浅议尾矿废水的复合资源化利用

郑琼艳，张 静

（湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州 423000）

我国地大物博，具有丰富的矿产资源，矿产开采也是我国经济和工业发展的重要领域。由于当前的开采工艺限制，在矿产开采过程中会产生大量的废水，而废水中又含有大量的重金属和有机污染物等有害物质，如果不经处理直接排放到环境中，就会对周围的水资源造成较大的污染，严重威胁环境和人们的身体健康。从保护环境和水资源的角度考虑，同时也为了实现一定的经济效益，人们探究出对于尾矿废水的复合资源化利用的方式来实现废水的循环利用[1]。

1 尾矿废水的形成、危害和资源化利用的意义

1.1 尾矿废水的形成

随着经济和社会的发展，人们对于矿产资源的需求不断提升。科学技术水平的提升也促进了人们对于更多矿产资源和类型的开采，在选矿的过程中也不断创新出各种新的方法，主要通过浮选、化学浸取和擦洗脱泥等等方式，其中浮选的方式对于复杂难选的矿石的选取效果尤其明显。但是在实际选矿过程中，由于工艺的特殊性，需要浪费大量的水资源，与之而来的就是大量的废水，这就是尾矿废水的主要来源[2]。

对于尾矿废水而已，其成分复杂多样，其中的有害成分主要受到矿石类型和选矿方式等因素影响。其中个别的浮选方式在工艺上需要使用大量的化学药剂进行浮选，而很多化学药剂因为不能完全与矿物质发生反应就会大量的残留到浮选后的废水当中，除了这些化学成分，浮选后的废水中也包含有很多固体悬浮物、有机污染物和无机离子。一是固体悬浮物。在矿产的选矿过程中需要对矿石进行研磨，对于研磨的粗细也有要求，但是由于工艺的精细程度受限，就会产生很多细微的固体悬浮物，就会融入浮选废水当中。二是有机污染物。在对矿石进行浮选过程中，一般需要加入浮选捕收剂、抑制剂等等化学有机物。此外，其中还含有很多无机离子。这部分无机物主要是在选矿过程中由矿石自身产生并溶解的一些矿物质，此外还有一部分重金属离子等等。

1.2 尾矿废水的危害

如今，随着国家对于环境保护的重视，对于工业废水的排版已经制定了严格的排放标准。但是对于矿产相关行业，在具体的排放和生产过程，由于缺乏监管等因素，很多企业所排放的尾矿废水依然是超出了国家要求的排放标准。如果超出排放标准的尾矿废水直接排放到环境当中，不仅会严重破坏周边的自然环境，也会严重污染地下水资源，对于人们的身体健康具有重大危害。尾矿废水对于水资源的破坏非常严重，一方面由于浮选工艺中加入的各种化学制剂的酸碱性不仅会改变周边水质的pH值，也会对周边水环境和生态造成巨大影响，有些甚至还会产生巨大的腐蚀性。此外，有些化学制剂具有极大的油性，浮在水面的化学制剂将空气与水隔绝，从而导致水体缺氧恶化。很多化学成分不可降解，排入自然环境当中也会危害周边农作物，废水中很多重金属离子也会产生重金属污染。排放的废水除了直接污染水资源，通过灌溉等影响农业用水，受到污染的农作物也会随着食物链进入人体，从而危害人们身体健康，很多皮肤类疾病和中枢神经疾病就是因为水污染等等因素而导致。在矿产开采过程中，由于受到地理和环境等等因素，工业用水量的激增也会对当地生产生活用水造成一定困扰[3]。

1.3 尾矿废水资源化利用的意义

结合前文分析，由于尾矿废水中含有大量的固体悬浮物、有机污染物和无机离子等等污染成分，如果这样的废水未经处理直接排放到环境当中，不仅会严重污染周边水资源和农田，将会直接影响到人们的用水安全和饮食与身体健康。在对于尾矿废水的处理，人们逐步探究出一种新的思路，那就是对于尾矿废水的复合资源化利用。通过回收和循环利用，一方面可以实现对于自然环境的保护，同时也可以大量节约水资源。在对于废水处理过程中，由于废水成分的复杂性，需要不断试验和探究尾矿废水的最近循环利用途径。其中需要考虑到废水反复利用过程中很多无机离子的积累等等问题，针对这种情况，技术人员又开发出了混凝沉淀法的方式，除了成本上相对低廉，其处理无机离子的效果非常显著，还有工艺简单容易操作的特点。另一方面，对于尾矿废水的资源化利用，也降低了企业治污的成本，同时也可以为企业创造额外的经济效益[4]。

2 尾矿废水的处理方法

由于尾矿废水成分的多样和复杂性，在处理尾矿废水时的工艺和程序也比较复杂，常用的处理尾矿废水的方式主要有吸附法、化学沉淀法、气浮法、离子交换法、氧化还原法和膜分离法等等方式。为了达到尾矿废水处理的最佳效果，通常采用的是将尾矿废水循环使用的方式，这样就可以减少尾矿废水的总量，从而降低了污染效果。此外，就需要对尾矿废水做净化处理，通过净化处理，就可以消除废水中存在的大部分有害物质，从而避免对于环境和人们生活的影响和危害。

