选矿黄药废水处理的研究现状

石 蕾，汪雨欣，张译天，方继敏，廖 鑫

（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070）

黄药，作为有机浮选药剂，在有色金属硫化矿浮选工序中应用广泛[1-2]。但是产生的黄药废水毒性强、有刺激性气味且可生化性能差[3]。我国目前广泛采用的选矿黄药废水处理方法包括尾矿库自然降解法、酸化分解法、氧化法、混凝沉降法、吸附法、生物法等[4]。但大多数方法都在不同程度上存在二次污染的问题[5]。因此，总结选矿黄药废水处理存在的问题并提出有效建议，对于推动其无害化治理有着积极的意义。

1 黄药的基本性质及危害

黄药化学名为烃基二硫代碳酸盐，又称黄原酸盐，其通式为ROCSSMe（Me为K+或Na+），R表示C2-5烷基。大多为黄色，呈粉末状或细小颗粒状，有硫的刺激性臭味，易在空气中吸收水分而变潮，在有光条件下可部分自然降解，难以稳定[6]。

黄药本身具有很高的生物毒害性，少量黄药废水即可使水体恶臭变质，对环境造成严重污染[7]。一旦被动物或人吸收进体内，很容易在微酸条件下分解出二硫化碳，引起神经系统病症和肝脏器官受损[4]。

2 常规黄药废水处理方法

2.1 自然降解法

黄药的自然降解是指将含黄药的选矿废水排入尾矿坝或天然水体后，不人为改变其他条件的降解过程。刘勇等[8]人发现即使自然降解时间达到60d，其降解效率也未超过60%，同时还产生了不能直接排放的降解产物。

2.2 酸化分解法

酸性分解法是指在自然降解的基础上，用强酸调节其pH以促进黄药降解。根据赵永红等[1]人的研究发现，该方法简单有效、成本较低，但在降解过程中会产生大量的CS2，造成二次污染，需对CS2进行相应的回收处理。

2.3 氧化法

目前国内外对黄药降解的氧化法主要包括O3氧化法、UV-O3氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化法等。

2.3.1 O3氧化法

O3氧化法是指以臭氧为氧化剂净化黄药废水的方法。臭氧分子既可以直接攻击黄药中电子进行降解，也可以在高温、碱性条件下生成·OH与有机物反应。

Yan P等[10]发现，黄药可以被臭氧完全分解，但生成的正丁醇会导致废水中COD的增加。Liu R等[11]也表明，通过臭氧氧化法处理黄药废水，其降解率几乎可以达到100%。

2.3.2 Fenton氧化法

Fenton氧化法是指将Fe2+与H2O2结合起来，使得H2O2在Fe2+的催化作用下产生氧化能力很强的·OH，起到很好的降解作用。此外许多研究者通过把紫外光、草酸盐等引入Fenton试剂中大大增强了氧化能力。

徐劲等[12]人采用Fenton氧化法处理黄药废水，通过研究发现在调节pH=4的情况下，去除率可达到99.5%，若适当延长降解时间，会有更好的去除效果。

2.3.3 光催化氧化法

光催化氧化法是指在光照条件下，向水中加入半导体光催化剂，通过加成、取代等反应，最终将黄药完全降解为二氧化碳和水等无机小分子物质的过程[13]。

2.3.4 UV-O3氧化法

UV-O3氧化法是光催化氧化法与臭氧氧化法的组合工艺，它是利用O3在紫外光的照射下分解产生自由基来降解有机污染物。

Fu P等[14]人发现与单纯的O3氧化法相比，UV-O3氧化法的O3利用率、COD去除率均显著提高，黄药的矿化程度也增大，具有更高的效率。

2.4 混凝沉降法

混凝沉降法是利用向废水中投入混凝药剂使悬浮物质聚集沉降的过程。常用的混凝剂有铝盐、铁盐类以及高分子混凝剂。

郑雅杰等[15]采用聚合硫酸铁 (PFS)和PFSFeSO4复合混凝剂处理铅锌矿选矿废水，处理后选矿废水中的Cu、Pb、Zn和Cr含量低于国家污水综合排放标准。

2.5 吸附法

吸附法是利用吸附剂吸附废水中的黄药，使污水得到净化的方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石等。吸附剂价格低廉、来源广泛，但吸附能力有限。

余江等[16]通过对柱撑蒙脱石吸附黄药的特性研究，发现有机柱撑剂能够增加复合柱撑蒙脱石的吸附速度和吸附容量。

2.6 微电解法

微电解法是利用原电反应来处理黄药废水的一种净化方法。此方法因投资少、易于工业化而被广泛使用。

崔志等[17]研究了脉冲电强化微电解流化床技术去除铅锌浮选废水中的锌及丁基黄药，通过控制溶液初始pH值和反应器参数使黄药被电催化原位生成的H2O2、·OH氧化降解矿化[18]。但是微电解柱长时间运行后表面形成钝化膜，将影响处理效果。

2.7 生物法

生物法利用生物的代谢机理进行处理，无二次污染、净化效果好、能耗低。Y.Dong等[19]利用生物活性炭反应器对有色金属矿选矿中使用的捕获剂乙基黄药进行降解。姜彬慧等[20]利用膜生物反应器技术对较高浓度的丁基黄药模拟废水进行处理，研究结果为浮选药剂废水的生物净化处理提供了理论依据。

3 结论

我国尾矿库尾数量位居世界第一，安全问题日益严峻。但是，目前国内常用的各种黄药废水处理方法在较大程度上都存在着黄药分解成二硫化碳的平行反应。因此，在黄药废水处理中，要能真正实现选矿黄药废水的无害化降解还需要科研工作者的不懈努力。