选矿废水污染控制及水循环利用的技术进展.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V o I ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 选矿废水污染控制及水循环利用的技术进展① 谢建国，余侃萍 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对我国选矿行业产生废水量大，废水中含有机物及重金属污染严重的问题，介绍了涉污废水的新型治理技术、工艺及设 备，通过对典型重金属污染选矿企业的清洁生产和污染治理先进技术以及大型装备工程化应用的成功案例分析，提出从选冶工艺 源头控制重金属污染，合理分质、处置有机药剂与重金属复合污染的废水并循环使用，降低用水成本，减少金属流失，增加企业的经 济效益，是选冶行业可持续发展的必由之路。 关键词选矿；废水；污染控制；水循环 中图分类号 [ 7 0 3文献标识码B文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 0 1 2 0 7 随着国家环保法律法规的日益严格，中国众多的 矿山企业面临越来越大的环保压力，有些地方政府部 门要求矿山企业必须废水零排放。一些选矿厂废水排 放量大，重金属离子浓度、固体悬浮物浓度、化学需氧 量 C O D 和生化需氧量 B O D 等主要指标均超过国 家排放标准，严重污染水体，破坏生态环境。选矿废水 循环使用是实现选矿废水资源化利用的重要前提，关 系到矿山可持续发展。选矿废水如何经过适当的处理 后回用于生产过程，是国内矿山亟待解决的一个重要 课题。 在浮选厂，为了有效地进行浮选和分离，需要在不 同的作业中加入大量浮选药剂，主要的浮选药剂有捕 收剂、起泡剂、有机和无机活化剂、抑制剂、分散剂和絮 凝剂。以铅锌硫矿尾矿水为例，废水中含有如黄药、松 醇油、硫化物、氧化物、酸、碱以及c u 2 、P b “、z n 2 等 成分复杂的重金属复合废水。从浮选厂排出废水中大 多数物质的毒性数据来看，选矿厂的药剂在毒性上变 化很大浮选捕收剂中的硫醇类、磺酸盐类和胺类捕收 剂具有中等到剧毒的毒性；起泡剂中较短链的醇类具 有轻微的毒性，甲酚酸类则有较大的毒性；调整剂的毒 性变化很大；在浮选过程中还会加入硝酸铅、硫酸铜、 重铬酸钾等活化剂或抑制剂，这些重金属离子不仅有 剧毒，同时也成为重金属离子的外源加入点。 从生态毒理学上讲，黄药是最有危害的，急性中毒 性实验表明，它对中枢神经系统具有明显的抑制作用， 人和温血动物可死于呼吸衰竭；慢性毒性实验的病理 改变主要为肝脏和肾脏有不同程度的营养不良性改 变。黄药对鱼类有更为显著的毒性并对生态系统有危 害，当黄药浓度为5m g ／L 时，在3d 内可杀死大部分 鱼类，当有松醇油 二号油 存在时毒性能产生协同效 应。黄药具有恶臭，嗅觉值为0 ．0 0 5m g ／L ，即使选矿 废水中残存量极少，亦使尾矿库周围空气都有异臭。 另外，某些废水中含有大量的重金属，由于重金属的毒 性和其不可降解性，排入水体后危害更大。不加处理 回用于选矿过程会影响到选别指标。若根据选矿废水 的水质状况，来确定废水的用途，尤其是对其进行相应 的处理后，回用到选矿工艺环节中，不仅可以减少废水 处理费用，节约新水和药剂的用量，而且还可以减轻对 环境的污染，做到技术可行性、经济合理性和安全环保 可靠性的合理统一，是今后选矿废水净化与资源化利 用的发展方向。。 目前我国铅锌选矿废水处理与佃用水乎与国外先 进水平仍有较大差距，对该行业废水处理与回用技术 进行研究，减少选矿废水和污染物排放量，不仅可以提 高选矿行业清洁生产水平，而且对于全国各有色企业 或地域的重金属污染问题具有广泛的借鉴意义和推广 应用价值。 