选矿废水的污染治理及其循环利用对策.pdf

学 术 论坛 塑 Q 塑 ScI e nce and Techn ol o gy I nn ova ti on Her al d 选矿废水的污染治理及其循环利用对策 黄益 宗 1 ． 中国科学院生态环境研究中心 北京 1 0 0 0 8 5 ； 王毅 力 2 ． 北京林业大学环境科学与工程学院 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 矿产开发过程 中产生大量 的废 水 ， 严重 污染周 围的水体和 农 田， 影响水生 动物 ，植物 的生长 ， 降低 农产品的 品质 ， 对 当地居 民的 身心健康 造成极 大的威胁 。本文 在讨论选矿废 水来 源，危 害的基础 上 ， 探讨 了选矿废 水的 治理 办法 ， 井提 出循环利 用选矿废水 的一些 对 策 。 关键词 矿业 废水 危害 治理 循环利 用 中图分类号 T D 文献标识码 A 文章鳊码 1 6 7 4 0 9 8 x z o o 8 z a 一 0 1 8 3 0 2 矿业是我 国历史最悠久的产业 ， 同时 又是 国民 经济 发展 的基 础产 业 ，涉及到 农 业 、轻 工 、 化 工 ， 冶 金 、 机 械 、 建 筑 、 能 源 、 交通 、国 防及 人们 日常 生活 的 多个领 域 ，而 且 已经渗 透到航 天航 空 ，信息 等高科技 产业 之 中 。可 见 ， 矿 业对 我 国经济 的发 展均 有不 可替代的重要作用。然而， 在大力开发矿产 资源的 同时 ， 将会产生大量的选矿废水 ， 从而造 成 了生 态环境的破坏和污 染 ， 带来 了一系列的 负面 影响l I t 。 选 矿厂 碎矿 和选矿 过程 中外排 的废 水称 为选 矿废水 。在 有色金 属选矿 中 ， 处理 l t矿 石浮选法用水 4 ～7 m ， 重选用水 2 O～2 6 m ， 浮 磁联 选用水 2 3～27 m ， 重浮 联选用 水 2 0～ 3 0 m ， 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 出口 t 。尤其 在浮选过程 中 ， 为了有效地 将有用 组 分选 出来 ， 需要在不 同的作业加入大量的浮选 药剂 ， 主要 有捕 收剂 、起 泡 剂 、有机 和无 机 的活化 剂 、抑制剂 、分 散剂等 ， 同时 ， 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 。直 接排放 该选 矿 废水 ， 将对 环境造成 严重污 染 ， 这使 得我 国矿 山每年采矿与选矿排 出的污水达 l 2～l 5亿 t ， 占有色金 属工业废 水的 3 O ％ 左右 l 。如何 防 止选矿废水对水体和 农田的污染 ， 是 当前人 们 关注的热点问题之一 。 1选矿废水的来源 一 般而言 ， 选矿废水并非 单指选矿工艺 中 排除的废水， 还包括一定的地面冲洗水．冷却 水 等等 。选矿废 水可 以依据 其排放 源分 为两 类 1 浓缩 精矿 及中矿用的浓缩 脱水 设备的溢 流 ， 其水量一般少于选厂总水流量的5 ％； 2 浮选 等选矿过程的水流 包括某些冲洗水 ，其总量 占总废水量的9 5 ％以上。其主要来源如下口 3 】 1 碎矿过程中湿法除尘的排水， 碎矿及筛 分车间、皮带走廊和矿石转运站的地面冲洗 水 这类 水主要 含原矿粉 末状的悬 浮物 ， 一 般 可经沉淀后 即可 排放 ， 沉 淀物 可进入选矿 系统 回收其 中的有 用 矿物 。 2 洗矿废水 含大量悬浮物、通常经沉 淀后澄清水 回用于洗矿 ， 沉 淀物根据其成分进 入选矿系统后排入尾矿系统。有时洗矿废水 呈酸性 并 含有 重金 属离 子 ， 则需 作进 一步 处 理 ， 其废水性 质 与矿 山酸性 废水相似 ， 因而 处 理 方法 也 相 同 。 3 冷却水 碎、磨矿设备油冷却器的冷 却水和真空泵排水 ， 这类废水只是水温较高， 往往 被直 接 外排 或直 接 回用 于选 矿 。 