT AND REUSE OF A LEAD- ZINC ORE DRESSING WASTEWATER Chen WeiPeng XinpingChen Daixiong Hunan Nonferrous Metals Research Institute，Changsha 410015，China AbstractA lead-zinc ore discharges a lot of dressing wastewater． The dressing wastewater contains metal ions and toxic chemical，and water environment might be seriously polluted． By optimizing dressing process，recovery rate of lead，zinc and gold was raised． After the wastewater treatment process of regulation of pH － oxidizing coagulation － precipitation － adsorption was used，The efluent coned to the first-order of“Integrated Sewage Discharge Standard” GB 897896 ． The effluent could be fully reused for ore dressing，the technical indicators were stable， which were similar to those of the new water，so zero-discharge of wastewater could be realized． Keywordssulfide lead-zinc;ore dressing wastewater;treatment;reuse * 湖南省社会发展科技支撑计划重点项目 2009SK2009 。 0引言 某铅锌矿地处湖南湘江水系的上游，目前开采 的有北部矿体和西部矿体， 选矿回收的主要有价元素 为铅、 锌、 银、 金、 硫、 铁。矿石类型为铅锌原生矿， 氧 化程度不高。选矿厂日处理能力为500 t， 采用优先 浮铅锌硫混浮锌硫分离浮选工艺。采用一段磨 矿， 磨矿细度为0. 074 mm以下占 78 ， 选别工艺是硫 酸锌 氰化钠作锌矿物和黄铁矿的抑制剂， MB 黄 药 硫氮九号作铅矿物的捕收剂， 2 号油作起泡剂优 先浮铅， 经一次粗选、 三次精选、 二次扫选， 获得铅精 矿; 浮铅尾矿加 MB 黄药和 2 号油进行锌硫混合浮 选，经一次粗选、 二次扫选， 尾矿为最终尾矿; 锌硫混 合粗精矿加石灰抑制黄铁矿， 进行锌硫分离， 经一次 粗选、 二次精选、 二次扫选， 得到锌精矿和硫精矿。 铅、 锌、 硫精矿经各自浓密和脱水， 选矿废水汇入选矿 厂地沟， 与选矿厂卫生水 降雨时包括地表雨水 、 尾 矿汇合到一起， 通过尾砂输送管道进入尾砂库， 选矿 废水在尾矿库内经过自净处理后排放。 该选矿厂年产铅锌金属量达 5 万 t。每年通过污 水输送系统输送约 90 万 m3的选矿废水至离矿2 km 处的尾矿坝。这些选矿废水污浊，pH 值高， 内含多 种有机和无机药剂以及铅、 锌、 镉等重金属。若将该 选矿废水进行有效处理， 部分或全部代替生产用水， 不但可以为企业带来显著的经济效益， 还可以实现清 洁生产， 保护环境， 达到改善湘江水系的水质目的。 1选矿废水处理试验 1. 1选矿废水水质状况 针对该矿采得的原矿进行选矿工艺优化试验， 产 生的尾砂和废水混合形成选矿废水， 选矿废水进行 24 h自然沉清， 以模拟现场尾矿库对选矿废水的处理 作用， 对沉清后选矿废水进行水质分析， 结果见表 1。 水质分析结果表明 该选矿废水 pH 值高， 含有 酚、 石油类、 砷、 COD 等污染物， pH、 酚、 COD、 铅等指 73 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 表 1选矿废水水质状况 mg/L pH、 碱度除外 项目pH碱度 / mmolL － 1 ρ COD ρ 石油类ρ 挥发酚 ρ S2 － ρ 总砷ρ 总镉 ρ 总铅ρ 锌 ρ 铜 原水11. 854231801. 