有色金属矿山废水中重金属深度处理技术的研究

方向青

(西安航空学院能源与建筑学院，陕西 西安 710077)

环 保

有色金属矿山废水中重金属深度处理技术的研究

方向青

(西安航空学院能源与建筑学院，陕西 西安 710077)

通过研究，对有色金属矿山重金属废水深度的处理技术进行了综合性的分析，核心目的是通过技术项目的优化，有效治理有色金属矿山重金属废水的处理问题，提升重金属元素的处理效果，满足废水深度的处理技术，为环境的科学治理提供稳定支持。

有色金属；矿山重金属；废水深度处理；技术研究

在社会经济运行及发展的背景下，不同有色金属冶金厂的污水排放技术得到了人们的广泛关注，经过统计可以发现，我国主要的67条河流中，有89.2%的河流在不同程度上受到了污染，其中重金属元素严重超过了正常的范围，如果这种问题不能得到及时处理，当中技术排放在河流时，会对海洋造成严重的污染。对于以往的有色金属矿山重金属废水处理记住而言，其主要采用了膜处理技术，主要是在防治中通过聚乙烯醇缩丁醛中的空纤维进行膜和络合剂的使用，从而达到污染物的处理，虽然这种对污染物截留的方式可以增大截留率，但是对于重金属元素治理效果并不明显。因此，在下降的有色金属矿山金属废水深度处理的过程中，需要将河水污染现状进行综合性的分析，总结系统性的处理技术，提升河流污染的治理效果。

1 有色金属矿山重金属废水深度处理技术

1.1 膜分离技术分析

对于膜分离技术而言，在技术运用中具有无添加剂的化学试剂运用特点，这种技术逐渐成为废水治理中较为成熟的方式，通过膜分离技术的研究，可以根据半透膜孔径的大小，实现反渗透膜、电渗析、微滤膜等技术的综合性运用。例如，在膜分离技术运用的过程中，采用NF、RO的方法，可以对污水进行冶炼处理，并在试验之后发现其深度处理之后的Ca2+以及Mg2+离子的浓度逐渐降低，其中水质的整体标准可以充分满足《循环冷却水的水质标准》，而且，在连续的试验中并没有发现膜表面发生污染的问题。所以可以发现，通过膜分离技术的运用，可以对含重金属废液进行深度的处理，而且可以达到重金属去除的最终目的，同时，也可以将Ca2+、Mg2+等离子进行合理去除，实现水资源的循环利用，并在此基础上优化重金属废水的深度化处理技术，完善污染技术的处理水平[1]。

1.2 电化学法技术分析

对于电化学法而言，主要是在电场作用下金属电极所产生阳离子进入水体的现象，在整个过程中会发生一系列的物理化学反应，通过电化学原理的处理及运用，可以实现有色金属矿山重金属废水的科学处理。例如，在废水处理的过程中，通过投加药剂可以实现沉淀法—污泥回流技术，实现对重金属废水的处理。在水质波动的状态下，由于加药存在着一定的不可控因素，所以，当发生重金属元素Cd、As无法达标的情况，需要在原有工艺技术分析的基础上，采用电化学法的处理方式，使监测技术得到稳定控制，并提升运行效果，减少了河流污泥生产量。因此，在水质波动的状态下，可以采用电化学法减少河流污水的产生量，并阻止电极反应分析的发生，但是，在该种技术运用中，会严重影响工艺的整体效果，从而造成电耗相对较高的问题[2]。

1.3 离子交换树脂吸附技术

对于离子交换技术而言，其作为离子树脂以及废水中的重金属离子交换控制中，可以通过对废水重金属的合理选择，实现对污水合理控制。而且，在离子交换树脂法技术运用的同时，可以对有色金属矿山含重金属进行深度处理，并在某种程度上有效去除低浓度的Cu2+、Cr(Ⅵ)等重金属离子，在整个治理的过程中也并不会产生污泥，从而实现优质重金属的合理回收。但是，在离子交换树脂吸附法分析中，由于树脂价格相对昂贵，且吸附饱和后需要解析,解析废液很难处理。因此，在水质分析以及选择中，需要认识到其中存在着限制性因素，为离子交换技术的妥善处理提供良好支持。

1.4 生物制剂法技术

生物制剂作为一种富含羟基、羧基的胶态物质，其中的羟基中的氧原子外层电子为sp3杂化状态，而且，当生物制剂的pH值在3～4的范围内时，会诱导生物配位并形成胶团，因此，在这种溶解度分析中，其含有多种元素的非晶态化合物，实现重金属的有效脱离。在生物制剂标准提升的背景下，原有的工艺处理技术发生了一定的转变。例如，在生物制剂法运用中，通过生物制剂—石灰三段法的运用，可以有效提升金属指标的去除效率，其整体效率可以达到90%，通过生物制剂方法运用分析，可以有效提升重金属的浓度，减少环境二次污染因素的发生。但是，在生物制剂投加量控制中，会造成投药的浪费，而且，该生物制剂的成本相对较高，在某种程度上严重制约了生物制剂工艺的优化发展[3]。

2 工程概况

通过对某有色金属矿山重金属的状况进行了分析，该矿山的平均涌水量为7 000 m3/d，其中的水质主要呈现出HCO3--SO42--Ca2+形态，通过沉淀过滤预处理技术的运用，要求河水检测结果为COD 15 mg/L、pH=6～7、SS=5 mg/L，在研究的过程中可以发现，污染重金属主要是Pb、Cd两种元素，因此，在河水治理之后，其基本的标准如表1所示。