4 石 灰乳及药 剂制备车 间冲洗 地面和 设 备的废 水 这 类废水 主要 含石灰 或选矿 药剂 ， 应首先考虑 回用于石灰乳或 药剂制备 ， 或进 入 尾矿 系 统与 尾矿 水一 并 处理 。 5 选 矿废 水 。包 括选 矿 厂排 出的 尾矿 液、精矿浓密地溢流水、精矿脱水车间过滤 机 的 滤液 、主厂 房 冲洗 地 面 和设 备 的废 水 ， 有 时还 有 中矿 浓密 溢流 水和选 矿过 程 中脱药 排 水等 这是 选厂废 水 的主要来源 ， 其 有害成 分 基本 相同 ， 尾 矿液 更含 有大 量的 悬浮物 。 2选矿废水的危害 具 体而 言， 选矿废水 中主要有害物 质是 重 金 属离子 、矿 石浮选 时 用的 各种有 机和 无机 浮选药剂 ，包括剧毒的氰化物 、氰铬合物 等 。废水 中还 含有 各种不 溶解 的粗粒 及细 粒 分 散杂 质 。选 矿 废水 中往往 还 含 有钠 、镁 、 钙 等的硫酸 盐 、氯化 物或 氢氧 化物 。选矿 废 水 中的酸主 要是 含硫矿 物 经空 气氧 化与水混 合而形成 的。 选 矿废水 中的污染 物 主要 有悬浮 物 、酸 碱 、重金 属和砷 、氟 、选矿药 剂、化学耗氧物 质以及其他的一 些污 染物如油类 、酚 ．铵 、膦 等等。重 金属如铜 、铅 、锌 、铬 、汞及砷等 离 子及其化合物的危害， 已是众所周知。其他污 染 物的主要 危害 如下 j 1 悬浮 物 水 中的悬 浮物 可以发生诸如 阻 塞鱼鳃 、影 响藻类 的光 合作 用来干 扰水 生物 生活条件， 如果悬浮物浓度过高， 还可能使河 道淤 积 ， 用其 灌 溉 又会 使土 壤板 结 。如 果 作 为生活用水 ， 悬浮物是感 观上使人产 生不舒服 的感觉一种物质， 而且又是细菌 、病毒的载 体 ， 对人体存在潜在的危害。甚至当悬浮物 中存在重金 属化合物时 ， 在一定 条件下 水体 的 p H 下降、离子强度、有机螯合剂浓度变化 等 会将其释放到水 中。 2 黄药 即黄原酸盐 R0 ， CS S Me ， 为淡黄 色粉状物 ， 有刺激性臭味 ， 易分解 ， 嗅味 阀为 0 ． 0 0 5 mg ／ L。被黄 药污 染的水体 中的鱼 虾等有难闻的黄药味。黄药易溶于水， 在水中 不稳 定 ， 尤其是 在酸性 条件 下易分 解 ， 其分解 物 CS 可 以是硫污 染物。 因此 ， 我 国地 面水 中 丁基黄原酸盐的最高容许浓度为0 ． 0 0 5 mg ／ L ， 而前苏联水体中极限丁基黄原酸钠的浓度为 0 ． 0 0 1 mg ／L [ 一 。 3 黑药 以二羟基 二硫化磷酸盐 为主要成 分 ， 所 含杂 质包 括 甲酸 、磷 酸 、硫 甲酚和 硫 化氢等。呈现黑褐色油状液体， 微溶于水， 有 硫化氢臭味 。它也是选矿废水 中酚 ，磷等污 染 的 来 源 。 4 松醇 油 即为 2 浮选油 ， 主要成 分为 萜烯醇 。黄棕 色油状透 明液体 ， 不溶于水 ， 属 无毒选 矿药剂 ， 但具有 松香味 ， 因此能 引起 水 体感观 性能 的变 化。 由于松醇 油是 一种起 泡 剂 ， 易使 水面 产生 令人 不快 的泡 沫 。 5 氰化物 剧毒物 质 ， 其进 入人体 后 ， 在 胃酸的作用下被水 解成氢氰酸而 被肠胃吸收 ， 然后进 入血液 。血 液 中的氢氰 酸能 与细胞 色 素氧化酶的铁离子结合， 生成氧化高铁细胞色 素酸化酶， 从而失去传递氧的能力 ， 使组织缺 氧导致 中毒 。但氰 化物可 以通过 水体 中有 自 净作用而去除， 因此 ， 如果利用这一特性延长 选矿废水在尾矿库中的停留时间 ， 可以使之达 到 排 放 标 准 。 6 硫化物 一般情 况下 ， S 、HS 一 在水 中 会影响水体的卫生状况 ， 在酸性条件下生成硫 化氢 。当水 中硫 化氢含量超过 o． 5 mg ／ L， 对鱼 类有毒害作用， 并可觉察其散发出的臭气； 大 气 中硫 化氢嗅觉 阀为 l O mg／ m 。此外 ， 低浓 度 C S ， 在水中易挥发 ， 通过呼吸和皮肤进入人 体 ， 长 期接 触会 引起 中毒 ， 导 致神 经性疾病 夏科氏 C h a r C o t e 二硫化碳癔病。 