西藏某铜铅锌选矿废水处理及回用探析

唐灿富

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410005)

西藏某铜铅锌选矿废水处理及回用探析

唐灿富

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410005)

出于对拉萨河水体保护要求,对西藏某铜铅锌矿选矿废水进行处理并全部回用,实现废水的零排放。排放废水中主要含有重金属离子和部分有机污染物,采用“混凝沉淀—ClO2氧化—曝气—吸附—调pH值—回用”处理工艺,可有效去除废水中的重金属离子及有机污染物,满足废水回用生产的要求,实现废水的零排放目标。

选矿废水;混凝沉淀;ClO2氧化;回用生产;零排放;

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1 t矿石浮选法用水4～7 m3,重选用水20～26 m3,浮磁联选用水23～27 m3,重浮联选用水20～30 m3,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,经过尾矿库的沉积作用自净后排放[1]。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,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[2]。

由于生产所耗水量较大,若直接排放将是对水资源的极大浪费,同时经过实验研究,选矿废水经过适当处理可回用于生产,具有显著的经济效益。

1 选矿废水的水量及水质

1.1 选矿废水的水量

西藏某铜铅锌选矿生产采用铜、铅、锌复合浮选工艺,选矿废水主要由以下几部分组成:铜精矿溢流水、铅精矿溢流水、锌精矿溢流水、地面卫生水、尾矿废水等。通过对选矿生产过程系统的调查,选矿废水水量统计结果见表1。

表1 选矿废水水量统计结果

1.2 选矿废水水质

选矿生产废水中都不同程度地含有重金属离子及选矿药剂,如Cu、Pb、Zn、黄药、松醇油、硫化物、氧化物、酸、碱等,pH值高。选矿废水水质见表2。

表2 选矿废水水质mg/L

从表2可知,选矿废水若直接外排,超标因子为pH、S2-以及COD、SS等,但是污染浓度并不高,这主要是因为经过尾矿库的沉降截留作用所致。同时经实验研究得到废水若经自然降解后直接回用于生产,将导致铅精矿中锌含量过高,影响产品质量,而且所产生的选矿废水中重金属离子的富集将进一步恶化选矿指标,因此要将选矿废水回用作选矿用水,必须进行适度处理。

2 工艺流程的确定及特点

2.1 工艺流程的确定

通过对尾矿库出水水质的分析可知,废水若外排,pH、S2-以及COD、SS等均存在一定程度的超标,若回用于生产,在循环过程中重金属离子等将会不断富集,造成水质不断恶化,影响产品品质。因此主要针对以上超标因子及重金属离子进行去除。

对于重金属离子的去除,化学沉淀法无疑是一种应用最广泛、处理效果最佳的处理方法[3]。该项目采用混凝沉淀法,通过投加硫化钠和絮凝剂,在去除部分重金属离子的同时,还能有效去除大部分SS和COD。

选矿废水中COD主要是由于选矿过程中加入的浮选药剂所导致,属于低浓度有机废水,不宜采用生化处理,该项目采用ClO2化学氧化法进行降解, ClO2是一种强氧化剂,具有极强的氧化能力,能将废水中绝大部分有机污染物进行降解。然后采用鼓风曝气,一方面进一步氧化去除废水中的有机物,一方面去除废水中残存的ClO2。

为了尽可能降低废水中残存的重金属离子和有机污染物,在最后设置一道炉渣吸附工序,出水再调整pH值后可回用于生产。

工艺流程如图1所示。

图1 处理工艺流程图

2.2 工艺流程的特点

1.采用混凝沉淀+ClO2氧化+炉渣吸附工艺,工艺流程简单,处理效果稳定。

2.采用物化处理工艺和炉渣吸附工序,操作维护简单,运行成本较低。

3.产生的污泥输送回尾砂库,可省去污泥处理,有效降低工程投资,也减少了人工劳动强度。

3 处理效果及运行情况分析

3.1 处理效果

本项目2011年建成投入运行,处理效果较为明显。经处理后的废水无色、无刺激性气味,出水水质见表3。

表3 处理后废水水质mg/L

出水水质结果表明,处理后废水完全达到排放标准,并可100%循环利用。经过一年半的运行情况,未对选矿工艺指标产生不利影响。

3.2 运行情况分析

本工程选择的工艺流程简单可靠,工艺设备较少,水泵、风机等均为常用的机械设备,出现故障的几率低,因此保障污水处理设施正常运行的风险比较小,污水处理效果稳定。

处理运行费用主要包括电费及药剂费用,根据运行统计数据,每月处理水量平均为120 000 m3,电费为24 000元,药剂费用为36 000元,折合处理每吨废水为0.5元/m3。回用水按照0.6元/t计算,本项目每月可节约水费72 000元,经济效益也非常显著。

4 结 论

1.选矿废水采用混凝沉淀—ClO2氧化—曝气—吸附工艺,混凝沉淀去除部分重金属离子和选矿药剂,采用ClO2对废水进行氧化处理,进一步去除废水中的COD和硫化物,曝气去除余氯,吸附强化处理效果,处理后的选矿废水无色、无刺激性气味,水质良好,符合国家污水综合排放标准的GB8978-96一级水质标准,而且满足100%生产回用水的要求,实现选矿厂废水的零排放。

2.处理后废水全部回用于生产,可节约大量的新鲜用水,不但实现了节能减排,还能创造显著的经济效益。

[1] 罗仙平,谢明辉.金属矿山选矿废水净化与资源化利用现状与研究发展方向[J].中国矿业,2006,15(10):51-56.

[2] 唐锦涛.选矿废水的危害及防治[J].工程设计与研究,1992, (3):41-45.

[3] 赵永斌,袁增伟,戴文灿,等.混凝吸附处理选矿废水的研究[J].广东工业大学学报,2001,18(4):94-97.

Abstract:Flotation wastewater in a Cu-Pb-Zn Mine in Tibet was treated and reused to achieve zero release for the Lhasa river water protection requirements.The wastewater mainly contained heavy metal ions and some organic pollutants.The process of“coagulation sedimentation-ClO2oxidation-aeration-adsorption-adjust pH-reuse”was used,which could effectively remove the heavy metal ions and organic pollutants in wastewater,meet the production requirements,and achieve zero release.

Key words:flotation wasterwater;coagulation sedimentation;ClO2oxidation;wastewater recycling;zero release

Analysis on Flotation Wastewater Treatment and Recycling in a Cu-Pb-Zn Mine in Tibet

TANG Can-fu
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

X703

A

1003-5540(2012)04-0055-03

2012-06-20

唐灿富(1977-),男,助理工程师,主要从事环境保护、治理工作。