德兴铜矿生产废水的综合治理.pdf

S u p p l . S e p t e m b e r 2 0 0 5 金属矿山 ME T AL MI N E 增刊 2 0 0 5 年9月 德兴铜矿生产展水的徐合治理 陈 林 江西铜业集团德兴铜犷 摘要 就德兴铜矿采用堆浸工艺、 酸碱中和方式、 专业污水处理站方式对矿区的生产废水进行综合治理， 取 得了巨大的社会效果作了介绍。 关键词含铜废石酸性废水碱性废水综合治理堆浸 德兴铜厂矿作为含铜含硫的金属露天矿山， 主 要环境污染物表现为采矿剥离的废岩， 尾矿 固体 污染物 ， 含重金属离子的矿山酸性废水， 选矿后的 碱性废水 液体污染 及生产过程中的噪声污染。 德兴铜矿开采数年来， 其中废水污染最为严重， 废水 在未严格治理前， 曾对矿区的下游河流及生态产生 了 严重的影响。随着我国加人W T O ， 人民生活水平 的提高， 人们对环境的要求也越来越严格， 1 9 9 9 年 江西省政府对德兴铜矿下达了3 a 内 德兴铜矿大污 河必须变清的环保要求。通过德兴铜矿的艰苦努 力， 于2 0 0 3 年德兴铜矿实现了大污河变清的愿望， 并一直保持到现在。德兴铜矿对生产废水的治理经 验及方法在同类矿山值得推广。 1 生产废水产生概况 1 . 1 酸性废水 德兴铜矿的 矿石和废石中 含有黄铁矿 F e S 2 , 辉铜矿 C u e s 、 黄铜矿 C U S 、 方黑铜矿 C u 0 等， 受自 然环境中氧、 降水和酸性水中细菌作用， 经过一 系列化学反应生成硫酸、 硫酸铜和三价铁。经多年 检测表明， 德兴铜矿的矿山废水是p H值为2 . 5 左 右， 含有铜， 铁等重金属离子的酸性废水。 6 . 4 平方 公 里的 废 石 场 产 生 废 水7 2 4 . 5 万m 3 / a , 5 . 0 2 k 扩采 区内 约产生废水7 1 0 万m 3 / a ， 废水中含铜8 0 一 1 4 0 m 留L ， 含铁2 0 0 0 一 3 0 0 0 m 留L ， 含硫酸根离子5 0 0 0 一 1 0 0 0 0 m 群L a 1 . 2 碱性废水 德兴铜矿选矿工艺流程中加人石灰、 硫化钠等 药 药 剂， 大 致 产 生 的 碱 性 水 量 为1 7 8 7 万m 3 / a , p H 为 1 0 一 i t . 2 废水治理 德兴铜矿结合废水特点， 现已 投人大量资金， 建 立了一套完整的生产废水处理系统 见图1 。具体 为源头治理清污分流系统， 污水处理系统。污水处 理系统又分酸碱中和系统， 专业污水站处理系统， 堆 浸综合处理系统， 多级河坝渗清系统等。 2 . 1 执行源头治理， 建立清污分流拦截排系统， 降 低污水量 德兴铜矿的清污分流拦截排系统主要为在摸清 污水源的情况下， 对露天采场， 废石场修建了大量的 截排水明沟， 截排水巷道， 拦水坝， 酸性水调节水库， 根据水源水质对所截水引向不同处理系统， 大大降 低污水量。 2 . 2 酸碱中 和处理系统 将采区内边坡渗水， 最低台阶地下水及堆浸富 裕的萃余液泵人尾矿库与选矿所产生的碱性废水进 行中和处理。 根据酸碱平衡原理达到以碱性废水治理酸性废 水的目的。 德兴铜矿的碱性废水主要有尾矿溢流水、 精矿 溢流水和含硫废水。尾矿溢流水量平均8 8 8 7 . 7 5 万m 3 / a ， 其p H 值为I 1 一 1 2 ， 平均碱度5 6 4 2 . 8 ， 尾 矿浓度1 8 , C a C 0 3 含量为4 . 9 3 ; 精矿溢流水量 1 5 7 6 . 4 1 万 m 3 / a ， 其p H值为 1 2左右， 碱度为 1 4 8 9 . 1 ; 含硫废水水量5 3 5 . 8 4 万m 3 / a ， 其p H值为 1 2 左右， S Z 一 含 量为1 6 4 5 . 4 x 1 0 - 6 通过实践， 德兴铜矿尾矿溢流液与酸性水中和 的混合比 控制在4 一 6的条件下， 中和后上清液p H 值可达7 . 0 一 8 . 5 ， 当沉淀4h 后， 上清液水质澄清， 各项指标均达到排放标准。 陈林 1 9 6 8一 ， 男， 江西铜业集团德兴铜矿采矿场， 工程师 3 3 4 2 2 4江西省德兴市测洲镇。 增刊金属矿山2 0 0 5 年9月 酸碱废水中和反应后， 初期为成层沉淀， 沉速约 为0 . 0 3 m m / s ， 在开始3 一 4 h 中 和液的 沉速较慢， 随 后， 比尾矿溢流液沉速快， 最终中和渣体积小于尾矿 渣体积， 因而不会影响尾矿库的固液分离和堆积容 积。 愉把疾瞥要冲侧邢 位嗯 遥﹄哑 乓于舒召卑泪 伟姐殴叫 似蛤朝链州舒到 鑫 互r r .丝 * * m I } Adiw. , 截流采场、废石场清水 的作用， 产生大量含金属离子的酸性废水， 从废石场 流出， 成为德兴铜矿最大的污染源。 