表1 原水处理达标后的出水要求指标 mg/L

通过对表1污水处理标准的分析可以发现，在矿山重金属废水深度处理的过程中，需要通过去除低浓度 Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的技术运用，充分满足水体治理的基本标准。同对现阶段水体治理方法的分析，最为主要的重金属废水处理基础主要包括了沉淀法、吸附法、电解法膜分离方法、树脂吸附法等。通过研究，选择了树脂吸附法对该工程的污水治理进行了探究[4]。

3 实验分析

3.1 树脂预处理

在预处理的过程中，需要选择树脂酸性阳离子型，并通过乙醇抽提—水洗—酸洗—水洗—碱洗的过程，将其转为钠型物质作为备用，实验过程中用到了D405、D402、HZ401、D001 4种型号的树脂。

3.2 单一的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附实验

在工程项目实践的过程中，主要采用了自制水样模拟矿井水中含量最高的重金属离子进行了分析，其中单一含 Pb(Ⅱ)以及单一含Cd(Ⅱ)两种水的重金属质量浓度为1 200 μg/L 以及 600 μg/L，经过调节的pH=6、温度为298 K，并以16.5 m/h 的流速通过内径39 mm有效填充高度400 mm 的树脂吸附柱，并对整个过程中的数据变化进行了监测分析。

3.3 实验结果

在对单一Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)结果分析的过程中，可以发现两种水源的动态曲线有所差异，其具体的变化过程如图1～2所示。不同类型的树脂对两种重金属的吸附容量不同，但在短时间内均能保持良好的吸附效果。

图1 Pb(Ⅱ)动态吸附效果

图2 Cd(Ⅱ)动态吸附效果

在污水治理的过程中，pH值对重金属的吸附量也会造成一定的影响，也就是当pH=6时，重金属的吸附程度达到最大状态，这种问题的发生主要是由于pH值过高时，较高浓度的氢离子也会与树脂发生吸附反应，这对重金属与树脂的吸附位点产生了竞争效应，一定程度上抑制了吸附效果。

4 矿山废水深度处理技术发展前景

浓缩液通常会采用一种中和硫化法的工艺处理形式，在这种技术运用的基础上，不仅可以节约硫化钠的使用量，而且也可以在流化沉渣中获得较高的用量，为硫化沉渣中铜质量分数的确定提供稳定支持。浓缩液在重金属废水处理工作设计中，通常会采用二段中和渣回流硫化法处理，需要结合一段中和处理的石灰乳投加技术，充分保证硫化沉渣技术运用的科学性即合理性。在有色金属矿山重金属废水膜化处理中，需要通过浓缩液技术的运用，与中和渣回流硫化法进行综合性的对比分析，有效实现铜离子的高品位回收，减少污水治理的成本支出[5]。

5 结 语

总而言之，在现阶段有色金属矿山重金属废水深度处理技术运用的过程中，有色金属工业含有重金属废水的深化处理技术，这种问题也是未来社会发展的基本趋势，因此，在现阶段有色金属矿山重金属废水深度处理技术运用中，需要采用深度性的工艺处理形式，通过对重金属排放量的减少，为环境的治理提供良好基础，促进社会环境的稳定运行及创新发展。

[1] 胡震嘉. 铅锌有色金属矿山废水处理[J]. 世界有色金属, 2016(12): 171-172.

[2] 李锦文, 陈迪云, 吴慧明, 等. 水封条件下黄铁矿尾矿中铊等金属的释放迁移行为[J]. 生态环境学报, 2016(8): 1382-1386.

[3] 刘海波. 生物制剂处理含重金属废水工艺研究[J]. 湖南有色金属, 2012(5): 53-57.

[4] 万金保, 刘秀梅, 王榕. 三巯三嗪三钠处理矿山废水中多种重金属离子的实验研究[J]. 水处理技术, 2014(2): 23-26.

[5] 张天芳, 魏文武, 彭许文. 三段生物制剂—石灰法深度处理酸性重金属废水[J]. 湖南有色金属, 2014, 30(5): 61-66.

A Study on Advanced Treatment of Heavy Metal Wastewater in Non-ferrous Metal Mines

FANG Xiangqing

(SchoolofEnergyandArchitecture,Xi’anAeronauticalInstitute,Xi’an,Shanxi710077,China)

Through the research on processing technology of nonferrous metal mining depth of heavy metal wastewater, we have carried on the comprehensive analysis. We think that the core purpose is to optimize processing technology project with effective governance of heavy metal wastewater from mine. It improves the treatment effect of heavy metals, including waste water treatment technology to meet the depth to provide a stable support for the scientific governance environment.

Nonferrous metals; Heavy metals in mine; Advanced wastewater treatment; Technology research

2017-02-26

陕西省教育厅专项科研计划项目(15JK1373, 16JK1393)；陕西省自然科学基础研究计划(2016JQ2001)；西安航空学院校级科研项目(2014KY1209)

方向青(1987-)，女，安徽池州人，讲师，研究方向：多孔分子筛吸附重金属研究，手机：18791986740，E-mail：912242486@qq.com.

X703

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.034