CN102030445B

CN102030445B - 锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法

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Publication number: CN102030445B
Application number: CN2010105180337A
Authority: CN
Inventors: 吴伯增; 陈建明; 黄承波; 梁增永; 王万忠; 朱文涛; 兰政伟; 黄艳; 黄润芝
Original assignee: CHEHE ORE DRESSING FACTORY CHINA TIN GROUP Co Ltd
Current assignee: Tongkeng mining branch of Guangxi Huaxi Mining Co., Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: CN102030445A

Abstract

本发明公开了锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，包括选矿新技术、化学处理、物理处理、生物处理四个步骤，特征在于以防为主，防治结合，其方法是：应用选矿新技术、新工艺，从源头减少选矿矿水和微细粒颗粒的产生量，降低选矿药剂的使用量；采用化学方法处理，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的浓度由0.5％提高到0.9～1.1％，提高部分废水的沉清率；采用物理方法增加沉降距离和沉降时间，沉降距离由200m延长600～800m，沉降时间由10小时增加25～27小时；采用水生生物或植物鱼、蛙、水草等处理废水，实现生态重建，达到了农业灌溉标准，选矿回水利用率由86％提高到97％以上，实现了人和环境的和平友好共处。

Description

锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法

技术领域

本发明属于选矿废水处理技术领域，涉及一种锡矿选矿废水处理循环利用的方法。

背景技术

选矿废水处理是环境友好型企业的重要体现，是清洁生产的重要要求之一。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1t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排入尾矿库。

多年来选矿废水处理工艺，国内外一直采用尾矿库自然堆积、日光照射、自然沉清的措施进行处理，回水部分返回生产流程应用，部分选矿因其处理矿石性质不同，外排水质量一直达不到国家环保检测标准。

目前国内在浮选过程中，为了有效地将目的矿物分选出来，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、有机或无机的活化剂、抑制剂、分散剂等，部分金属离子、悬浮物、有机或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。传统的选矿废水处理，一般是以尾矿库为主要处理设施，尾矿经过尾矿库的自然沉降、阳光照射分解，尾矿砂自然堆积，回水自然沉清返回选矿厂继续使用。经过检索，我们发现近些年对选矿废水处理有了新的突破，现综述如下：

目前常用的选矿废水处理方法主要有：氧化处理法、混凝法、吸附法、化学沉淀法、生物降解法、尾矿库自然沉降法等。针对以上所述废水中的污染，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值沉淀或浮选技术、硫化物沉淀、石灰-絮凝沉淀、吸附技术(包括生物吸附)、蟹合树脂法、离子交换法、人工湿地法。

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、人工湿地法。

中国专利200410014572.1，铅锌硫化矿选矿废水循环利用法。铅锌硫化矿选矿废水通常包括铅、锌、硫、锌尾、尾矿浓缩废水五种废水。该方法是将选矿废水中加入硫酸，调节PH值为8～11；加入有机硅消泡剂、絮凝剂和硫酸铝进行温凝沉淀，消除废水中悬浮物和重金属离子。硫酸铝的加入量为10～50mg/L，絮凝剂的加入量为0.1～1mg/L。将混凝沉淀后的废水再加入0～300mg/L的活性炭进行吸附，降低废水中的有机药剂含量。处理后的选矿废水回用于选矿选锌作业，也可以将尾矿水直接回用于选硫作业，也可以将选矿废水进行适当处理后回用于磨矿、选铅和其它选矿作业。通过直接回用和新鲜水补充，从而实现成本低、选矿指标好、废水零排放和彻底杜绝选矿废水对环境的污染。

中国专利200810031493.X，一种高效降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法。该方法是在选矿废水中先添加聚合硫酸铁3～10ppm作为混凝剂进行絮凝沉降；沉降后调节选矿废水pH值为9～11，将选矿废水注入浮选槽，在浮选机的搅拌下通入臭氧并控制臭氧浓度为10～100ppm，时间为10～30min进行氧化处理，并利用抽风系统收集从浮选槽上方溢出的臭氧，再通入下一级浮选槽。该方法与曝气法或生物处理法联合使用。

吉鸿安.利用臭氧分解选矿废水中黄药和二号油。甘肃冶金，2008年第3卷第3期。臭氧的氧化能力强，约为氯氧化能力的两倍。氧化反应速度也比氯快，同时又不存在二次污染。臭氧作为消毒剂在世界上应用已有百年的历史，它可以除臭、除色、除味和灭菌、杀毒及分解破坏有机物，生成物中不存在致癌与可能致癌的有机物，所以在水处理方面引起了专家们的重视。近年来，臭氧和活性炭超声波的联用已应用于国外的水消毒中。利用臭氧的强氧化能力来氧化分解选矿废水中的浮选药剂黄药类和二号油，效果明显，可使其得到深度处理。基本原理是臭氧是强氧化剂，它在水中的氧化还原电位仅次于氟：臭氧可以氧化分解废水中的还原性物质，达到净化废水的目的。选矿废水中的有害物质黄药、二号油和硫离子等均可被臭氧氧化，生成盐类和其它无毒物质。黄药和硫离子极易被氧化，而二号油是一种很稳定、难分解、难自净的有机化合物，只有在强氧化剂作用下才能被氧化。选矿药剂具有异常气味，黄药浓度在小于0.005mg/L，二号油小于0.2mg/L以下时，才能消除它们的特殊气味，这也是废水中黄药和二号油的排放标准。利用臭氧法处理选矿废水中的药剂是可行的。臭氧能使选矿废水中浮选药剂黄药和二号油得到深度处理，处理后黄药小于0.0005mg/L、二号油小于0.01mg/L。