7 化学耗氧物 化学需 氧量是水 中的耗氧 有机物的量 化替代性指标 ， 在选矿废水 中的耗 氧物 ， 主宴是残存于水中的选矿药剂。 3选矿废水的治理与循环利用 针对上述废 水中的污染 ， 可以采用 的处 理 单元分别如下[ 3 - 1 0 l 悬浮 物 主 要采 用预 沉淀 、混 凝 ／沉 淀 法。 酸碱 性 废水 废 水相 互 中和 法 、尾矿 碱 度中和酸性 。 重金属离 子 调 节原水 p H 值共沉淀或浮 选技术 、硫化物沉淀 、石灰 一 絮凝沉淀、 吸附技 术 包括 生物 吸附 、螯合 树脂 法、 离 子 交 换 法 、 人 工 湿地 技 术 。 黄 药 、黑 药 铁盐 混凝 ／ 沉 淀法 、漂 白 粉 氧化 、F e n t o n氧化降解法 、人工湿地技术 。 氰化物 自 然净化法、次氯酸盐 ／液氯氧 化、过氧化氢氧化法、铁络合物结合法、难 溶盐沉淀法、酸化 一 挥发 再 中和法、硫 酸锌一硫酸法、二氧化硫空气氧化法、电 解氧化化法、臭氧氧化法、离子交换法、生 物 降 解 法 、人 工 湿 地 。 下转 1 8 5 页 科技创新导报 S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n H e r a l d 1 8 3 维普资讯 学 术论 坛 2 0 0 8 NO O 4 Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y I n n o v a 鬲 石 丽 识 、经验、进行科学地分析预测． 、随机应 变， 做出合情合理的回答， 尽量让读者满意而 归 。 3强化图书馆员与读者的互动意识是高校 独立学院图书馆互动服务的关键 要提 高服务的互动性 ， 首先要提高 图书馆 员与读者的互动意识 ， 才能在工作中相互配 合 、相 互影 响 ， 共 同促进 服 务整 体水 平的 提 高。 3 ， 1图书馆员的互动意识 图书馆对读者的服务过程中， 图书馆员对 读者不应 只是 简单 的告知义 务， 信息交 流要比 告知复 杂丰富得 多 ， 只 有清楚这一 点 ， 图书 馆 员在服务中才会很好地表现 自己。图书馆 员 在服务中希望读者 能及时表达 自己的需 求 ， 读 者 也希 望给 他们这 样的空 间和 机会 。提高 图 书馆员的服务意识也是互动意识强化的条件 和表现。图书馆 员的服务意识受个人素 质、 文 化程 度 、社 会 地 位 、价 值 取 向 、经济 收 入等多方面的影 响 ， 有些 图书 馆 员由于生活环 境 、工作环境 、人 际关 系不佳导 致心 理不健 康、服务意识淡薄、服务效益低下。其次 图书馆 员的社会地 位低下 ， 导 致部分 图书馆 员 对本职工作产生不安定心理、自卑心理和委 屈心 理 。可 见 ，导致 图书 馆 员服务意 识 淡薄 既有客观因素也有主观因素。要让图书馆员 从观念 、意识上认识 图书馆工作的价值所 在 ， 确立一 种让读者 满意的理 念 ， 只 有加强服 务意识 ， 才 能增 强互 动意 识 。 3， 2 读者的互动意识 读者要具备互动意识 ， 在接受服务时， 读 者应明白自己享有的权利和义务。应有一种 主动意识， 及时主动地表达 自己的感受、提 出一些意见和建议。同时明白 自己作为图书 馆读者的义务， 遵守图书馆的规章制度、尊 重 馆 员、积极 参加 图书馆 组织 的活 动 。读者 只有真正意识到了自己的权利和义务， 才会有 较强的 互动意识 ， 才会 明白图书馆工作 不仅只 是 图书馆 员的事情 ， 只靠 图书 馆 员是不够 的 ， 还 需读者 的积 极配 合。 通过 图书馆 员与读 者 的 交流 ， 形成 良好 的 互动 关 系 。使 图书馆 的 服 务 水平 得 到 提 高 。 3 ， 3情感互动是图书馆员和读者互动的实质 3 ． 3 ． 1影响图书馆员和读者情感互动的 因素 首 先 、学 校 民主化 氛 围是形 成和 谐人 际 关系的大背景 ， 有利于保护图书馆员的积极情 绪和 乐观态 度 ， 使他们 热爱读 者 ， 民主化是 图 书馆 员与读者平等交流、情感互动的前提、 是读者 展现个人空 间、参与图书馆事务 ， 激 发他们寻求认知的 、情感行为的知识欲望 ， 这 种 欲 望正 是 图 书 馆 员与 读者 互动 的 内驱 力 。