1 选矿用水及污染状况 选矿生产过程中外排的废水通称为选矿废水。由 于我国大多数金属矿产资源的品位较低，必须经过选 矿、除杂、富集才能利用，所以多道工序产生大量废水。 以铅锌选矿为例，工艺主要有破碎、磨矿、选矿、浓密、 过滤和维修等作业，处理1t 铅锌矿石浮选法一般需 ①收稿日期2 0 1 2 ．．0 6 - 2 9 基金项目国家科技重大专项课题 2 0 1 0 Z X 0 7 2 1 2 0 0 8 作者简介谢建国 1 9 6 0 一 ，男，湖北监利人，硕士，教授级高级工程师，中国金属学会选矿分会主任委员，国家金属矿产资源综合利用工程 技术研究中心 长沙 主任，主要研究方向为矿物加工与资源环境工程。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 谢建国等选矿废水污染控制及水循环利用的技术进展 用水4 ～6m 3 。处理1t 钛铁矿一般用水为8m 3 ，处理 1t 铜矿用水量甚至可达到3 0m 3 ，耗水量相当大，且污 染物含量高。另外，在有色金属选矿中，除浮选法用水 外，其他] 二序中重选用水2 0 ～2 6m 3 ／t ，浮磁联选用水 2 3 。2 7m 3 ／t ，重浮联选用水2 0 ～3 0I T [ 3 ／t 。除去循环 使用的水量，绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆 的形式从选矿厂流出。表1 为某大型铅锌选矿厂的排 污数据。 表1某铅锌选厂废水排放抽检情况及污染物指数 由数据显示出，排污口综合废水中以P b 为主的重 金属离子大大超标，另外还因含有有机药剂致使水体中 C O D 、S S 均超标严重，平均排污费高达1 42 7 2 ．1 形d 。 废水急需治理。 选矿废水中还含有大量的选矿药剂如黄药、二号 油和硫化钠等均超标严重。某有色矿选矿废水中有机 物含量见表2 。 表2 选矿废水水质 从表1 ～2 的实际监测数据可以看出，部分金属离 子、悬浮物、有机和无机药剂的分解物质等，都残存在 选矿废弃溶液中，形成含有大量有害物质的选矿废水。 我国矿山每年采矿与选矿排出的污水达1 2 一1 5 亿吨， 占有色金属工业废水的3 0 ％左右，直接排放该选矿废 水，将对环境造成严重污染，必须进行治理实现达标排 放或回用。 2 选矿废水的治理技术 自2 0 世纪8 0 年代以来，国有大中型选矿厂开展 了选矿废水的治理与综合利用，工业水重复利用率得 到了显著提高。目前，选矿废水采用的处理方法有混 凝沉降、混凝沉降．活性炭吸附、混凝沉降一氧化、自然 降解、氧化等。但是国内选矿废水同用率总体不高， 并且大部分是对尾矿库的溢流废水进行的治理，通过 尾矿库的自然沉降与氧化，大部分有机药剂得以降解， 采取上述简单的工序处理即可回用。 浮选流程中各作业点排放的废水中的残留药剂及 杂质的最终含量大部分并不可知，并且在浮选流程中 的不同地点，这些药剂的浓度有严格的限翩。如何通 过物理、化学、生物等方法进行废水污染的控制，采用 部分废水优先直接回用或者废水适度处理后再回用的 处理工艺是解决选矿废水的关键。下面介绍几种典型 选厂废水治理的成功技术。 2 ．1 铅锌矿选矿废水治理 2 ．1 ．1 会东铅锌矿选矿废水循环利用会东铅锌矿 选矿存在的主要问题是废水中含有一定量能对锌矿物 起活化作用的重金属离子、对锌矿物有极强捕收能力 的黄药及有较强起泡能力的表面活性剂成分。采用选 矿废水的不同循环利用方案的研究表明，选矿废水的 净化处理程度越低，废水中C O D 。，越高，所含的有机浮 选药剂含量也越高，回用后铅精矿的质量越差，经自然 净化与降解的废水，仍有较强的起泡性，对铅精矿质量 有较大影响；单纯的混凝沉降也不能解决废水C O D 。