选矿废水净化处理与回用的研究与生产实践.pdf

环境工程 2 0 0 5 年 2 月第 2 3 卷第 1 期 7 选矿废水 净化处理与回用的研究与生产实践 孙水裕 缪建成 广东工业大学环境学院 ， 广州 5 1 0 0 9 0 南京栖霞 山锌 阳矿业有限公司 ， 南京 2 1 0 0 3 3 刘 如 意谢 光 炎 广东工业大学环境学院， 广州 5 1 0 0 9 0 摘要 通过废水净化处理试验和废水回用选矿对比试验， 对南京栖 霞山锌阳矿业有限公 司选矿废水的处理与回用进 行 了研 究， 最终提 出了优先直接回用， 其余适度净化处理再回用的方案， 实现 了废水 的零排放。设计 了废水全部 回用 系统， 并已成功地应用于生产实践。 关键词 选矿废水 净化与回用 零排放 生产实践 1 前 言 选矿废水一般是贮存在建在偏僻 山区的矿 山尾 矿库 ， 试图通过一定时间自然净化后排放。国内外也 有一些矿 山对小部分选矿废水进行净化处理与 回 用n ] ， 但通过适度净化后使选矿废水全部回用 、 实 现废水零排放 的矿 山 ， 在 国内外 尚未见报道 。本研究 以南京栖霞山高硫铅锌硫化矿选矿厂为对象 ， 近几年 对其选矿废水全部回用进行了详细研究 ， 研究成果已 应用于工业生产 中。 2 废 水水量 与水质 南京栖霞 山锌 阳矿 业有 限公 司所 属选矿 厂处 理 硫化 铅 锌 铁 矿 石 l 3 0 0 t ／ d ， 总 用 水 量 为5 9 0 0 m ／ d ， 3 种精矿产品及尾矿充填等带走水 5 0 0 m 3 ／ d ， 最终产 生5 4 0 0 m ／ d 的废水。选矿废水 由铅精矿溢流水、 锌 精矿溢流水、 硫精矿溢流水、 锌尾浓缩水和尾矿水混 合而成， 其 中锌 尾 浓 缩 水 占 5 2 ． 0 6 ％， 尾 矿 水 占 2 3 ． 0 5 ％， 铅精矿溢流水 占 1 0 ． 4 0 ％， 锌精矿溢流水 占 l 1 ． 5 8 ％， 硫精矿溢流水 占2 ． 9 l ％。该水水质见表 l 。 表 1 实际选矿废水的水质测定结果 m g ／ L p H C O D c S S 浊度， 度总硬度 色 气味 起泡性 1 1 ～1 1 ． 8 4 0 0 ～ 6 5 0 3 8 0 ～4 1 0 2 1 0～ 2 3 0 1 5 1 4 混浊 有 强 P b Z | I c u F e c r C d s 三 一 C I 印 ～8 o 2～8 0． 1 2 1 ． 5～3 0． 0 l 0 ． 0 l 9 0 0一l 0 0 0 6 0～7 0 3 废水 回用方案确定与 工程设计 回用 目标的废水适度净化处理技术为混凝沉淀 活性碳吸附， 达标排放 目标的废水处理技术为混凝 沉淀 加大量硫酸调节 p H到 3 H 2 0 2 氧化 加碱 *国家 自然科学基金资助项 目 5 o 2 7 4 o 3 4 调节 p H到 7 ， 研究结果见相关文献 J 。研究 中发 现， 如果将其处理到达标排放 ， 一是处理难度较大， 二 是处 理 成 本 特 别 高 ， 而选 矿 生产 还 需 用 新 鲜 水 5 9 0 0 m ／ d 。因此 ， 经 过 大量 的处理 试 验 和选 矿 对 比 试验研究 ， 最终提出了废水优先直接 回用， 其余适度 净化 处 理 再 回用 ， 废 水 1 0 0 ％ 回 用 于 选 矿 生 产 的 方案 。 根据试验研究结果 ， 设计了废水净化处理与回用 工程系统 ， 2 0 0 1 年 4月初完成 了系统 的施 工和设备安 装 ， 开始进行现场调试 ， 系统一 直正常运行 到现在 ， 废 水全部 回用 ， 实现 了废水 的零排放 。 4 部分选矿 废水优先直接 回用 4 ． 1 尾 矿水直接 回用于选硫 作业 尾矿废水 p H为中性 ， 废水量 6 5 0 t ／ d ， 其本身为 选 矿 作 业 出 水 ， 直 接 回 用 选 硫 作 业 是 可 行 的。 