王方东等人，黑色矿山选矿废水处理技术的改进。工业用水与废水，2006年第37卷第3期。为提高浓缩机的沉淀效率和尾矿输送浓度，将18m的浓缩机改成了旋流絮凝沉淀池。是在18m浓缩机中心支柱和耙架之间安装一个旋流反应器，它的形状呈圆台状，内部装设多层旋流导板。旋流絮凝沉淀池采用深层进水，大大缩短了固体颗粒的沉淀距离，使中粗颗粒很快沉入压缩层。相对降低了池体中部和上部水体的浓度，而细颗粒被迫进人浓度较高的压缩区上部。由于稠密颗粒的碰撞，大大消减了它们的能量，使相当数量的细颗粒停留下来不能上浮，相应提高了底流浓度。研究了阴离子型聚丙烯酰胺的沉降效果，并实施了浓缩机底流计算机自动控制。结果表明改进后的选矿废水处理系统具有良好的处理效果。出水水质均达标排放。尾矿浆排放量由180m³/h控制到不大于115m³/h，浓缩机底部排污率由15％提高到31.89％。

在上述相关性检索中，我们看到：选矿废水就是选矿厂生产过程中产生的含药、含泥和其它金属等污水，该水用于尾矿输送，与尾矿合并称为尾矿矿浆，输送至尾矿库沉淀浓缩，分离出尾矿砂和回水。也有采用化学处理污水方法，效果也较好。因处理原矿不同，选矿废水性质也不一样，单一重选厂，因选矿工艺简单，不含选矿药剂，废水处理工艺简单；对于原矿中金属元素多，矿物种类多的矿石，往往需要重选-磁选-浮选的联合选矿工艺，其工艺复杂，涉及到的选矿药剂也较多，因此选矿废水性质复杂，废水处理工艺也相应复杂。近几年来，国内外选矿企业采取了相应措施，极积处理选矿废水，回水利用，减少外排量，提高清水质量。但是，由于技术进步和资金投入的限制，选矿废水处理效果并不十分理想，回水利用率较低，国内平均为75～85％，浪费了水资源，对环境造成了一定影响。由此可见，目前尚无一种经济、适用、处理成本较低、对选矿指标影响较小的废水处理方法，尤其是在锡矿的选矿废水处理方面更为突出。

发明内容

本发明的目的是针对处理复杂矿石的选矿厂废水处理成本较高，进一步提高选矿废水中药剂成份利用率和废水利用率，又不影响选矿指标，实现选矿废水零排放，变废为宝，需外排的水质量符合农业灌溉用水标准和鱼牧业用水标准，防止选矿废水或尾矿对环境的破坏或污染，提高循环经济效益的一种防、治结合的锡矿选矿废水四步处理循环利用方法。

本发明是这样实现的：

锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，包括低含量超细选矿、化学处理、物理处理、生物处理四个步骤，具体方法如下：

(1)低含量超细选矿方法，是在锡矿选矿中应用重选高效抛废技术、选择性磨矿技术、超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术，减少选矿废水的产生量和外排量的锡矿选矿方法。

(2)采用化学处理废水方法，增加化学试剂聚丙烯烍胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的重量浓度由0.5％提高到0.9～1.1％，提高锡矿选矿选矿废水沉清率，并提高选矿废水中药剂成份利用率。

(3)物理处理处理锡矿选矿废水方法，改造尾矿库系统，延长沉降距离由200m延长600～800m，增加沉降时间由10小时增加25～27小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解，提高回水质量，提高回水利用率，回水利用率大于97％。

(4)采用生物处理技术，在尾矿库坝体采用厚度为500～1000mm人工土层复盖，并引入人工植被，在尾矿库内引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境。

以上所述的锡矿选矿新技术的应用，具体的技术方案是：采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30％，粒度为1～4mm含锡品位小于0.1％的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；选择性磨矿技术以不同品位、不同粒度的矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡石过粉碎，使70％以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高到65％以上；超细粒絮凝载体浮选技术利用载体粗选，分散精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；细粒锡石回收技术，采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，回收粒度小于37μm的微细粒锡石，沉降率提高到70％以上，选矿废水流程内循环技术是利用选矿技术、化学方法等，使部分废水能在流程内自动净化，自动转化为生产用水，降低废水进入尾矿库的排放量，降低生产用水能耗，提高选矿废水的利用率，选矿废水利用率由86％提高到97％以上。

