仪征采矿废水处理一体化设施

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1、选矿废水的来源

一般而言，选矿厂生产过程中的所有外排水统称为选矿废水，具体来说包括：
（1）洗矿废水：含有大量细粒级的矿泥和少量矿石颗粒；
（2）破碎系统废水：主要含有矿石颗粒，经沉淀后可回用；
（3）设备冷却水用：包括破碎机、球磨机的冷却水和真空水泵的水封水，水量较小，污染物主要为油性物质，经处理后可循环利用；
（4）重选和磁选废水：主要含有矿物颗粒和悬浮物，澄清后基本可全部回用；
（5）浮选废水：主要来源于精矿、尾矿通过浓密、过滤两段脱水工艺后产生的溢流水及尾矿库溢流水，含有浮选药剂及少量悬浮物；
（6）冲洗废水：各厂房的地面冲洗水；
（7）其他：选矿流程中的“跑、冒、滴、漏"及事故池排水等。

2、选矿废水的特点

（1）排放量大

选矿废水的排放量大，与我国矿石资源的品质低下、选矿工艺复杂、入选矿石量大等因素密切相关。总体来说，我国目前每处理1t矿石，磁选、浮选法需用水4～7m3，重选法需用水20～26m3，浮磁联选需用水6～10m3，重浮联选需用水20～30m3。这些用水除少部分循环利用，大部分则随尾矿以浆体的形式排出选矿厂。

（2）悬浮物、总溶固含量高

固体悬浮物含量高是选矿废水的最直观特征，这些固体悬浮物主要是微细粒原生矿泥颗粒和次生矿泥颗粒，若选矿过程中使用了水玻璃等分散剂，则废水中固体悬浮物的含量将更高、稳定性更好，更不易沉降。

（3）成分复杂

残留化学药剂和重金属离子是选矿废水形成危害的主要因素，也是最难治理的因素。这种情况在有色金属矿山表现得尤其严重。绝大多数矿山的选矿废水中不同程度含有铜、铅、锌、镉、锗、铬、砷等重金属离子，由于重金属离子具有不可降解性，将长期潜伏在水体中，使其成为选矿废水治理的难点。

残留的化学药剂主要是浮选过程中加入的捕收剂、起泡剂和调整剂，它是导致水体化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、pH值（强酸或高碱）等指标超标的主要因素。

选矿废水的基本特征取决于选矿厂的规模、矿石的性质、磨矿细度、工艺流程和药剂制度等。通常选矿厂规模越大，废水排放量就越大；磨矿粒度越细，废水中固体悬浮物含量就越高；矿石性质越复杂，废水中重金属离子种类就越多、浓度就越高，COD、pH值等指标也越容易超标。

3、选矿废水的危害

选矿废水的水质特征决定了其对生态环境和人类健康构成的潜在危害，主要表现在以下几个方面：

（1）强酸或强碱性废水外排会降低所接受水体的自净功能，危害水中藻类、鱼类及其他水生动植物的生长，严重时会导致水生生物死亡。
（2）废水中的悬浮物会降低水体的透明度，影响浮游植物的光合作用，加剧水体富营养化，破坏水体生态环境。
（3）含有大量重金属离子的废水排入水体或土壤中，通过植物的根部吸收进入体内，过量会影响植物的生长和发育，严重时将导致植物枯萎、死亡；重金属过量还能使水生动物机体代谢紊乱、诱发疾病、影响发育；最严重的是能通过食物链的富集危害人类的健康。
（4）废水中残留的药剂，如黄药，在酸性条件下可直接分解生成二硫化碳，污染环境；黄药还能影响水生浮游植物的生长，异丙基钠黄药浓度为5mg/L以上的水体可在3天内致全部浮萍死亡。是剧剂，极少量的及其衍生物就会使人、畜短时间内中毒死亡。

4、选矿废水常见处理技术

（1）自然净化法

自然净化法作为最廉价、的废水治理方法，被我国的选矿厂普遍采用。自然净化法常以尾矿库为构筑物，废水通过管道运输至尾矿库，在库内发生沉淀、水解、氧化、挥发、光照降解甚至生物分解等作用，使悬浮颗粒和残余药剂浓度降低，甚至基本去除。

自然净化的效果与曝晒时间、光照强度、水体温度、初始pH值、溶解氧等因素有关。通常曝晒时间越长、光照强度越强、温度越高，自然净化效果越好。
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自然净化法具有成本低、管理方便、无二次污染等特点，但存在净化不耗时长、气候等自然因素干扰大等问题，特别在高寒地区，往往会因为净化效率低下而影响废水的回用。因此，自然净化法通常可作为选矿废水的预处理方法，或用于成分相对简单的重、磁选废水的处理。

（2）酸碱中和法

酸碱中和法是一种传统的废水治理方法，因简单实用而广泛采用。这其中既包括酸性废水中的H+（或碱性废水的OH-）与中和剂中的OH-（或H+）发生反应，生成中性水分子，同时，矿浆的合适碱度也有利于重金属离子与氢氧根离子反应生成难溶的氢氧化物沉淀，从而消除重金属污染。

生产实践中常用的中和剂有石灰、消石灰、硫酸、碱性废水废渣（电石渣等）、酸性废水废气（CO2、SO2及其溶液等）等。在选择中和剂时应优先考虑厂区周边的废料，以达到“以废治废"的目的。理论上各重金属在一定pH范围内均能沉淀，因此控制好pH值是中和法的关键。

酸碱中和法具有管理方便、费用较低、操作简便、处理量大、适应性强和运行稳定等优点，但也存在一些问题，如在用石灰中和时，设备及管壁结垢严重、污泥增量较大、易产生二次污染等。

（3）混凝沉淀法

混凝沉淀法是目前治理选矿废水较成熟的一种方法，常与活性炭吸附或氧化法组成混凝沉淀—活性炭吸附法和混凝沉淀—氧化法。混凝净化的原理是混凝剂通过电性中和与双电层压缩作用、凝聚物网捕—共沉淀作用、高分子桥连卷带作用使废水中分散的胶体颗粒脱稳，继而凝聚成大颗粒絮体，并最终沉淀下来。

混凝沉淀法使用的药剂主要包括凝聚剂和絮凝剂两大类。凝聚剂主要有氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）等，使用的絮凝剂是聚丙烯酰胺（PAM）。混凝剂的选择至关重要，它直接关系到净化效果的好坏。近年来，改性传统混凝剂和开发新型混凝剂成为研究的热点。

混凝沉淀法可以有效去除选矿废水中的悬浮颗粒和一些重金属离子，是一种成熟、稳定、高效的废水治理方法，但也存在对有机化学药剂净化不因药剂用量过大易产生二次污染等问题。

（4）化学氧化法

化学氧化法是深度治理选矿废水中残留浮选药剂的有效方法，特别是近年发展起来的高级氧化技术（AOP）能去除废水中持久性难降解有机污染物。化学氧化法的实质是，氧化剂通过夺取废水中有机污染物中的H原子等途径，将有机污染物氧化成无毒或低毒的小分子物质，或转化为容易从水中分离的物质，从而降低废水的COD、BOD。常见的氧化剂有臭氧、Fenton试剂、双氧水、次氯酸钠等。