81. 421. 50. 620. 4617. 164. 230. 84 排放标准6 ～ 9100100. 51. 00. 50. 11. 02. 00. 5 标超过 GB 89781996污水综合排放标准 一级排 放标准; 由于废水中残存的选矿药剂成分会对选矿工 艺产生不良影响， 回用前要降低废水中残存的选矿药 剂浓度。 1. 2选矿废水处理工艺流程 采用调 pH氧化混凝沉淀吸附回用的废 水处理工艺，其工艺流程见图 1。 图 1选矿废水处理与回用试验流程 1 向 pH 为 11 ～ 12 的选矿总废水中投加浓度为 8 ～ 20 的稀硫酸， 调整废水 pH 至 9. 0 ～ 10. 5; 2 向废水中投加作为混凝剂的硫酸亚铁， 进行 氧化混凝反应， 每升废水投加 50 ～ 200 mg硫酸亚铁， 反应时间为 30 ～ 60 min; 然后再加入作为絮凝剂的聚 丙烯酰胺进行混凝沉淀处理， 每升废水加入 0. 1 ～ 1. 0 mg， 混凝沉淀时间为 30 ～ 60 min; 控制废水 pH 值为 6. 0 ～ 9. 0; 沉淀污泥定期排放和回流; 回流污泥 比例为污泥总量的 30 ～ 50 ， 用作本步骤投加的 氧化剂和絮凝剂; 3 向经步骤 2 处理后的废水中投加 ClO2进行氧 化处理， 每升废水投加 ClO25 ～ 20 mg， 氧化处理时间 为 30 ～ 60 min; 4 将经步骤 3 处理的废水通过催化氧化吸附反 应床， 水力停留时间为 30 ～ 60 min， 得处理后废水; 催 化氧化吸附反应床的充填介质为活性炭床或多孔陶 粒; 出水水质见表 2。 表 2废水处理前后水质情况 mg/L pH 除外 项目pHρ Cuρ Pbρ Znρ Cdρ As ρ S 2 － ρ COD ρ 酚ρ 石油类 处理前水 11. 681. 039. 163. 420. 320. 33 0. 741431. 231. 65 处理后水7. 230. 050. 460. 330. 040. 040. 23270. 090. 19 2废水方案比选 2. 1分系统回水方案 从选矿工艺而言， 选矿废水以分系统回用较为有 利， 通过铅精矿溢流水返回铅浮选系统、 锌精矿溢流 水返回锌硫分离系统实施废水回用。该回水方式可 使得选矿残留药剂对工艺的影响控制在最小的程度; 同时， 有利于废水中残留药剂的最大程度利用， 减少 选矿药剂的用量。分系统回水， 需要分建各系统废水 的处理和回用设施、 管道， 各系统用排水平衡控制难 度大、 管理不方便、 投资大、 适合于生产规模较大， 各 系统水量较大的情况， 但该方式仍存在对尾矿水的处 理与回用问题。 2. 2尾砂库溢流水全回水方案 尾砂库溢流水全回水方案， 是将选矿厂所有的废 水全部汇入尾砂库， 选矿废水经过处理后再回用到选 矿工艺中的回水方式。这种方案的优点如下 1 能充分利用大容积尾砂库的沉淀、 自然净化 能力， 能最大程度地减少废水处理药剂消耗。2 能 充分调节工艺中各系统的水量平衡， 不会导致系统水 量不平衡而产生的废水外泄状况。3 尾砂库沉清后 的废水表观清澈， 这就使得操作者乐于接受而使回水 成为可能。4 全厂废水统一处理， 便于管理， 节省基 建投资和运行管理费用。 但由于尾砂库距离选矿厂一般较远， 回水输送距 离更长， 其动力消耗将比分系统回水方案高。 2. 3方案比较 由于目前该选矿厂实际生产规模为 500t/d， 各系 统水量相对较小， 分系统回用管道布置复杂， 管理困 难， 同时尾矿输送距离较远， 需要大量的水来保证尾 砂输送和管道畅通。且目前该矿山企业已经建有实 施尾矿库至选矿厂回水输送管道系统。因此， 该矿山 选矿废水采用尾砂库溢流水全回水方案较为有利。 3选矿废水回用试验 3. 1回水的制备 按 1. 2 中的处理流程进行处理， 处理后的废水全 部用于下一次选矿试验， 如此循环来模拟废水回用的 过程。 3. 2选矿废水回用试验 选矿废水回用采用优化后的选矿工艺流程， 采用 无毒高效组合抑制剂 Na2S Na2CO3 ZnSO4取代现 场的氰化钠浮选。利用 Na2S、 Na2CO3对方铅矿的活 83 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 化作用， 以及 Na2S Na2CO3 ZnSO4对闪锌矿的联 合抑制作用， 使组合药剂发挥协同效应。采用对方铅 矿具有较强捕收能力的 25 号黑药 丁铵， 并且混合 有利用于金回收的 MB 黄药。