利用含细菌的酸性废水， 浸出废矿石中的铜， 然 后从浸出液中萃取 一电积生产电铜， 既能回收废弃 铜资源， 又能减少酸性废水排放量。 2 . 3 . 1 德兴堆浸工艺流程 见图2 整个堆浸的作业采用细菌堆浸 一 萃取一 电积流 程。流程中 酸性废水在旱季， 因喷淋蒸发量大， 为闭 路循环， 需补充消耗采区内的酸性废水。在废石场 清污分流截流系统未完全建好前， 在雨季曾有部份 萃余液需进污水处理站处理。 尽管进污水处理站处 理， 但其处理量大大降低， 且废水含的重金属离子也 大大降低， 其中 铜离子浓渡由 平均0 . 2留L以上降 低到0 . 0 4 岁L 以下。 选矿 碱性废 水日 截流采场污水日 截流废石场污水 吩把缤瞥嘟淬创报 公嗯 绥侧象书贬斤 、|| 胜坛醒 显任誉翻卑泪 卜姐噢州 图1 德兴铜矿废水处理流程示意 经过该工艺处理， 废水变为可利用的清水， 多次 取样全分析结果如表1 。 表1 水样全分析结果 m g / L 沉淀池出水 萃余液 样品来源矿山酸性废水尾矿溢流液 1 2 . 5 0 . 0 5 金属铜 夕 r MA M M O N I 1 A 很明显， 这 两方面任何之一足以让一些本身不太规范的勘察单 位做出不能满足矿山建筑工程质量的勘察成果。 另一方面勘查单位投标行为不尽规范 为抢工 程项目 而压低了报价， 遇到意外情况就有费用风险 工程亏损 ， 或为赶矿山勘察工程工期而采取非正 常手段 如偷工减料、 减少工程数量尤其是隐蔽工 程 ， 从而致使矿山勘察工程质量大打折扣， 直接影 响矿山建筑工程质量。 3 建议与对策 针对矿山建筑勘察市场存在的上述问题， 笔者 提出以下建议。 1 规范市场行为， 加大对勘察市场的行为管 理与监督。针对有些工程无明确的设计要求和荷载 情况， 或平面位置不确定， 或工程比较重要， 需解决 的岩土问题较复杂， 应不得直接进行详细勘察阶段 岩土工程勘察， 即使勘察工作按详勘类似要求来完 成， 亦只能提供初步勘察阶段岩土工程勘察报告。 从源头抓起， 把好勘察关， 提高勘察行业地位， 通过 宣传学习 中华人民共和国建筑法 、 建设工程质 量管理条例 、 建设工程勘察设计管理条例 和 建 设工程勘察质量管理办法 。 2 加强职业道德教育， 提高行业自 律。加强 职业道德教育， 进行行业自 律， 规范市场行为十分必 要。 勘察单位应加强自 我保护意识， 对一些业主的 不规范行为， 要据理力争。在勘察工作进行前必须 广泛收集资料， 详细了解和明确建设、 设计单位要 求， 精心勘察， 精心分析， 提出资料真实准确， 评价确 切合理的勘察报告。所提供的数据必须准确可靠， 不能 模棱两可， 若在该阶段不能准确提供的数据则 应坚决不提供， 以免误导设计和施工。 收稿日 期 2 0 0 5 - 0 7 - 1 8 州 卜“ 叫 卜. 州 卜. 州 卜.. 叫 卜 闷一 . 卜.. 州 卜肠 琦一 一 叫 卜一 叫 卜” 州 卜一 叫 卜. 州 卜翻 叫 卜一 州 卜. 礴一 “ 叫 卜一 州 卜. 州 卜一 州 卜. 神 一 卜. 州 卜” 州 卜. 叫 卜. 州 卜. 叫 卜“ 州 卜一 州 卜一 叫 卜.. 州 卜. 州 卜， 叫 卜一 州 卜一卜. 叫 卜. 州 卜” 一 卜. 州 卜. 州 卜. 州 卜. 叫 卜. 叫 卜.. 月一 一 州 卜。 上接第1 5 6 页 三段中和 进行酸性废水与碱性废水中和， 达到 p H 6 . 5 一 7 . 5。 2 0 0 5 年江铜集团公司通过国际招标选择采用 加拿大P R A公司的“ 高浓度浆料处理技术 H D S “ 对工业水处理站进行技术改造， 预计改造完工后， 将 大大提升德兴铜矿污水处理能力。 目 前工业处理站处理酸性废水处理量有限， 且 成本较高， 只作为矿山对其他方式处理未净的矿山 废水处理的必不可少的有效补充。 2 . 5 多级河坝渗清系统 德兴铜矿酸性水源范围超过1 1 . 5 平方公里， 尽 管在采区内、 废石场等场所修建了大量清污分流设 施。但在雨季， 尤其是遇暴雨天气， 采区及废石场截 流的非酸性废水及由于受输往尾矿库的泵排设施能 力限制， 仍有少量被稀释了的采区废水流人自 然水 系， 该废水p H值， 重金属离子等指标符合或接近排 放标准， 但由于水量大， 大部份由采区边坡， 废石场 表面， 水库面流出， 夹带大量泥沙， 为避免河道阻塞， 德兴铜矿在矿区内5 公里长的河道上每隔4 0 0 m左 右就修建拦水坝。雨季时， 河水的大量泥沙自 然沉 淀在河底， 雨季后， 对河道进行清淤。河坝使原本秋 冬干涸的河流如今一年四季皆水波荡漾。 3 结语 德兴铜矿通过4a 多重大投人的酸性水科学综 合治理， 取得了酸嗅了二十多年的红褐色河流如今 河中碧波荡， 水草漂， l a 至少3 0 0 d 清澈见底的巨 大社会效果。 收稿日期2 0 0 5 - 0 7 - 1 8