鉛鋅礦鉛鋅選礦廢水處理及循環回用范文

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摘要:針對廣西盤龍鉛鋅礦選礦廢水開展了水處理及循環回用研究。結果表明，采用混凝沉淀—調整pH值至中性—氧化工藝可有效降低廢水中的COD、重金屬離子濃度和總溶固。采用凈化后的廢水作為盤龍鉛鋅礦鉛鋅浮選回用水，在原礦含Pb0.87%、Zn3.76%條件下進行小型閉路試驗，所得鉛精礦含Pb56.20%、Zn2.01%，鉛精礦中Pb回收率為63.58%，鋅精礦含Pb1.06%、Zn51.30%，鋅精礦中Zn回收率為91.23%，其選礦指標與自來水為回用水指標接近。

關鍵詞:廢水處理;循環回用;鉛鋅礦

鉛鋅礦選礦廢水［1］主要來自鉛鋅礦山選廠生產過程用水，其成分復雜、污染物濃度高、難降解［2-4］。鉛鋅選礦廢水處理及循環回用一直是亟待解決的問題［3，5-7］，常規鉛鋅選礦廢水處理工藝有酸堿中和—混凝沉淀—吸附工藝［8］、混凝沉淀—氧化工藝［9］、生物活性炭工藝［10］、生物處理—人工濕地工藝［11］等。盤龍鉛鋅礦位于廣西來賓市武宣縣桐嶺鎮，距黔江水源僅1000m，是日采選礦石2600t/d的大型鉛鋅礦選礦廠，產生廢水約為9700m3/d，廢水主要來自鋅尾礦水、精礦過濾水及生產廠房沖洗水等。現場生產選礦廢水經尾礦庫自然降解返回至鉛、鋅浮選作業中。由于尾礦庫回水不斷循環，回水中殘余的選礦藥劑含量不斷積累，尤其是廢水中殘余的重金屬離子Cu2+、Pb2+和起泡劑可協同活化鋅、硫等礦物，致使鉛浮現作業過程中“跑、冒”現象嚴重，鉛精礦品質下降;同時為改善生產過程中鉛、鋅浮選環境，補加新鮮水水量大幅增加，不僅增加了生產成本，而且造成了尾礦庫水位升高幅度大于預期，降低了尾礦庫的服務年限，也威脅到了黔江的安全。本文針對盤龍鉛鋅礦選礦工藝和選礦廢水的特點，以現場生產產出的選礦廢水為研究對象，通過水質分析、凈化條件試驗和藥劑對比試驗確定適用于盤龍鉛鋅礦礦山生產的水處理工藝，為現場清潔化生產提供依據。

1盤龍鉛鋅礦現場生產流程及選礦廢水的來源和特點

盤龍鉛鋅礦鉛鋅選礦日處理量為2600t，全流程分為破碎系統、選礦選別系統和尾礦分級充填系統，鉛鋅選礦工藝為優先浮鉛—鉛浮選尾礦活化浮選鋅，鋅浮選尾礦入旋流器分級，分級重砂進井下充填，而分級溢流部分與鉛、鋅精礦壓濾水、選廠衛生用水、事故污水合并自流輸送至距選廠1200m的尾礦壩中。尾礦壩中廢水自凈24h后隨管道輸送至破碎、磨浮、藥劑配制、沖洗用水、清潔用水管道中，不足的清水補自水源。現場生產過程中添加的捕收劑為乙硫氮、25#黑藥、丁黃藥，抑制劑為石灰、硫酸鋅，起泡劑為松醇油，鋅浮選活化劑為硫酸銅。

2試驗材料與方法

2.1試樣

試驗樣品主要為生產礦樣和廢水水樣。

2.2試驗儀器及試劑

試驗儀器主要有六聯攪拌機、PHS-3CpH計、5B-3F(U8)COD快速檢測儀、充氣式浮選機XFDIV1.5、XFDIV0.5、原子吸收分光光度計等。試驗試劑主要有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(SPFS)、鹽酸、次氯酸鈣、二氧化氯、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、乙硫氮、丁黃藥、25#黑藥、硫酸鋅、石灰、硫酸銅、松醇油等。

2.3試驗方法

2.3.1混凝沉淀

取6份1000mL選礦廢水置于六聯攪拌機上攪拌，加入設定計量的混凝試劑，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為30min，攪拌完成后靜置60min，取上清液測定重金屬離子和COD。

