選礦污水包括選礦工藝排水、尾礦池溢流水和礦場(chǎng)排水。選礦工藝排水一般是與尾礦漿一起輸送到尾礦池,統稱(chēng)為尾礦水;因此選礦污水處理也稱(chēng)為尾礦水處理。
選礦廠(chǎng)生產(chǎn)排水的成分與原礦礦石的組成、品位及選別方法有關(guān)。生產(chǎn)排水可能超過(guò)國家工業(yè)“三廢”排放標準的項目有: pH值、懸浮物、氰化物、氟化物、硫化物、化學(xué)耗氧量及重金屬離子等。
根據選礦廠(chǎng)廢水所含污染物,大體可分為含懸浮物廢水、含氰廢水及含有機選礦藥劑廢水三種。但對選礦廠(chǎng)來(lái)說(shuō),不論重、磁、浮選選廠(chǎng)廢水均含有大量懸浮物,而其他污染物質(zhì)則與選別方法、礦石品種有關(guān),如浮選廠(chǎng)排水含有機選礦藥劑、鉛、鋅、鎢、鉬,黃金選廠(chǎng)則含氰化物等物質(zhì)。
一、選礦污水的特點(diǎn)及其危害
選礦污水中主要有害物質(zhì)是重金屬離子、礦石浮選時(shí)用的各種有機和無(wú)機浮選藥劑,包括劇毒的氰化物、氰鉻合物等。廢水中還含有各種不溶解的粗粒及細粒分散雜質(zhì)。選礦污水中往往還含有鈉、鎂、鈣等的硫酸鹽、氯化物或氫氧化物。選礦污水中的酸主要是含硫礦物經(jīng)空氣氧化與水混合而形成的。
選礦污水中的污染物主要有懸浮物、酸堿、重金屬和砷、氟、選礦藥劑、化學(xué)耗氧物質(zhì)以及其他的一些污染物如油類(lèi)、酚.銨、膦等等。重金屬如銅、鉛、鋅、鉻、汞及砷等離子及其化合物的危害,已是眾所周知。其他污染物的主要危害如下:
(1)懸浮物:水中的懸浮物可以發(fā)生諸如阻塞魚(yú)鰓、影響藻類(lèi)的光合作用來(lái)干擾水生物生活條件,如果懸浮物濃度過(guò)高,還可能使河道淤積,用其灌溉又會(huì )使土壤板結。如果作為生活用水,懸浮物是感觀(guān)上使人產(chǎn)生不舒服的感覺(jué)一種物質(zhì),而且又是細菌、病毒的載體,對人體存在潛在的危害。甚至當懸浮物中存在重金屬化合物時(shí),在一定條件下(水體的pH下降、離子強度、有機螯合劑濃度變化等)會(huì )將其釋放到水中。
(2)黃藥:即黃原酸鹽,為淡黃色粉狀物,有刺激性臭味,易分解,嗅味閥為0.005mg/L。被黃藥污染的水體中的魚(yú)蝦等有難聞的黃藥味。黃藥易溶于水,在水中不穩定,尤其是在酸性條件下易分解,其分解物CS可以是硫污染物。因此,我國地面水中丁基黃原酸鹽的最高容許濃度為0.005mg/L,而前蘇聯(lián)水體中極限丁基黃原酸鈉的濃度為0.001mg/L。
(3)黑藥:以二羥基二硫化磷酸鹽為主要成分,所含雜質(zhì)包括甲酸、磷酸、硫甲酚和硫化氫等。呈現黑褐色油狀液體,微溶于水,有硫化氫臭味。它也是選礦污水中酚,磷等污染的來(lái)源。
(4)松醇油:即為2#浮選油,主要成分為萜烯醇。黃棕色油狀透明液體,不溶于水,屬無(wú)毒選礦藥劑,但具有松香味,因此能引起水體感觀(guān)性能的變化。由于松醇油是一種起泡劑,易使水面產(chǎn)生令人不快的泡沫。
(5)氰化物:劇毒物質(zhì),其進(jìn)入人體后,在胃酸的作用下被水解成氫氰酸而被腸胃吸收,然后進(jìn)入血液。血液中的氫氰酸能與細胞色素氧化酶的鐵離子結合,生成氧化高鐵細胞色素酸化酶,從而失去傳遞氧的能力,使組織缺氧導致中毒。但氰化物可以通過(guò)水體中有自?xún)糇饔枚コ?,因此,如果利用這一特性延長(cháng)選礦污水在尾礦庫中的停留時(shí)間,可以使之達到排放標準。
(6)硫化物:一般情況下,S、HS一在水中會(huì )影響水體的衛生狀況,在酸性條件下生成硫化氫。當水中硫化氫含量超過(guò)0.5mg/L,對魚(yú)類(lèi)有毒害作用,并可覺(jué)察其散發(fā)出的臭氣;大氣中硫化氫嗅覺(jué)閥為l0mg/m。此外,低濃度CS,在水中易揮發(fā),通過(guò)呼吸和皮膚進(jìn)入人體,長(cháng)期接觸會(huì )引起中毒,導致神經(jīng)性疾病夏科氏(CharCOte)二硫化碳癔病。
二、選礦廠(chǎng)廢水處理的一般原則:
(1)應充分利用尾礦庫進(jìn)行澄清及自然凈化。
(2)如自然沉淀達不到排放要求時(shí),應采用投加絮凝劑、化學(xué)藥劑或其他方法處理。
(3)如需使用化學(xué)藥劑處理時(shí),宜盡量使用一種藥劑。如不可熊,可根據污染情況,采用幾種藥劑,但藥劑種類(lèi)不宜過(guò)多。
(4)所用化學(xué)藥劑應選用無(wú)毒、低毒、高效或污染較輕、價(jià)格低廉和易于獲得的藥劑。選礦廠(chǎng)廢水處理最常用的藥劑為石灰。
(5)應分析研究廢水的組成,利用其不同性質(zhì),做到以廢治廢、綜合治理。
三、選礦污水污染物的處理方法
(一) 混凝斜管沉淀法處理選礦污水
來(lái)自車(chē)間的廢水,首先通過(guò)沉砂池進(jìn)行固液分離,沉砂池沉砂通過(guò)卸砂門(mén)排入尾礦砂場(chǎng)。沉砂池溢流出的上清液,通過(guò)投藥混合后進(jìn)入反應器充分混凝反應,然后流入斜管沉淀器,使細粒懸浮物、有害物進(jìn)一步去除,斜管沉淀器的沉泥,通過(guò)閥門(mén)排至尾礦砂場(chǎng)。通過(guò)此工藝后,廢水即達國家允許排放標準。根據環(huán)保的要求,斜管沉淀器出水進(jìn)入清水池,用清水泵打回車(chē)間回用,節約用水,并使廢水閉路循環(huán),實(shí)現零排放。其工藝流程如圖1。
(二) 混凝沉淀-活性炭吸附-回用工藝
此法是目前國內選廠(chǎng)采用較多的選礦污水回用方法,通過(guò)對不同礦山的選礦污水試驗研究發(fā)現,對同一選礦污水投入不同藥劑或同一藥劑不同的量,其結果也不一樣。但其共同點(diǎn)如下:
①凝劑效果比較試驗:分別采用聚合硫酸鐵(PFS)、混合氯化鋁(PAC)、明礬作混凝沉淀劑,結果表明,采用明礬作為混凝劑較為經(jīng)濟合理,其最佳用量一般可控制在30mg/L左右。
②聚丙烯酰胺PAM對混凝效果的影響:PAM的加入,進(jìn)一步提高了廢水的混凝處理效果,但由于其是有機高分子,導致水中COD值上升.在實(shí)踐中,將混凝處理效果的變化和COD值的增加結合考慮,一般采用PAM的投入量0.2mg/L即可。
③沉降時(shí)間對廢水的影響:確立混凝后的靜置時(shí)間為30min。
④吸附試驗:粉末活性炭的用量比顆?;钚蕴康挠昧可?,基本在其一半的情況下,即可達到相同的效果。同時(shí),由于粉末活性炭易進(jìn)入精礦,不會(huì )在水循環(huán)中積累,故選用其做為吸附劑。其最佳用量一般為50~100mg/L。
⑤浮選試驗:廢水經(jīng)混凝沉淀、活性炭吸附后,可全部回用,且對選礦指標無(wú)任何影響。經(jīng)過(guò)明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉淀,然后用粉末活性炭(50~100rag/L)工藝凈化后,出水水質(zhì)不但達到國家礦山廢水排放標準,而且回用結果表明,經(jīng)該工藝處理后的廢水,不僅可以全部回用,不影響選礦指標,在選礦過(guò)程中還減少了浮選藥劑用量,給企業(yè)帶來(lái)了相當的經(jīng)濟效益。同時(shí),由于廢水的回用,使每天的新鮮水用量減少,這對于水資源短缺的我國來(lái)說(shuō),更具有減少污染、凈化環(huán)境的社會(huì )意義。該法流程簡(jiǎn)單,效果好,具有廣泛的工業(yè)應用前景。
(三) 選礦污水資源化利用綜合方法
專(zhuān)業(yè)人士經(jīng)過(guò)大量的水處理試驗和選礦對比試驗綜合研究,總結出一條解決礦山選礦污水的較好方案。以鉛鋅礦為例,其工藝流程如圖2所示。
由于各種廢水水質(zhì)不同,在回用處理過(guò)程中,調節池起著(zhù)調節水質(zhì)、水量的作用?;炷恋沓乜杉訌娀炷齽┡c廢水的混合,使微細粒子成長(cháng),使之變成可通過(guò)沉淀除去的懸浮物。反應池用于廢水進(jìn)一步深化處理,利用消泡劑把廢水中多余的起泡劑反應掉,削弱對浮選指標的影響。
選礦污水處理設備
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