铜铅锌选矿废水处理及回用技术研究

王 兵

铜铅锌选矿废水处理及回用技术研究

王 兵

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

研究了铜铅锌选矿废水的处理方法，并对处理后的废水进行了选矿回用试验，为铜铅锌矿最终实现选矿废水零排放提供参考。研究结果表明：选矿废水经“碱式铝絮凝沉淀过滤－二氧化氯氧化－调节”处理后，可回用于选矿系统，对选矿指标基本无影响。

铜铅锌矿；选矿废水；处理；回用

我国重金属污染重点防控五大行业（有色金属矿（含伴生矿）采选业、重有色金属冶炼业、铅蓄电池制造业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业）的重金属排放量占工业行业总排放量的95.24%，其中有色金属采选过程中重金属污染物的排放节点多，排污量大；同时，在选矿过程中，每吨矿石需加100～200 g的有机浮选药剂，这些药剂扩散到环境中的量约为使用量的20%～40%，因而有机浮选药剂也是有色行业选矿过程中的主要污染物之一。

铜铅锌选矿过程中选矿废水含有复杂有毒的各类成分，若直接不加处理地排放，将会对生态系统造成危害。目前，铜铅锌选矿废水通常采用自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等方法处理矿冶药剂和重金属的复合污染废水［1～8］，存在废水回用率相对较低，资源化利用程度不高，处理水品质不稳定，难以长期稳定保证选矿回水水质要求等问题。因此，开展铜铅锌选矿废水的处理及其回用关键技术集成研究具有十分重要的意义。

1 铜铅锌选矿废水水质分析

某铜铅锌选矿废水的水质检测分析结果见表1，铜铅锌选矿废水中的pH值、COD、S2－以及重金属铅、砷、镉等指标超过了排放标准（《铅锌工业污染物排放标准》（GB25466－2010）和《铜、钴、镍工业污染物排放标准》（GB25467－2010））。

表1 铜铅锌选矿废水水质分析mg／L

2 废水处理及回用技术路线

该铜铅锌选矿废水治理及回用技术路线如图1所示。

3 铜铅锌选矿废水处理及回用试验

3.1絮凝剂筛选试验

取1 000 mL自然沉清后的选矿废水，分别加入一定量的絮凝剂硫酸亚铁、硫酸铝、聚硫酸铁、碱式铝、聚合氯化铝（PAC）以及聚合硫酸铝铁（PAFC）后，在300 r／min的搅拌速度下搅拌30 min，自然沉降60 min后取上清液测定水体的pH值、重金属、CODcr、硫化物等指标，具体结果见表2。

图1 选矿废水处理工艺路线图

表2 絮凝剂筛选试验结果分析mg／L

由表2可以看出，硫酸亚铁、硫酸铝、聚硫酸铁、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝铁（PAFC）、碱式铝等均可对废水中的COD、硫和重金属有较好的去除作用，其中硫酸亚铁、硫酸铝以及碱式铝的去除效果相对较好，且采用硫酸铝和碱式铝作为混凝剂时，其处理水清亮、无色，水中几乎没有悬浮物；采用硫酸亚铁处理，其处理水带黄色，水中悬浮物较多，沉淀时间相对较长。

3.2絮凝剂用量试验

取1 000 mL自然沉清后的选矿废水，分别加入絮凝剂25 mg／L、50 mg／L、75 mg／L、100 mg／L、125 mg／L后，在300 r／min的搅拌速度下搅拌30 min，自然沉降60 min后取上清液测定水体的pH值、重金属、CODcr、硫化物等指标，结果如图2、图3和图4所示。

图2 不同硫酸亚铁用量对废水中污染物去除效果

图3 不同硫酸铝用量对废水中污染物去除效果

图4 不同碱式铝用量对废水中污染物去除效果

由图2、图3、图4可知，硫酸亚铁、硫酸铝以及碱式铝的最佳用量分别为100 mg／L、100 mg／L和50 mg／L。

3.3氧化剂用量试验

取1 000 mL自然沉清后的选矿废水，分别加入100 mg／L硫酸亚铁、100 mg／L硫酸铝以及50 mg／L碱式铝，在300 r／min的搅拌速度下搅拌30 min，自然沉降60 min后过滤，然后向上清液加入二氧化氯，然后在300 r／min的搅拌速度下搅拌60 min，氧化反应完成后取上清液测定水体中COD和硫化物浓度，试验结果如图5所示。

由图5可以看出，二氧化氯对废水中的COD和硫化物均有较好的去除效果。使用硫酸亚铁和碱式铝为絮凝剂时，二氧化氯添加量为10 mg／L（使用硫酸铝为絮凝剂时，二氧化氯添加量为20 mg／L）时，出水水质可达到相应的排放标准，继续加入二氧化氯，废水中COD和硫化物浓度可进一步降低，但水质颜色逐步变深。

图5 二氧化氯用量对废水中COD和硫化物去除的影响

3.4废水处理后回用试验

取10 000 mL选矿废水，分别加入100 mg／L硫酸亚铁、100 mg／L硫酸铝以及50 mg／L碱式铝，搅拌并过滤后，在上清液中分别加入10 mg／L、20 mg／L和10 mg／L的二氧化氯，搅拌过滤后的上清液回用到铜铅锌优先浮选试验中，其结果见表3。

表3 废水处理后回用试验结果%

由表3可以看出，采用碱式铝处理选矿废水获得的净化水，回用到铜铅优先浮选试验，与采用硫酸亚铁以及硫酸铝处理选矿废水获得的净化水相比，获得的铜粗精矿和铅粗精矿的试验指标相对较好。因此，最终选用碱式铝作为铜铅锌选矿处理选矿废水的絮凝剂。碱式铝处理后水回用于选矿系统与清水相比，对选矿指标的影响见表4。

由表4可知，铜铅锌选矿废水处理后，其处理水回用到生产系统对选矿指标基本没影响。

4 结 论

表4 使用清水进行铜铅锌优先浮选试验结果%

选矿废水经碱式铝（硫酸亚铁、硫酸铝）絮凝沉淀－过滤－二氧化氯氧化－调节处理后可回用到铜铅优先浮选试验，与采用硫酸亚铁以及硫酸铝处理选矿废水获得的净化水相比，获得的铜粗精矿和铅粗精矿的试验指标相对较好。与清水相比，碱式铝处理后水回用生产系统对选矿指标基本没有影响。

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Treatment and Reuse Technology of W astewater of Copper，Lead and Zinc M ineral Processing

WANG Bing
（HunanResearchInstituteofNonferrousMetals，Changsha410100，China）

Treatment methods of flotation wastewater produced in the ore-dressing of copper，lead and zinc are investigated in this article.It analyses the systematic experiments of mineral processing on reuse of treated wastewater，which is one of choices that the Cu-Pb-Zn mine realizes wastewater zero draining.The results shows that after the treatment of“coagulation sedimentation for alkali aluminum-chlorine dioxide oxidation-regulation”，oredressing wastewater has no effecton mineral processing index while reuse on mineral processing.

copper；lead and zinc deposits；flotation wastewater；treatment；reuse

X703

：A

：1003－5540（2016）06－0057－04

2016－10－12

王 兵（1983－），男，工程师，主要从事废水处理、资源综合利用、土壤污染治理等环保技术研发工作。