， 偏高的问题，只有混凝沉降一活性炭吸附的选矿废水， 回用后可得到与新鲜水相当的选矿指标。图1 为解决 会东铅锌矿选矿废水的最优方案。该方案已得到工业 万方数据 1 4 矿冶工程第3 2 卷 应用，效果良好。 JJ 、污泥支缩池二去房 污点理高去池 生产回用 图1会东铅锌矿选矿废水循环利用工艺流程 该工艺建成后的废水处理量为50 0 0t ／d ，总投资 为8 8 ．5 7 万元，处理每吨废水投资1 7 7 ．1 元。投人使 用后，选矿废水回用率达1 0 0 ％，在原矿处理量10 0 0 t ／d 选矿厂生产实施后，每天可减少从自然水体取水4 5 0 0t ，年节约新鲜水费用1 4 8 ．5 万元及排污费29 6 0 万元，实现了尾矿库废水的零排放，基本消除了废水对 环境的危害，环境效益和经济效益均十分明显。 2 ．1 ．2 黄沙坪铅锌矿选矿废水治理研究选用中和一 聚铁絮凝一两级沉淀工艺处理黄沙坪铅锌矿的选矿废 水。根据废水自身的特点，将偏酸性的硫精矿溢流水 与偏碱性的尾砂水按1 2 比例混合，混合后废水的p H 值为1 0 ．2 ，适于进行后续混凝处理。混凝处理选用聚 铁为絮凝剂，投加量为0 ．3m g ／L ，助凝剂聚丙烯酰胺 的投加量为0 ．5m g ／L 。处理出水的8 0 ％回用为生产 用水，其余出水达标外排。该工程节约了水资源，同时 减少了对周边环境的污染，每年节约水费约9 5 万元， 创造了明显的环境效益和经济效益，达到了企业清洁 生产的目的。 2 ．1 ．3 凡口铅锌矿选矿废水治理研究凡口铅锌矿 在选矿废水的处理和使用方面做了大量的工作，选矿 废水资源化利用工程在选矿厂获得成功。在凡口选矿 废水资源化利用中采用分支返回的手段，根据凡口铅 锌矿选矿厂生产实践经验，经添加絮凝剂处理的回水 对铅、锌浮选指标影响较大，通过研究仅新增一台由5 3 m 浓密机单独处理水质较好的18 浓密机的锌尾溢流， 不添加絮凝剂，回水返回生产使用不影响铅锌浮选生 产技术指标。 图2 显示精矿浓密机溢流水和陶瓷过滤机滤液直 接进沉降池澄清后返回使用；锌尾矿浆经l ’浓密机 ①3 0m 浓密后的溢流水和选矿污水经管道送至①1 8 m 高效浓缩机，经添加絮凝剂沉降后，溢流人沉降池与 精矿浓密过滤水混合后返回生产流程。选矿废水对铅 锌浮选影响试验表明，选矿回水对锌的浮选影响较小， 因此，可以采用分支返回的手段，在锌浮选工段尽可能 图2 新增浓密机后选厂回水情况 池 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月谢建国等选矿废水污染控制及水循环利用的技术进展 多使用回水。废水资源化利用减少了选矿厂废水对环 境的污染，保护生态平衡，节约选矿厂新水用量，提高 了选矿厂综合经济效益和社会效益。 2 ．1 ．4 难选氧硫混合铅锌矿选矿废水治理某铅锌 选矿厂处理的矿石为复杂难选氧硫混合矿，浮选工艺 复杂，其原则流程为先选硫化矿，再选氧化矿，所使用 的选矿药剂包括黄药类、硫氮类、胺类等有机和无机化 合物11 种之多，药剂成分复杂。设计选矿产生的废水 集中进入废水处理站处理，经处理后返回选矿生产流 程。通过几年来的运行，主要存在以下问题①由于 废水处理系统生产能力超负荷，处理后的水质不稳定； ②废水处理成本高，达2 ．1f r ．／m 3 。通过对选矿流程 废水产生及水质情况系统调查分析，进行部分废水分 段直接回用研究与改造应用，选矿厂生产用水单耗下 降了2 ．2 9m 3 ／t 新水 经处理的回水 ，选矿厂废水 最终产出量下降了1 8 3n 1 3 ／h ，每月下降1 3 万立方米， 每月节约废水处理成本2 7 万元。 2 ．2 铜钴镍等有色矿选矿废水治理 胡波等针对某氧化铜钴矿选矿废水开展试验，研 究了聚合铁、硫酸铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺 P A M 、 P A M 硫酸铝等五种絮凝剂的沉降效果以及处理后的 废水对选矿指标的影响。