2.1 化学沉淀法

在处理尾矿废水中的有害物质时通常采用化学沉淀法去除废水中的重金属离子等物质，最常用的是中和沉淀法和硫化物沉淀等。中和沉淀法的原理是通过调节污水的酸碱度来使其中的重金属离子等污染物沉淀，在具体操作过程中需要根据废水的酸碱度来选择酸性中和还是碱性中和。对于呈酸性的尾矿废水一般通过添加碱性制剂来中和。而对于一些两性的重金属氢氧化物,则通过添加与之反应的化学试剂使其沉淀，但是要注意控制所添加试剂的酸碱度，如果控制不好很容易出现已经沉淀的物质再次溶解的情况，就会影响净化效果，导致最终排出的废水出现超标的情况。

要除去废水中的重金属离子，还可以通过硫化物沉淀的方法，容积度较小的硫化物可以完全去除废水中的重金属离子。其作用的原理是硫化物可以与废水中的铅或者铜离子产生化学反应，进而生成沉淀。通过硫化物沉淀的方法来处理尾矿废水，可以去除废水中绝大比例的重金属离子，进一步在通过多次沉淀就可以过滤得到金属物质，从而方便回收利用。此外，应用此方式得到的金属沉淀具有体积小、含水量少和适用酸碱度范围广等优点, 因此在实际生产中具有较大的应用范围。但由于其净化的原理是采用化学方式，在反应的过程中也产生了很多额外的污染气体比如硫化氢，这些气体对于人体会造成一定的伤害，也极容易造成大气污染，这也成为限制改方式推广的一大问题。

2.2 固体吸附法

固体吸附法是用来处理尾矿废水的一种应用较为广泛的方法，其原理是通过往废水中加入吸附剂来吸附废水中的污染物质。在实际处理过程中，利用吸附剂的物理和化学吸附作用可以去除废水中的固体悬浮物和重金属离子等微量污染物，从而实现了高效和深度净化。但是由于吸附剂一般具有较高的成本，这使得在实际生产过程中很多企业放弃了使用该方式进行净化尾矿废水。不过随着科研水平的不断提升，科研人员正在不断探究和发现各种性价比较高的新型吸附剂，包括使用一些天然物质等等。但是对于吸附剂的选择通常也具有较大的局限性，因为废水成分的多样和复杂，往往需要选择多种不同的吸附剂同时作用来达到物理、化学和生物吸附等等的多重作用，这也是当前和未来研究发展的方向。

2.3 气浮固液分离法

在对尾矿废水进行处理时的主要目的是分离污染物，通过气浮法也可以实现固液分离，其原理是用气泡将水准的污染物挟带浮到水面，从而进一步进行分离。该种方式在处理废水过程中因为需要的化学药剂较少，因此更加环保，而且其处理污染物的效率较高，废渣的含水量较低，具有很好的实际使用效果。

以上几种方式都是常见的用来处理尾矿废水的方式,但每一种方式都各有利弊，比如通过中和沉淀虽然可以除去废水中的重金属离子，而且还可以调节废水的酸碱度，但是在处理过程中实际的酸碱度控制相对较难。而应用其他方式，虽然可以很大程度上除去废水中的物理和化学污染物，但是对于废水的酸碱度并无法控制，很容易出现废水pH值超标的情况，而通过吸附法处理时又对于前处理和废水的水质具有较高的要求。因此，在对于尾矿废水的净化时应当根据实际情况选择合适的处理方式，综合考虑净化消耗和经济成本等等因素，选择一种效果和性价比俱佳的方式。

3 尾矿废水的复合资源化利用

根据国家相对法规和要求标准，如果尾矿废水超标排放，对于生态环境和人体健康都会造成较大伤害，因此尾矿废水的排放问题尤其需要国家和相关部门的关注，除了加大监管和指导相应的净化处理技术，为实现更好的经济效益，复合资源化利用无疑是当前处理尾矿废水的最佳方式，通过对于未经循环回用和经过循环回用两种处理方式，大家可以对于尾矿废水的复合资源化利用的价值有更好的了解。

图1 尾矿废水超标排放流程

图2 尾矿废水的复合资源化利用方法

对比两种方式，经过复合资源化利用流程处理过的尾矿废水，其中的重金属等污染物的浓度已经达到了国家要求的排放标准，是可以直接排放的，但是处于资源化利用的目的，将废水转变成日常生活中的中水，这样不仅充分利用了水资源，减少了水资源的浪费，同时将其用于农田的灌溉等活动还可以缓解水资源短缺的情况，将尾矿废水实现了最大化的资源化利用。

随着生态和环保的要求已经科技水平的不断发展，对于尾矿废水的资源化利用也会实现不断的进步和完善，主要可以从几个方面有所突破。一是对于尾矿废水重复利用的推广，通过推行适度处理和分阶段回用等的废水处理方式，就可以极大提高废水的利用率；二是在工艺流程上的优化，通过更新选矿工艺和废水处理和资源化利用相结合，并不断研究和选用新型的环保药剂，尽可能提高废水处理的效果并降低处理难度；三是结合实际尾矿废水的成分科学合理的选用复合资源化利用的工艺，逐步取代单一的处理方式，提高处理的效果和经济性。

4 结语

尾矿废水由于成分复杂多样，直接排放对于生态环境和人们身体健康都具有较大危害，因此在排放之前需要对废水进行充分的处理和净化，而提高对于废水进行有效净化之后还可以实现废水的复合资源化利用，将净化后的废水用于选矿的废水回收和农田灌溉等等活动，不仅极好的保护了环境，节约了水资源，也具有较高的经济价值，对于企业实现可持续发展和绿色发展都具有重要意义。