2.3.2氧化

取6份1000mL選礦廢水，各投加氧化劑，試驗條件滴加10%鹽酸調節pH值，然后在六聯攪拌混凝器上進行氧化反應，攪拌速度為250r/min，反應時間為30min，氧化反應完成后，自然沉清60min后，取上清液測定重金屬離子和COD。

2.3.3選礦廢水回用

為能夠有效利用現場設施，減少投資和基建成本，擬定的選礦廢水回用方案為尾礦溢流全循環回用方案，即尾礦壩自凈后的廢水經過處理后經高位水池回用至破、磨、浮選、清洗等各工段中。為了比較處理后選礦廢水對盤龍鉛鋅礦鉛鋅浮選的影響，選礦廢水回用浮選試驗通過全流程閉路循環試驗進行測定，即浮選試驗使用現場生產的藥劑制度和浮選工藝，在實驗室中通過六次大循環閉路試驗(處理后的選礦廢水-鉛鋅浮選閉路-產出選礦廢水處理-鉛鋅浮選閉路)進行模擬，試驗過程中磨礦用水、浮選補加水、沖洗水均采用處理后的選礦廢水。

3試驗結果與討論

3.1選礦廢水凈化試驗

3.1.1選礦廢水自凈試驗盤龍鉛鋅礦選廠現場尾礦壩庫容較大，有一定的自凈能力，即進入尾礦壩的選礦廢水在光照曝曬、雨水沖淋作用下，廢水中部分選礦藥劑殘余會發生氧化分解等作用［12］。取選礦廢水10L(含礦泥的分級溢流)，儲存于20L搪瓷桶中，通過定期取樣測試反映廢水中有機物污染指標COD、總溶固、重金屬離子Cu2+、Pb2+含量。

3.1.2混凝沉淀試驗結合現場生產工藝和尾礦壩現狀，經現場核查，選礦廢水自排出—排放至尾礦庫—循環回用過程所需時間約24h，所以對自凈24h后的選礦廢水進行了混凝沉淀試驗，試驗考察不同混凝劑對盤龍鉛鋅礦選礦廢水中影響選礦指標的成分如重金屬離子、COD的去除效果。

3.1.3氧化試驗采用SPFS對盤龍鉛鋅礦選礦廢水進行混凝沉淀工藝處理，其廢水中COD降低至110mg/L左右，去除率為63%，一段處理后的選礦廢水仍具有較高的有機藥劑殘余，尤其是具有較強的發泡性，直接回用至鉛鋅浮選工段中易造成夾雜，不利于鉛、鋅精礦品位的提高。常規的鉛鋅尾礦廢水一段混凝后常采用活性炭床吸附工藝進一步降低水體中有機藥劑含量［13］，但活性炭價格昂貴。所以研究擬采用氧化工藝對其進一步處理。對一段混凝沉淀后的上清液進行了氧化試驗，試驗考察不同氧化劑對水中殘余的藥劑成分氧化分解的效果。在相同用量條件下，不同氧化劑對一段處理后的選礦廢水中有機物殘余去除效果為:二氧化氯＞雙氧水＞次氯酸鈣。當二氧化氯用量為40mg/L時，COD去除率達64%左右，這是在未調漿時礦漿pH值在9.5條件下的去除效果，為了考察礦漿pH值對氧化效果的影響，試驗進行了礦漿pH值條件試驗，試驗過程使用10%HCl調漿，固定二氧化氯用量為40mg/L。

3.1.4廢水處理連續試驗對盤龍鉛鋅礦選礦廢水進行連續處理試驗。3.2選礦廢水回用試驗為了比較處理后選礦廢水對盤龍鉛鋅礦鉛鋅浮選的影響，選礦廢水回用浮選試驗通過全流程閉路循環試驗進行相同藥劑制度和工藝條件下的平行對比，以浮選過程中回用水類型作為變量。

4結論

采用自凈—混凝沉淀—調漿—氧化工藝處理盤龍鉛鋅礦鋅尾礦分級溢流水，水處理過程依次加入SPFS、HCl以及二氧化氯，在合適的用量條件下使得選礦廢水中COD、重金屬離子、總溶固等含量降低至排放標準以下，處理后的選礦廢水可回用至盤龍鉛鋅礦生產各作業工段中而不影響選礦指標，最終實現選礦廢水全循環回用。以盤龍鉛鋅礦現場生產廢水為研究對象，系統地提出了符合礦山生產和環保要求的水處理工藝和循環回用方法，為國內同類型的鉛鋅礦山提供了借鑒。

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作者：楊建文 單位：湖南有色金屬研究院