大量的试验表明P A M 硫 酸铝组合絮凝效果最佳，特点是处理的废水絮凝体大、 沉降速度快、水质澄清、处理成本低、对选矿指标基本 无影响，并能降低选矿药剂用量等。硫酸铝用量为 5 0 0g ／t 和P A M1 5s i t 原矿时不仅沉降速度快，且对选矿 指标基本无影响。回用试验表明该处理工艺对选矿指 标基本没有影响，可以达到零排放。阶段废水回用工 艺有效地解决了选矿废水的环境污染问题，．降低了选 矿药剂用量，节约新鲜水7 0 ％以上。 吉恩镍业选矿厂为解决浮选镍后的废水污染问题， 采用了新的药剂制度，浮选镍精矿的产率虽略有下降， 镍金属回收率却得到显著提高，同时尾矿金属损失明’显 减少。这说明增大抑制剂用量后，矿泥及其它杂质得到 抑制，使得精矿产品产率降低，同时组合捕收剂的优势 作用得到发挥，使得镍金属回收率提高6 ．3 7 ％。尾矿 库废水循环利用以来，极大地减少了从自然水体取水 投入。基本实现了尾矿库废水零排放。选矿废水循环 利用磨选时若各项工艺指标降低，可首先考虑调整浮 选药剂制度，改善废水磨选选别指标。尾矿库溢流选 矿废水替代清水后，清水用量明显降低，年节水费 1 1 3 ．2 5 万元，同时对环境保护起到了积极作用。 2 ．3 铁矿选矿废水治理 铁矿选矿废水通常呈弱酸性，且含有高脂肪酸类 捕收剂，以及一些表面活性物质，在水体中呈现出良好 的乳化性和亲和性，少量存在就能导致水体的C O D 、 B O D 值迅速升高。长沙矿冶研究院有限责任公司针 对秦岭地区缺水现状，开展选矿废水净化回用研究， 将含有大量微细粒悬浮物 高达21 5 7m g ／L 的选矿 废水，经石灰乳调浆，控制p H 值7 ．3 左右，添加聚丙 烯酰胺进行絮凝沉降处理净化后水质远低于废水综合 排放标准G B 8 9 7 8 - - 1 9 9 6 一级标准。为大西沟菱铁 矿选矿厂给排水工程设计、废水处理提供了一定的基 础资料，也可为同类选矿企业废水治理提供借鉴。 长沙矿冶研究院为配合鲁中矿业公司扩能改造工 程，采用自主研发生产的高效浓密机进行工业技术改 造，用2 台毗8m 高效浓密机代替了原有的4 台普通 浓密机 2 台①5 3m 2 台科5m ，底流浓度由3 3 ％ 提高到4 5 ％，溢流水质由6 0 0p p m 降低到3 0 0p p m 以 下循环使用，浓密机处理能力及全厂处理能力提高1 倍，用富余的浓密机浓密回收流程中各作业点的微细 粒级铁矿，使全厂回收率提高了3 4 个百分点，节能 减排增产效果十分明显。 武汉理工大学为了进一步提高赤铁矿酸浸含磷废 水的除磷效果，利用负载S r 掺杂T i O 薄膜的新型陶 瓷滤球进行光催化还原协同吸附去除赤铁矿酸浸废水 磷酸盐的试验研究，并考察了空穴捕获剂种类、甲酸用 量、催化剂用量和初始磷浓度等因素对选矿废水磷酸 盐光催化还原去除性能的影响。结果表明’S r 掺杂 T i O 薄膜可光催化还原去除选矿废水中磷酸盐；负载 T i O 薄膜陶瓷滤球磷酸盐去除率较吸附去除法可进 一步提高约9 ．1 ％；甲酸可作为最合适的空穴捕获剂； 对于初始p H 2 ．5 3 、磷浓度6 3 ．4m g ／L 的实际赤铁矿 酸浸废水，甲酸和T i O 最佳用量分别为6 0m m o l ／L 和 4g ／L ，磷去除率可达9 9 ．9 5 ％，实现了磷酸盐的高效脱 磷，为铁矿废水除磷研究提供了新的方法和方向。 2 ．4 其他矿选矿废水治理 成应向等利用某芽孢杆菌属微生物 B a c i l l u ss p 对 锑矿选矿废水进行了处理。研究微生物的接种量、作用 时间、温度、体系p H 值等对废水中S b 去除效果的影响。 