2 0 0 2年 1月份对尾矿水路 进行 了改造 ， 通过近 2年 的 生产使用表 明 ， 尾矿 水 直接 回用 于选 硫后 ， 硫 的作 业 回收 率 由 9 1 ． 7 ％ 提 高 到 9 6 ． 4 3 ％ ， 尾 矿 硫 品 位 由 2 ． 9 7 ％降低到 2 ． 2 3 ％， 选硫捕收剂 3 1 0复合黄药 由 3 7 0 g ／ t 降低 到 3 1 0 g ／ t ， 见表 2 。全年节 省选 硫 3 1 0复 合黄药费用 l 0万元 ， 选硫作业回收率提高 4 ， 7 3 ％， 每 年多回收硫元素量2 8 5 0 t ／ a ， 多创收入 5 7万元／ a 。 表 2 尾矿水直接回用选硫作业的工业生产指标对比表 由于选铅和选锌作业 的浮选 药剂和浮选 p H与 维普资讯 8 环境工程 2 0 0 5年 2 月第 2 3 卷第 1 期 选硫作业 的明显不同 ， 尾矿废 水不能直接 回用 于选铅 和选锌作业 。 4 ． 2 部 分锌尾 矿水优先直接 回用于选锌作 业和精 矿 冲 矿 锌尾 矿 废 水 量 约 2 7 0 0 t ／ d ， 废 水 p H1 2 ． 4 0左 右 ， 其本身 为选锌 作业 出水 ， 直接 回用选 锌 作业 是 可 行 的 。另外 ， 锌尾矿 水直接 用作硫精矿 、 锌精矿 、 铅精 矿泡沫冲矿水， 使精矿在碱性条件下用陶瓷过滤机过 滤 ， 这对改善脱水效果有好处。如果将锌尾矿水作为 选锌作业 补加 水 和各 种 精矿 泡 沫 冲矿 水 ， 可 以用 掉 1 8 0 0 t ／ d 左右 ， 还 能 大 大 减 少 选 矿 过 程 中石 灰 加 入 量 。2 0 0 3年 5月完成 了锌尾 矿 水直接 回用 于选 锌 和 精矿冲矿作业 的改造 ， 回用后节 约了选锌 药剂成本 和 适当提高了锌选矿指标 ， 见表 3 。 表 3 锌尾矿水直接回用于选锌作业的工业生产指标对 比表 工韭生产 石灰， 选锌药{ fj 用量， g t 一 时间 k g t 一 ’ 捕收{ fj 冀酸铜起泡{ fj 选锌补 品位％ 回收率％ 名称 加水 P b Z r I P b Z rI 加 0 3 ． I ～ 4 9 ． 5 3 5 1 3 8 7 4 9 混合 锌精矿 废水 原矿 2 0 0 3 ．5 ～9 7 ．4 2 6 4 3 5 3 5 2 锌尾矿水 锌精矿 1 ．5 7 5 3 ． 3 9 4 8 9 0 ． 7 4． 4 7 7 ． 9 9 l 0 o l 0 0 1 ． 2 5 5 3 ． 2 5 3 ． 9 9 1 ． 9 原矿 4 ． 4 7 8 ． O 0 I O 0 l 0 0 从 2 0 0 3年 5～9月 的锌 尾矿 水直 接 回用 于选锌 作业的生产实践可以看出， 锌尾矿水矿直接 回用较混 合废水回用更好。由于锌尾矿水中含有选锌的药剂 ， 回用后选锌作业捕收剂用量由3 5 1 g ／ t 降低到2 6 4 g ／ t ， 硫酸铜 的用量 从 3 8 7 g ／ t 降低 到 3 5 3 g ／ t ， 石 灰 总量 由 9 ． 5 k g ／ t 降低到 7 ． 4 k g ／ t ， 节约选锌药剂 1 ． 1 元／ t ， 节约 成本3 3万元／ a ； 锌 回收率从 9 0 ． 7 ％提高到 9 1 ． 9 ％， 每 t 原矿多收入 3 ． 8 4元／ t ， 增 加锌销售 收入 1 3 3万元／ a 。 5 选矿废水经 过适度净化处理后再 回用 铅精矿溢流废水、 锌精矿溢流废水 ， 根据其水质 特点也 可以返 回到 各 自的作 业 ， 但 由于铅 、 锌精 矿 的 溢流水量较小 ， 水量 不够 稳定 ， 生产较 难控 制 。对 于 硫精矿溢流水， 由于呈碱性， 对选硫不利。多余的锌 尾矿浓缩溢流水为高碱性水 ， 由于含有较多的选矿药 剂， 如铜离子等对选铅 十分有害、 高 p H环境对选硫 极为不利等。因此这些水必须经过处理后再 回用。 