其 次 、 图书 馆 员与读 者 的 关 系观 。 互 动是 图书馆 员与读 者 民主 、平等 关系 的重要 体现， 忽视读者的主体性 ， 尤其是不把读者当 成独立的情感主体， 则只能出现图书馆 员情感 强势向读者情感弱势单向流动 ， 而无互动可 言。因此 ， 图书馆员心中时刻要有读者 ， 关注 他 们的需要 ， 这样 图书馆 员与读者之 间才可能 进 行 良好的 沟通 ， 形 成 有效 的互 动 。 3 ． 3 ． 2 图书馆 员和 读者呼唤 情感互动 的 优化 情感互动有积极的互动和消极的互动之 分， 积极的情感互动主要表现在图书馆员与读 者之间友好、亲近、互相尊重和彼此欣赏 ， 有 利于提 高 图书馆 的服务 水平 。而消 极的情 感互动则主要表现为图书馆员和读者之间相 互抵 触 、对 立 、 疏远 、从 而 阻 碍 图 书馆 互 动 服 务 的 展 开 。 参考文献 [ 1 】邹素斌． 浅议高校图书馆的互动式服务[ J 1 _ 大学图书情报学刊， 2 0 0 4 ， 1 2 ． f 2 】彭玲玲 ． 图书 馆信息服 务中的互动机制研 究 [ J 】 ． 武汉大学 硕士学位论 文 ， 2 0 0 4． 5 ． [ 3 】 回雁雁 ． 互动理 论在 图书馆 信息服务工作 中的应 用研究[ J 1 ． 高校 图书馆 工作 ， 2 0 0 5． 上接 1 8 3页 硫化 物 与含 重金 属废 水互 相沉 淀 、吹 脱 法 、空 气 氧化 法 、化 学 沉淀 法 、化 学 氧 化 法 、生 化 氧 化 法 。 化学耗氧物 混凝／沉淀、生物降解、高 级 氧 化 、 吸 附 法 。 矿 业废水是一个混 合体 系 ， 其 中的 污染物 几乎囊括 了上述列出的种类 ， 因此针对这种 废 水 的处理 工 艺是 要将各 单元技 术有机 的配 合 使用， 而且在其中要考虑到矿山中相关资源的 合理利用， 譬如 碱性尾矿中和酸性废水、矿 山中石灰 用于调节 原水 PH 值 和沉 淀的药 剂 等。在废水处理过程中，首先可以采用预沉 淀和混凝 一沉淀技术去除悬浮物， 然后再考虑 水中剩余的污染物的控制技术。至于废水处 理过程 中产生 的污泥 ， 如 果含有可利用的金属 资源 ， 就 可以返 回选矿 工艺 中进行重 新分选 ， 如果有用成分很 少 ， 就可 以进行污泥脱水和稳 定化 ， 然 后 按 照常规 的污 泥处 置技 术进 行处 置。 在考虑到废水的资源化问题时 ， 相应的处 理工艺 完全可 以将矿 业废 水处理 达到再 生水 的标准， 然后回用到选旷工艺中的各个用水的 单元 ， 这样 就可 以达 到水资 源的循 环利 用 。 除了废水处理和回用之外， 还要考虑选矿 废水的综合冶理方案 ， 即在选矿工艺过程中， 革新工艺， 尽可能减少生产用水量和对环境可 以 产生 严重污染 的药 剂 。在这 些措 施实施 以 后， 可对选矿工艺过程中产生的废水进行合理 的处 理和循环利用 ， 从而达 到选矿废水综 合治 理的目的 ， 符合清洁生产的标准。 参考文献 [ 1 】隗合明 ， 余 明刚， 周军 ， 李英 ． 矿产资源与生 态 环境资源 同步开 发探讨 ． 中国地 质灾 害 与防治学报 ， 0 0 4 ， 1 5 9 7 4 8 2． [ 2 J 洪建军， 罗建中， 陈敏， 凌定勋． 清洁生产技 术 在选矿 废水净化 处理 中的应 用 ． 矿业 安 全 与环保 ， 2 0 0 4， 3 1 2 3 3 3 5 ． [ 3 】罗仙平 ， 谢 明辉 ， 金属矿 山选矿 废水净化与 资 源化利 用现状与 研究发 展方 向 ． 中国矿 业 ， 2 0 0 6， 1 5 1 0 5 1 5 6 ． [ 4 】唐锦涛． 选矿废水的危害及防治 ． 工程设计 与研 究 ， 1 9 9 2 3 41 - 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