根据矿浆电位的调控 原理， 控制各种抑制剂及捕收剂用量， 使矿浆电位达 到适合矿物浮选的区间。在锌硫分离作业， 采用硫氮 作为捕收剂， 提高了锌精矿的品位和回收率。 处理后的废水全部作为选矿试验用水， 分别回用 于选铅和锌硫分离， 适当调整选矿药剂的投加量， 可 以将废水回用对选矿指标的影响控制在较小的范围 内， 连续六次循环浮选闭路试验指标表明， 废水回用 和新水浮选闭路试验指标相近， 见表 3。 表 3选矿废水回用选矿工艺指标 产品 名称 产率 / 品位 / gt － 1 回收率 / PbZnAuAgPbZnAuAg 铅精矿10. 69 55. 782. 172. 96993. 48 95. 222. 5231. 7479. 01 锌精矿15. 910. 6855. 260. 1386. 451. 7395. 442. 0710. 23 硫精矿19. 670. 590. 712. 1854. 121. 851. 5243. 017. 92 尾矿53. 730. 140. 090. 437. 111. 200. 5223. 172. 84 原矿100. 00 6. 269. 211. 00134. 42 100. 00 100. 00 100. 00100. 00 4效益分析 该选厂实施选矿废水处理复用项目， 可以实现选 矿废水零排放， 可减排选矿工业废水2 700 m3/d， 以 年生产300 d计， 共少排选矿废水 81 万 m3/a。以取水 费用为 0. 5 元 /m3计， 可节约取水费用 45 万元 /a。 同时 可 减 少 向 环 境 排 放 Cu、Pb、As 等 污 染 物 1. 927 t/a， 减少排污费用， 环境效益显著。 采用优化后的选矿工艺， 与选矿厂现有工艺相 比， 铅锌回收率提高 3 ～ 4 ， 金回收率提高 10 ， 铅精矿中含锌由原来的 3. 5 ～ 4. 5 降到 2. 5 左 右， 提高金属回收率增加收益为1 845. 63万元 /a， 同 时降低浮选药剂消耗， 节约药剂成本费用 85 万元 /a。 合计为1 930. 63万元 /a， 经济效益显著。 5结论 该矿选矿废水中 pH 值、 COD、 S2 －、 重金属等指 标超标， 排放会加剧周围环境和湘江水系污染; 直接 回用选矿废水， 对铅锌浮选带来的影响主要表现为 铅锌回收率低， 精矿中金属互含量高， 混杂现象相对 严重等。 本研究采用调 pH 值氧化混凝催化氧化吸 附回用的技术路线; 通过调整废水 pH 值， 采用硫 酸亚铁作为混凝药剂， 通过絮凝和氧化作用去除废水 中重金属离子和选矿药剂， 通过催化氧化吸附去除残 留的选矿药剂和 Fe2 。处理后的废水无色、 无刺激 性气味， 既能满足选矿工艺用水水质要求， 又满足 GB 89781996一级排放标准的要求。 通过采用电位调控技术 － 废水回用联合工艺， 不 仅成功实现了选矿废水处理后回用， 选矿废水零排 放， 而且提高了选矿工艺技术指标， 具有显著的环境 效益和经济效益， 具有良好的推广应用价值。 作者通信处陈伟410015湖南长沙市芙蓉南路 281 号湖南有色 金属研究院 E- mailcw． linglong 163． com 2010 － 09 － 03 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 小常识 如何应急避险核辐射如何应急避险核辐射据国家原子能机构网站介绍， 应急状态下为避免或减少工作人员和公众可能接受 的核辐射剂量可采取一定的应急防护措施， 如隐蔽、 撤离、 服碘防护、 通道控制、 食物和饮水控制、 去污以及临时 避迁、 永久再定居等。 隐蔽是指人员停留在或进入室内， 关闭门窗及通风系统， 以减少烟羽中放射性物质的吸入和外照射， 并减 少来自放射性沉积物的外照射。撤离是指将人们由受影响地区紧急转移， 以避免或减少来自烟羽或高水平放 射性沉积物引起的大剂量照射。该措施为短期措施， 预期人们在预计某一有限时间内可返回原住地。 当事故已经或可能导致释放碘的放射性同位素的情况下， 还可实行服碘保护， 即服用含有非放射性碘的化 合物， 以降低甲状腺的受照剂量。服用稳定碘产生负效应的危险， 对单次服用而言很小， 但随服用量增加而增 加。 摘自“新华网” 93 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期