CN101602554A - 高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水治理及回用方法 - Google Patents

高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水治理及回用方法 Download PDF

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陈伟
陈代雄
欧阳坤
许国强
吴兆清
杨建文
邓嫔
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HUNAN HAOMEI SAFETY ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Hunan Research Institute of Non Ferrous Metals
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Abstract

本发明提供了一种高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水治理及回用方法，针对高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水，采用了先混凝沉淀或自然沉淀，后ClO2氧化曝气，调pH值，沉淀，回用于选矿生产。大幅度减少了选矿的新水用量，选矿废水经处理后回用于生产，选矿指标良好，本发明为复杂铜铅锌多金属矿选矿废水治理及回用提供了一种新方法，开辟了一条新途径。

Description

高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水治理及回用方法
技术领域
本发明涉及选矿废水处理领域，具体涉及高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水的处理及回用的方法。
背景技术
矿业是我国历史最悠久的产业，同时又是国民经济发展的基础产业，涉及到农业、轻工、化工，冶金、机械、建筑、能源、交通、国防及人们日常生活的多个领域，而且已经渗透到航天航空，信息等高科技产业之中。可见，矿业对我国经济的发展均有不可替代的重要作用。然而，在大力开发矿产资源的同时，将会产生大量的选矿废水，从而造成了生态环境的破坏和污染，带来了一系列的负面影响。
选矿厂碎矿和选矿过程中外排的废水称为选矿废水。在有色金属选矿中，处理lt矿石浮选法用水4～7m3，重选用水20～26m3，浮磁联选用水23～27m3，重浮联选用水20～30m3，除去循环使用的水量，绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆的形式从选矿厂流出口。尤其在浮选过程中，为了有效地将有用组分选出来，需要在不同的作业加入大量的浮选药剂，主要有捕收剂、起泡剂、有机和无机的活化剂、抑制剂、分散剂等，同时，部分金属离子、悬浮物、有机和无机药剂的分解物质等，都残存在选矿废弃溶液中，形成含有大量有害物质的选矿废水。直接排放该选矿废水，将对环境造成严重污染，这使得我国矿山每年采矿与选矿排出的污水达12～15亿t，占有色金属工业废水的30％左右。如何防止选矿废水对水体和农田的污染，是当前人们关注的热点问题之一。
选矿废水中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂，包括剧毒的氰化物、氰络合物等。废水中还含有各种不溶解的粗粒及细粒分散杂质。选矿废水中往往还含有钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物。选矿废水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化与水混合而形成的。选矿废水中的污染物主要有悬浮物、酸碱、重金属和砷、氟、选矿药剂、化学耗氧物质以及其他的一些污染物如油类、酚.铵、膦等等。重金属如铜、铅、锌、铬、汞及砷等离子及其化合物的危害，已是众所周知。
选矿废水的治理与循环利用：
针对上述废水中的污染，可以采用的处理单元分别如下：
悬浮物：主要采用预沉淀、混凝/沉淀法。
酸碱性废水：废水相互中和法、尾矿碱度中和酸性。
重金属离子：调节原水pH值共沉淀或浮选技术、硫化物沉淀、石灰一絮凝沉淀、吸附技术(包括生物吸附)、螯合树脂法、离子交换法、人工湿地技术。
黄药、黑药：铁盐混凝/沉淀法、漂白粉氧化、Fenton氧化降解法、人工湿地技术。
氰化物：自然净化法、次氯酸盐/液氯氧化、过氧化氢氧化法、铁络合物结合法、难溶盐沉淀法、酸化-挥发再中和法、硫酸锌——硫酸法、二氧化硫空气氧化法、电解氧化法、臭氧氧化法、离子交换法、生物降解法、人工湿地。
我国部分高海拔地区矿产资源丰富，同时生态敏感度高。随着高海拔地区采矿选矿工业的发展，环境污染问题也日益严重，特别是对水环境的破坏。高海拔地区往往是河流的源头，选矿废水的治理及回用研究势在必行。
由于高海波地区空气中氧含量低，一些水处理方法，效果不是很理想，难以达到回用目的。因此，针对复杂铜铅锌矿的选矿废水处理及回用，要采用正确的方法。