结果表明作用时间4d 、微生物接种量为5 ％、处理体系 p H 值为2 、最佳处理体系温度为3 0 ℃时，效果最佳，对 废水中s b 的去除率达到9 9 ．7 5 ％，处理后废水中s b 的 浓度由1 2 2 ．2 1m g ／L 降低至0 ．3 0m g ／L ，出水s b 浓度低 万方数据 竺 一矿冶3 2 程 第3 2 卷 ～ 竺 于湖南省地方标准排放限值0 ．5 0m g ／L 。 陈后兴主要针对萤石选矿含氟废水的特点，比较 了几种不同的沉淀剂和絮凝剂，筛选出氯化钙作为沉 淀剂，P A C 作为混凝剂，提出了氯化钙 P A C 的处理 工艺，并确定了该工艺药剂的最佳投药量与运行参数。 试验结果表明，该工艺处理效果好，能把废水含氟量降 到5m g ／L 以下，达到国家一级排放标准。 白钨选矿废水中含有大量的水玻璃，对废水中悬 浮物和重金属的处理难以彻底，致使回用水对选硫和 选钨指标造成影响。何玉凤等采用酸碱联用水处理工 艺对甘肃河西地区某白钨选矿废水进行混凝反应，再 烈照聚丙烯酸／硫酸酸化嘭渭土 、P 八A ／H B 、 复合物对 混凝后选矿废水中的C O D 去除进行了研究。结果表 明，经酸碱联用混凝沉淀后的澄清选矿废水1L ，在2 0 ℃下，吸附剂用量为1 ．0g ，p H 5 ．0 ，1 0 0r ／m i n 振荡2 m i n 时，处理效果最好，C O D 去除率最高达7 8 ．9 ％， C O D 降至8 8 ．6m g ／L ，而且起泡性变得很弱。处理后 的废水可全部回用到磨矿、选硫及重选作业，也可以根 据选矿工艺的特点分别回用于钨常温浮选流程，真正 实现了“零排放”，达到了清洁生产的目的。 长沙矿冶研究院针对山西某铅锌银矿选厂在现场 生产中回用水质影响选矿指标、尾水中含C N 一、且处 理费用超高等实际问题进行了工艺调整和水体的分质 回用。在铅锌浮选中采用尾矿库溢流水全返方案进行 回用后，通过调整选矿药剂，选矿指标不受影响，可基 本实现选矿废水封闭循环，废水回用率达到7 5 ％以 上；对浸银工艺中产生的含C N 一废水，采用自行合成 的处理药剂替代原有的次氯酸处理，将处理成本降低 至1 ．0 元／m 3 以下；不仅消除了废水对环境的污染，降 低了企业的成本，另外水的循环利用对干旱少水地区 的意义显得尤为突出。 3 有机药剂处理方法进展 硫化矿浮选废水的净化是当前我国有色金属矿山 面I 临的环境保护问题的重大研究课题之一，其中的关 键为黄药等有机药剂的妥善治理。国内多采用调节 p H 值自然降解、利用强氧化剂氧化分解、酸碱中和联 合曝气沉降、铁盐联合氧化剂沉淀等方法。国外除上 述方法也有用电渗析、离子交换和活性炭吸附等传统 的水处理方法。下面介绍一些国内最新的处理技术 进展。 催化氧化技术是一项对高浓度、难降解有毒有害 废水高效处理的新技术。梅光军等研究采用催化剂 B i 2 0 ，对丁基黄药模拟废水进行降解试验研究，试验 制备的催化剂B i 0 。能在无光照条件下高效降解含黄 药模拟选矿废水。当黄药初始浓度为3 0m s ／L ，自然 p H 值，B i z 0 3 用量为1g ／L ，且无光照条件下搅拌反应 6 0m i n ，黄药降解率可达9 9 ．7 4 ％。 张皓等研究了用氢氧自由基处理某选矿残余的黄 药废水，考查了p H 值、H 0 和F e 2 浓度对黄药去除 率的影响。结果表明，在H 0 ／C O D 质量浓度比为 1 ．5 ，F e “／C O D 质量浓度比为0 ．2 5 ，初始p H 值为3 的条件下，反应9 0m i n 后黄药的去除率可达9 4 ．7 ％， 废水可达标排放。