本发明的优点和积极效果：

本方法以防为主，防、治结合的方法，通过重选高效抛废技术、选择性磨矿技术、超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术等选矿新技术、新工艺，减少选矿废水的产生量，化学处理方法是增加化学试剂聚丙烯烍胺用量，提高选矿废水中微细颗粒的沉降率和药剂成份利用率，减少废水中药剂和微细粒颗粒含量，提高选矿废水流程内的净化量，物理处理是延长沉降距离，增加沉降时间，最后进行生物处理的四个步骤处理锡矿选矿废水，回水质量达到农业灌溉用水标准和鱼牧业用水标准，回水利用率大于97％，基本做到零排放，在锡原矿品位仅为0.5％时，锡石回收率达到65％以上，锡精矿产品含锡品位达到50％以上，实现高效循环经济。本技术方案从源头降低选矿废水的产生量，防治结合处理已产生的选矿废水，通过尾矿库生态重建，实现人与环境的和平友好共处。

附图说明

图1：是改造后的锡矿选矿废水处理流程示意图。

图2：是原锡矿选矿废水处理流程示意图。

附图的简要说明：

图1是改造后的锡矿选矿废水处理工艺，本方法的工艺特点以防为主、防治结合，根据处理原锡矿的矿石性质，采用先进的锡矿选矿工艺技术，降低锡矿选矿废水和微细粒颗粒的产生量，降低锡矿选矿药剂的使用量，从而减轻选矿废水的治理工作，通过物理方法、化学方法、生物方法综合处理废水，提高废水处理效率，使锡矿选矿废水达到农业灌溉标准，回水利用率达到97％以上，锡矿回收率提高到65％以上，实现了在无大、暴雨情况下的选矿废水零排放。

图2是改造前的锡矿选矿废水处理工艺，已有锡矿选矿废水处理，一直采用尾矿库自然堆积、日光照射、自然沉清的方法进行废水处理，回水部分返回生产流程应用，部分选矿因其处理矿石性质不同，外排水的质量一直达不到国家环保检测标准。

具体实施方式

实施例1

在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30％，粒度为3～4mm含锡品位小于0.1％的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎，使70％以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高到了65％以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理废水方法，增加化学试剂聚丙烯烍胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的浓度由0.5％提高到1％，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长800m，沉降时间由10小时增加27小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物理处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度为1000mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境，进一步提高回水质量，回水利用率由86％提高到了98％以上，选矿废水达到农业灌溉标准，实现环境友好，人与自然的和平共处。

实施例2

在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30％，粒度为2～3mm含锡品位小于0.1％的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎，使70％以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高到了65％以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理废水方法，增加化学试剂聚丙烯烍胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的浓度由0.5％提高到1.1％，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长700m，沉降时间由10小时增加26小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物理处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度为800mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境，进一步提高回水质量，回水利用率由86％提高到了98％以上，选矿废水达到农业灌溉标准，实现环境友好，人与自然的和平共处。

实施例3

在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30％，粒度为1～3mm含锡品位小于0.1％的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎，使70％以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高到了65％以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理废水方法，增加化学试剂聚丙烯烍胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的浓度由0.5％提高到0.9％，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长650m，沉降时间由10小时增加25小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物理处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度为600mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境，进一步提高回水质量，回水利用率由86％提高到了97％以上，选矿废水达到农业灌溉标准，实现环境友好，人与自然的和平共处。

Claims

1.锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于：包括低含量超细选矿、化学处理、物理处理、生物处理四个步骤，具体方法如下：

(1)锡矿低含量超细选矿，是在锡矿选矿中应用重选高效抛废技术、选择性磨矿技术、超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术，减少选矿废水的产生量和外排量的锡矿选矿工艺；

(2)采用化学处理，是增加化学试剂聚丙烯酰胺用量，提高锡矿选矿废水沉清率；

(3)物理处理处理锡矿选矿，是改造尾矿库系统，延长沉降距离，增加沉降时间，充分利用自然沉降、阳光照射分解；

(4)采用生物处理技术，在尾矿库坝体采用人工土层复盖，并引入人工植被；在尾矿库内引进适应性较强水生生物，重建尾矿库生态环境。

2.根据权利要求1所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于：增加化学试剂聚丙烯酰胺，是使锡矿选矿废水中聚丙烯酰胺的浓度由0.5％提高到0.9～1.1％。

3.根据权利要求1所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于：沉降距离由200m延长600～800m，沉降时间由10小时增加25～27小时。

4.根据权利要求1所述所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于：在尾矿库坝体人工土层复盖厚度为500～1000mm，人工植被，在尾矿库库内引进的水生生物，是：鱼、蛙、水草。