铜铅锌浮选原则工艺流程是铜铅混合浮选，然后铜铅分离，分别回收铜和铅，在铜铅混合浮选尾矿回路中浮选回收锌。铜铅混合浮选在抑制好锌的前提下，尽可能将铜铅进入铜铅混合精矿中，然后再进行铜铅分离，获得较高的铜铅回收率指标。墨竹工卡铜铅锌矿的矿物成分复杂，属难选铜铅锌多金属硫化矿，选矿工艺流程比较复杂，使用选矿药剂种类多，因此选矿工艺用水水质要求高，技术难度大；选矿水质要求既要能够满足铜铅锌浮选工艺要求，又要尽可能成本低，净化水经过循环回用，达到零排放。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：高海拔地区复杂铜铅锌矿选矿需要采用废水低成本处理实现零排放的技术，对复杂铜铅锌矿的选矿废水处理及回用既要能满足选矿工艺要求，不影响选矿指标，又能最大程度上降低成本的原则。为此，本发明提供的技术方案为：一种高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水处理及回用方法，包括以下步骤(1)自然沉淀或混凝沉淀；(2)ClO2氧化；(3)曝气；(4)调pH值为7-8；(5)沉淀；(6)回用。
步骤(1)所述混凝沉淀采用聚铝为混凝剂，投加量为10g/m3-50g/m3。
步骤(2)所述ClO2投加量为10g/m3-50g/m3。
步骤(3)所述曝气时间为20min-100min；步骤(5)所述沉淀时间为100min-300min。
高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿的选矿过程中产生的重金属包括Cu、Pb、Cd、As，使用的选矿药剂包括黄药、黑药、二号油等，通过混凝沉淀或自然沉淀、二氧化氯氧化去除上述重金属离子和选矿药剂，COD去除率达到88％，重金属离子去除率达到90％，确保该处理阶段出水COD＜60mg/L Cu＜0.1mg/L，Pb＜0.5mg/L，通过曝气去除余氯；中和调整pH，使pH值在7-8左右。处理后的净化水无色、无刺激性气味，既能满足选矿工艺用水水质要求(即处理水质达到铜铅混合浮选不影响对锌矿物的抑制和铜铅分离不受到影响的要求)，又满足国家污水综合排放标准(GB8978-1996一级)要求。见表1.
表1废水处理前后对照
  pH   S2-   COD   Cd   As   Cu   Pb   石油类
  9～12   1～10   150～500   0.1～5   0.2～2   0.5～2   1.5～10   1.6～10
  7.5   ＜0.1   ＜60   ＜0.01   ＜0.1   ＜0.1   ＜0.1   ＜0.5
本发明提供的技术方案处理效果好，成本低(废水处理成本0.50元/吨水)，具有广阔应用前景；回水浮选试验表明，处理后的净化水作为选矿回用试验用水，通过适当的选矿药剂调整对选矿指标没有影响。处理后的选矿净化水质各种指标符合国家污水综合排放标准GB8978-1996一级水质标准。处理的净化水经过连续十次大循环回用选矿闭路试验，选矿指标稳定，与自来水选矿指标非常接近。(见表2)
表2废水十次循环闭路试验结果(％)
Figure A20091004360900061
附图说明
图1是选矿废水处理回用流程图。
具体实施方式
实施例1
西藏中凯墨竹工卡选矿厂(设计规模1000吨/日)，矿量在26.7t/h～37.33t/h之间，总废水量在160m3/h～224m3/h之间，正常生产情况下，外排总废水水量比较稳定。
墨竹工卡铜铅锌矿的矿物成分复杂，属难选多铜铅锌多金属硫化矿，选矿工艺流程比较复杂，使用选矿药剂种类多，因此选矿工艺水质要求高，技术难度大；选矿水质要求既要能过满足铜铅锌浮选工艺要求，又具有低成本。
对上述选矿废水进行处理的技术路线为：自然沉降-氧化-曝气-调pH-沉淀-回用；沉淀去除部分重金属离子和选矿药剂，选用二氧化氯50g/m3对废水进行氧化处理，进一步去除废水中的残余捕收剂和硫化物；通过曝气100min去除余氯；中和调整pH，使pH值在7.5左右，最后再进行沉淀4h。处理后的选矿废水无色、无刺激性气味，CODcr、石油类以及Pb的含量分别降至60mg/L、1mg/L和Pb 0.5mg/L以下，水质良好。
实施例2
实施例1所述选矿废水采用混凝沉淀-氧化-曝气-调pH-沉淀-回用的技术路线进行处理及回用，具体处理工艺及处理指标见表3。
表3废水处理工艺及指标
Figure A20091004360900071
Figure A20091004360900081
表3表明，该技术路线成本低廉、技术简便、处理时间短，并且处理后的净化水能满足选矿工艺用水水质要求。

Claims (5)

1、一种高海拔地区复杂铜铅锌多金属矿选矿废水处理及回用方法，其特征在于，包括以下步骤(1)自然沉淀或混凝沉淀；(2)ClO2氧化；(3)曝气；(4)调pH值为7-8；(5)沉淀；(6)回用。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混凝沉淀采用聚铝为混凝剂，投加量为10g/m3-50g/m3。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述ClO2投加量为10g/m3-50g/m3。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述曝气时间为20min-100min。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述沉淀时间为100min-300min。
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