从 用水点来看 ， 选硫作业 和破碎 除尘作业可 以用 尾矿废 水 ， 选锌作业 和各种精矿 冲矿可 以用锌尾矿浓 缩废水 ， 选 铅快 选 和溶 药 必须 用新 鲜 水， 其 余 的 3 0 0 0 t ／ d 左右 的废 水 如果 回用 ， 只有 用于 磨矿 作 业 、 选铅粗扫选、 石灰乳化 、 脱水作业 、 充填作业 、 冲地等。 磨矿用水在所有用水点 中属于用水量最多的地 方 ， 2 2 5 0 t ／ d ， 根据水量平衡 ， 把不直接回用的多余 的 3 0 0 0 t ／ d 左右 的废 水 全部 自流 到 污水 处 理 站进 行 适 度处理后再 回用 ， 能够 全 部解 决 选 矿 废 水 的 出路 问 题 ， 但是这部分废水必须处理到对选铅指标没有大的 影响的程度 。 表 4 适度净化处理后 的选矿废水 回用铜精矿 指标 影响 的试 验 室结 果 ％ 磨矿和选铅 品位 回收率 i D j } ～一 作业用水 P b Z n S A s r ／ t P b Z n S A S 由表 4可知， 这部分废水经过适度处理后再回用 于磨矿和选铅是可行的， 铅的品位虽然较低主要由于 经过适度处理的废水 中仍然含有一定量的选矿捕收 剂 ， 但可以通过降低选铅捕收剂用量的办法来解决这 一 问题 ， 铅、 银 回收率较高 ， 而未经处理的混合废水直 接 回用于选 铅 作 业 ， 对铅 主 品位 影 响很 大 ， 不 可 行。 2 0 0 1 年 4月份 完 成 了3 5 0 0 t ／ d 选矿 污水 处 理站 的建 设 ， 经过 近 2个月 的调 试 ， 7月 份交 付正 常生产 ， 整 个 废水净化与 回用工程 系统的设备运行正 常 ， 废水 流动 顺 畅 ， 混凝沉淀效果很 好 ， 出水清澈 ， 出水中重金属含 量降低明显， 粉末活性炭吸附对 C O D ， 降低有一定效 果 ， 消泡剂对降低废水 回用起泡性能效果显著， 净化 处理后 出水 的 回用对浮选生 产指标 影响很小 ， 现场工 业调试结果基本达到了设计要求 ， 见表 5 、 6 。 表 5 现 场工 业 生产 废水 净化 处 理结 果与 药捐 用 ■表 废水 水 质指 标／ R g L 一 ’ 净 化后水 质 指标 ／ m g L 一 ’ 净化 处理药 青 | 用 量 ， 暑 ． m 一 时 同 ．耪末 活 G O D c P H p H Z n G O D c 奠酸 奠 酸铅P A M iI I 泡青 j 。． 性炭 表 6 净化出水 回用对浮选生产指标的影响表 ％ 维普资讯 环境工程 2 0 0 5年 2 月第 2 3 卷第 1 期 9 生物过滤氧化反应器处理焦化废水 肖文胜徐 文 国 杨桔才 北京理工大学理学院， 北京 1 0 0 0 8 1 摘要 针对钢铁厂焦化车间采用普通活性污泥工艺处理焦化废水， 出水水质经常超标， 且对冲 击负荷适应力差的情 况， 使用 生物过滤氧化反应器 B I O F O R 工艺对废水进一步进 行处理 ， 运行结果表 明， B I O F O R表现 出 良好的抗冲击负 荷能力， 对 C O D 、 N H 3 一 N、 S S 、 油类、 酚、 氰化物等主要污染物的去除率都分别为6 4 ． 7 ％、 7 9 ． 8 ％、 7 6 ． 6 ％ 、 5 2 ． 1 ％、 9 5 ． 4 ％、 6 1 ． 4 ％， 出水水质高于 G B 8 9 7 8 1 9 9 6第二类污染物二级排放标准。 关键词 焦化废水 活性污泥 生物过滤氧化 反应器 1 引言 焦化废水是煤 在 高温 干馏 过程 中 以及 煤 气净化 过程 中形成 的一类废水 ， 具有组 成复杂 、 浓度 高 、 毒性 大 、 难 降解 的特点 ⋯。 目前 大 多 数焦 化厂 采用 除 油 、 浮选 、 蒸氨 等 预处 理后 进 入 活 性 污 泥段 进 行 生 物处 理 ， 在生物处理后 出水 达不 到排 放要 求 ， 因此往往 增 加混凝沉 淀 、 砂滤 工艺 ， 对 废 水 中污染 物进一 步 吸附 处理 ， 以确保达标排放。 由于焦 炉装 煤 配 比的变 化 ， 炼焦 炭化 时 的温度 、 炭化时间， 以及蒸氨时的温度、 压力及投加碱量等影 响， 使得焦化废水组分、 水质 、 水量波动大。