氢氧自由基法处理黄药废水的影响 因素有F e 2 催化剂浓度、H O 浓度、废水初始p H 值、 反应时间等，其中F e 2 是催化H O 产生自由基的必 要条件，处理效率随其浓度增加而增加，但是当F e “ 过量会大量消耗H O ，F e 2 被氧化为F e 3 ，从而降低 了黄药的去除率；废水中黄药去除率随H O 浓度、反 应时间增加而提高，而废水初始p H 值过高会降低处 理效率。用氢氧自由基法降解选矿废水中残余的黄药 是一种有效的废水深度处理方法，黄药去除率高，处理 后的废水可达标排放，且处理过程中的絮凝沉淀物可 回收利用，出水色度好，无二次污染。 用F e n t o n 试剂进行处理是一种有效的方法。当 黄药的浓度为1 2 5m g ／L 、H 2 0 2 投加量为2 0m g ／L 、 F e “浓度为2 0m g ／L 、处理时间为6 0m i n 、初始p H 4 时，黄药去除率达到9 9 ．5 ％。强化降解的方法还有光． F e n t o n 降解法和电．F e n t o n 降解法。前者是指通过紫 外光或可见光来强化传统的F e n t o n 反应，是在普通 F e n t o n 的基础上利用光激发出更多羟基自由基，并且 提高亚铁离子循环效率。电．F e n t o n 降解法是在酸性 溶液中，当在电极上通过直流电时，首先氧在阴极通过 两电子还原反应生成双氧水，迅速与铁离子反应生成 羟基自由基和三价铁离子，生成的自由基使有机物进 行无选择性的氧化降解反应，这些衍生出来的强化 F e n t o n 反应都是很好去除含黄药废水的先进技术。 序批式生物反应器 S B R 工艺是一种经济有效的 活性污泥处理系统，S B R 研究和应用近年来在国内外 引起了广泛重视，大量应用于生活污水和工业废水的 处理。张新等采用S B R 处理丁基黄药废水，当丁基黄 药的质量浓度小于1 0 0m g ／L 时，1 0 0m L ／m i n 的曝气 体积流量和4 0m i n 的沉降时间就能实现丁基黄药快 速、高效的降解，去除率达到9 9 ％以上。试验结果表 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 谢建国等选矿废水污染控制及水循环利用的技术进展 明，丁基黄药含量、沉降时间、曝气时间和进水方式对 S B R 处理丁基黄药废水的效果有影响。在优化上述运 行参数以后，S B R 运行周期可调至8h ，其中进水1 0 r a i n ，曝气6h ，沉降时间为4 0r a i n ，排水1 0m i n ，闲置 6 0r a i n 。固定进水丁基黄药的质量浓度为1 0 0m g ／L ， 出水的丁基黄药含量和C O D 都能达到辽 Q 1 6 4 7 8 3 排放标准。每天可运行3 个周期，进一步提高了反应 器的日处理量。 新型光催化材料的制备在废水处理中也有了应 用，如在轻质多孑L 能漂浮于液相中的基体表面负载纳 米钛晶体膜。梅光军等以含难降解的羟肟酸类捕收剂 的选矿废水为研究对象，详细研究了晶体膜负载次数、 废水初始浓度以及p H 值等因素对材料的光催化活性 的影响。结果表明，负载5 次胶体膜的材料在7 0 0 ℃ 下焙烧2h ，可以得到光催化性能优异的新型光催化材 料。对浓度为3 3m g ／L 的N ．羟基邻苯二甲酰亚胺溶 液光降解3h ，脱色率可达9 5 ．4 4 ％。该新型光催化材 料循环使用仍保持有良好的光催化活性。用溶胶凝胶 法制备了T i O 胶体，用浸渍法制备了基体负载纳米钛 的多孔轻质可漂浮于液相中的新型光催化材料，可循 环使用于难降解的羟肟酸类浮选捕收剂的高效降解。 该光催化材料在强酸或强碱条件下对N ．羟基邻苯二 甲酰亚胺降解脱色率更高。基于废水初始p H p H 5 ．2 6 条件下，仍能达到大于9 5 ％的降解脱色率，因此 不调节溶液p H 值更有利于环保和降低废水处理成 本。该研究技术属低碳节能减排新技术，为利用太阳 光催化降解难降解的浮选药剂提供了实用新技术。 