一旦生化 处理达不到要求 ， 其后面 的砂 滤工艺仅仅作为物理 吸 附， 对溶解性污染物尤其是氨氮、 酚 、 氰等根本无法处 理， 使得超标排放时有发生。 6结论 生产实践表明， 优先直接 回用、 其余废水适度处 理后再回用的废水利用工艺是合理的， 成功实现了铅 锌硫化矿选矿废水 的全部 回用 ， 杜绝 了选矿废水对 环 境的污染。通过适度处理合理利用 ， 把选矿废水变废 为宝， 节约了生产成本， 节省了水资源。 参考文献 1 薛玉兰， 郭昌槐． 矿冶环境保护与资源综合回收． 湖南 中南工业大 学 出版社 ， 1 9 9 2 ． 2 张景来， 王剑波． 冶金工业污水处理技术及工程实例． 北京 化学工 业 出版社 ， 2 0 0 3 ． 5 7～1 1 0． 3 王建斌， 刘运杰 ． 某浮选厂废水净化回用 的试验研究与工业实践 ． 矿产综合利用， 2 0 0 3 1 l 4 ～l 7 ． 4 R W S mi t h． L i q u i d a n d s o l i d wa a t e a f r o m mi n e r a l p r o e e e a i n g p l a n t s． Mi n e r a l P r o c e s s i n g a n d E x t r a c t i v eMe t a l l R e v i e w， 1 9 9 6 ． 1 6 1 1～2 2 ． B I O F O R又 称 生 物 过 滤 氧 化 反 应 器 B i o l o g i c a l F i l t r a t i o n O x y g e n a t e d R e a c t o r ， 属 第三 代曝气 生物滤 池。它以球形轻质陶粒作滤料 ， 采用气水同向上流的 操作方式， 集生物氧化与生物过滤为一体 ， 能同时去 除废水中的 C O D S S 、 N H 3 一 N等污染物。在运行上具 有挂膜快 、 抗冲击负荷强的特点， 由于采取模块化控 制 ， 也易 于管 理 。B I O F O R工艺 首先 在 市政 污 水 中处 理应用 ， 近年来 由于 对工业 废 水排 放 更严格 的要 求 ， B I O F O R工艺逐渐在 向工业 废水处理领域 推广 。本 文 介绍了江苏某钢铁集团焦化厂在活性污泥后段首次 采用 B I O F O R工 艺 处 理 焦 化 废 水 。实 践 表 明 ， 采 用 B I OF O R工艺 ， 能 同时去除废水 中的各种污染物 ， 且能 适 应 焦 化 废 水 较 强 的 冲 击 负 荷 ， 出 水 水 质 高 于 5 D W Bo e n i n g． Aq ,t i c t o x i c i t y a n d e n v i ron me t a l f a t e o f x a n t h a t s ． Mi n i n g E n g i n e e r i ng ． 1 9 9 8 ． 5 0 9 6 5～6 8． 6 龙道湖． 厂坝铅锌矿选 矿废 水综合治理 ． 有色金属 选矿部分 ， 2 O O O ． 5 4 0～4 3 ． 7 马耀平． 铜川矿区矿井废水处理回用工程设计． 给水排水， 1 9 9 8 ． 2 4 2 3 9 ～4 1 ． 8 袁增伟， 孙水裕， 赵永斌 ， 戴文灿 ， 刘 如意． 选矿废水净化处理与回 用试验研究 ． 水处理技术， 2 0 0 2 ． 2 8 4 2 3 2～ 2 3 4 ． 9 孙水裕， 谢光炎， 宁寻安， 刘如意 ． 硫化矿浮选废水净化与回用的研 究 ． 有 色金属 ， 2 0 0 1 ． 4 3 3～3 7． 作者通讯处孙水裕5 1 0 0 9 0 广州市东风东路 7 2 9号广东工业大 学环境科学与工程学院 电话 0 2 0 3 7 6 2 8 0 0 2 O E- ma i l a y a u ns d u t ． e d u． c a 面面 碉 蓄 维普资讯