4 废水处理新设备 废水的治理离不开新型设备开发研制与工业使 用。由长沙矿冶研究院研制的C R I M M 电气浮机是一 种新型水处理设备，采用特殊非溶性材料作电极，在低 电压下电解水产生氢气和新生态氧，气泡直径2 0 ～5 0 I x m ；具有固液分离、絮凝、脱色、氧化还原和杀菌灭毒 等功能，能有效彻底地去除废水中的固体悬浮物及 C O D ，成功应用于钨冶炼过程含砷废水的处理；酸性重 金属废水处理；选矿废水净化处理等工程。 电絮凝与传统石灰／石灰石中和．铁盐法相比，该 工艺具有工艺适应性强、运行成本低、污泥量少、占地 面积小、操作简单等优点。湖南水口山有色金属集团 有限公司利用电絮凝技术及设备对含多种重金属 如 铅、锌、铜、镉、钙、锑 废水进行了处理，废水可以全面 达标排放。废水电絮凝法深度处理系统运行稳定，处 理效果良好，废水经电絮凝法深度处理系统处理后， P b 、C d 、z n 、A sH 平均脱除效率最高可达9 7 ．5 0 ％， 9 9 ．9 8 ％，9 9 ．9 9 ％，9 1 ．9 1 ％。按水口山集团锌冶炼系 统废水量1 5 5m 3 ／h 、年运行时间3 6 0d 核算，则每年可 回收金属铅6 ．6t 、金属锌3 6 7 ．6t ，不但避免了重金属 离子对水体的污染，而且无需投加任何氧化剂或还原 剂，大部分的重金属，尤其是铅和锌可以得到回收利 用，直接经济效益十分可观。 超声波处理设备是近年来兴起的新型水处理设 备，用于生活污水、饮用水等的处置，以其占地面积小、 能耗低而倍受关注，在对有机物、重金属的治理方面均 显示出一定的优势。针对广东韶关某大型铅锌矿选矿 外排废水中超标的硫化物，研究采用超声波辅助下的 氧化一混凝沉淀法对其进行去除试验，探讨了氧化剂种 类和用量、混凝剂种类和用量及超声波辅助反应时间 对S 卜去除效果的影响。结果表明在常温下向该废 水中加入用量为2 0m g ／L 的氧化剂H O ，用量为1 5 0 m g ／L 的混凝剂F e S O 。和用量为1 ．0m g ／L 的助凝剂聚 丙烯酰胺，在超声波辅助下搅拌反应2 0m i n ，S 2 一离子 去除率可达到9 5 ％以上，含量可降到0 ．1 4m ∥L 以 下，废水水质达到国家排放标准。 5 结语 1 使选矿浮选废水更好地回用于生产，实现少排 或零排放，是解决选矿废水循环利用魄难点和重点，一 方面可以通过积极改进选矿药剂和药剂制度，研究和 选择更有利于废水回用的选矿药剂，减少或替代含重 金属活化剂，从源头实施清洁生产工艺；另一方面，对 浮选废水的处理研究也在不断取得进展，提高了废水 中残留选矿药剂的去除率，减少对环境的污染和选矿 生产指标的影响，并取得了一定的效果。 2 选矿厂各作业点产生的废水有害杂质不同，集 中处理回用成本高，研究结合选矿流程特点，不同选矿 作业对水质要求差异，采用分段回用技术，将不同作业 点产生的废水直接回用于该选矿流程，确保选矿指标 不受影响，减少废水产出量，实现节能降耗，是一个值 得推荐的好思路。 3 目前国内选矿废水处理技术和循环利用率与 国外先进水平相比，仍有较大差距。在废水的净化与 综合利用方面仍需根据不同选厂的具体情况进行更深 入的研究和探讨，解决残余有毒选矿药剂造成的持久 万方数据 1 8 矿冶工程第3 2 卷 性有机物与重金属复合污染仍然是当今的重要课题。 参考文献 [ 1 ] 史东丽，白鸿博．污染水类型与形成机理的探讨[ J ] ．当代化工， 2 0 1 1 ，4 0 4 4 1 7 4 1 9 ． [ 2 ]吉鸿安．利用臭氧分解选矿废水中黄药和二号油[ J ] ．甘肃冶 金，2 0 0 8 ，3 0 6 7 0 7 2 ． [ 3 ] 严群，罗仙平，赖兰萍，等．会东铅锌矿选矿废水净化回用工艺 的试验研究[ J ] ．工业水处理，2 0 0 8 ，2 8 3 5 7 6 0 ． [ 4 ] 惠世和，张林友，高连启，等．某铅锌混合矿选矿废水分段回用研 究与应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 5 ． [ 5 ]王巧玲，曾光明．有色多金属矿选矿废水循环利用研究[ J ] ．湖 南有色金属，2 0 0 8 ，1 8 2 1 4 一1 6 ． [ 6 ]林梓河，宋卫锋，罗丽丽．物化预处理一水解酸化一接触氧化法处理 选矿废水[ J ] ．城市环境与城市生态，2 0 1 1 ，2 4 3 2 6 2 9 ． [ 7 ]高发奎，杨晓辉，陈钢，等．用天然矿土处理铅锌选矿废水技术 的研究[ J ] ．甘肃环境研究与监测，2 0 0 1 3 ． [ 8 ] 胡波，陈代雄，薛伟．某氧化铜钴矿选矿废水处理与回用试 验研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 1 0 ，2 6 3 4 6 5 0 ． [ 9 ] 刘绪光．吉恩铜镍选厂选矿废水循环利用生产实践[ J ] ．矿产保 护与利用，2 0 0 9 3 5 5 5 8 ． [ 1 0 ]王秋林，陈雯，严小虎．陕西大西沟铁矿选矿废水处理试验研 究[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 l 1 4 2 4 5 ． [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] 张义，夏世斌，张一敏．选矿废水光催化还原协同吸附除磷的 试验研究[ J ] ．武汉理工大学学报，2 0 1 l ，3 3 1 1 1 8 1 2 0 ． 张林友，金晓云，彭顺英．云南某矿山选矿回水利用研究及生产 实践[ J ] ．现代矿业，2 0 1 0 4 1 0 4 1 0 6 ． 李小娇，成应向，龚道新，等．B a c i l l u ss p ．处理含锑废水试验研 究[ J ] ．环境科学与技术，2 0 1 2 ，3 5 2 1 6 2 1 6 6 ． 陈后兴，赖兰萍．萤石选矿含氟废水处理试验研究[ J ] ．环境科 学与管理，2 0 1 l ，3 6 2 6 8 7 0 ． 何玉凤，王华，张侠，等．P A A ／H B 去除白钨矿选矿废水 C O D 的研究[ J ] ．工业水处理，2 0 1 1 ，3 5 1 0 6 1 6 3 ． 刘红，梅光军，周国华．B i 2 0 3 催化氧化法处理选矿废水试验 研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 ，4 1 7 3 1 5 1 1 5 3 ． 张皓，张艳桥，王黎．利用氢氧自由基处理黄药废水的研究 [ J ] ．辽宁大学学报自然科学版，2 0 1 1 ，1 1 1 6 8 7 1 ． 王国文，周平，张宏伟，等．含黄药、脂肪酸选矿废水治理进展 [ J ] ．云南冶金，2 0 0 8 ，3 7 6 2 0 2 3 ． 张新，周洪波．序批式生物反应器处理选矿黄药废水的研究 [ J ] ．水处理技术，2 0 1 1 ，3 7 1 1 0 8 1 1 0 ． 雷绍民，李佩悦，梅光军．用T i 0 2 光催化材料降解水中羟肟酸 类捕收剂[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 3 1 4 7 1 5 0 ． 周灵芝．凡口铅锌矿锌尾溢流资源化利用[ J ] ．工程设计与研 究，2 0 1 0 1 2 1 3 一1 5 ． 曾懋华，龙来寿，奚长生，等．超声波辅助去除铅锌选矿外排废 水中的硫化物[ J ] ．金属矿山，2 0 1 l 2 1 4 6 1 4 8 ． 万方数据