铅锌矿铅锌选矿废水处理及循环回用范文

摘要:针对广西盘龙铅锌矿选矿废水开展了水处理及循环回用研究。结果表明，采用混凝沉淀—调整pH值至中性—氧化工艺可有效降低废水中的COD、重金属离子浓度和总溶固。采用净化后的废水作为盘龙铅锌矿铅锌浮选回用水，在原矿含Pb0.87%、Zn3.76%条件下进行小型闭路试验，所得铅精矿含Pb56.20%、Zn2.01%，铅精矿中Pb回收率为63.58%，锌精矿含Pb1.06%、Zn51.30%，锌精矿中Zn回收率为91.23%，其选矿指标与自来水为回用水指标接近。

关键词:废水处理;循环回用;铅锌矿

铅锌矿选矿废水［1］主要来自铅锌矿山选厂生产过程用水，其成分复杂、污染物浓度高、难降解［2-4］。铅锌选矿废水处理及循环回用一直是亟待解决的问题［3，5-7］，常规铅锌选矿废水处理工艺有酸碱中和—混凝沉淀—吸附工艺［8］、混凝沉淀—氧化工艺［9］、生物活性炭工艺［10］、生物处理—人工湿地工艺［11］等。盘龙铅锌矿位于广西来宾市武宣县桐岭镇，距黔江水源仅1000m，是日采选矿石2600t/d的大型铅锌矿选矿厂，产生废水约为9700m3/d，废水主要来自锌尾矿水、精矿过滤水及生产厂房冲洗水等。现场生产选矿废水经尾矿库自然降解返回至铅、锌浮选作业中。由于尾矿库回水不断循环，回水中残余的选矿药剂含量不断积累，尤其是废水中残余的重金属离子Cu2+、Pb2+和起泡剂可协同活化锌、硫等矿物，致使铅浮现作业过程中“跑、冒”现象严重，铅精矿品质下降;同时为改善生产过程中铅、锌浮选环境，补加新鲜水水量大幅增加，不仅增加了生产成本，而且造成了尾矿库水位升高幅度大于预期，降低了尾矿库的服务年限，也威胁到了黔江的安全。本文针对盘龙铅锌矿选矿工艺和选矿废水的特点，以现场生产产出的选矿废水为研究对象，通过水质分析、净化条件试验和药剂对比试验确定适用于盘龙铅锌矿矿山生产的水处理工艺，为现场清洁化生产提供依据。

1盘龙铅锌矿现场生产流程及选矿废水的来源和特点

盘龙铅锌矿铅锌选矿日处理量为2600t，全流程分为破碎系统、选矿选别系统和尾矿分级充填系统，铅锌选矿工艺为优先浮铅—铅浮选尾矿活化浮选锌，锌浮选尾矿入旋流器分级，分级重砂进井下充填，而分级溢流部分与铅、锌精矿压滤水、选厂卫生用水、事故污水合并自流输送至距选厂1200m的尾矿坝中。尾矿坝中废水自净24h后随管道输送至破碎、磨浮、药剂配制、冲洗用水、清洁用水管道中，不足的清水补自水源。现场生产过程中添加的捕收剂为乙硫氮、25#黑药、丁黄药，抑制剂为石灰、硫酸锌，起泡剂为松醇油，锌浮选活化剂为硫酸铜。

2试验材料与方法

2.1试样

试验样品主要为生产矿样和废水水样。

2.2试验仪器及试剂

试验仪器主要有六联搅拌机、PHS-3CpH计、5B-3F(U8)COD快速检测仪、充气式浮选机XFDIV1.5、XFDIV0.5、原子吸收分光光度计等。试验试剂主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(SPFS)、盐酸、次氯酸钙、二氧化氯、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、乙硫氮、丁黄药、25#黑药、硫酸锌、石灰、硫酸铜、松醇油等。

2.3试验方法

2.3.1混凝沉淀

取6份1000mL选矿废水置于六联搅拌机上搅拌，加入设定计量的混凝试剂，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为30min，搅拌完成后静置60min，取上清液测定重金属离子和COD。

2.3.2氧化

取6份1000mL选矿废水，各投加氧化剂，试验条件滴加10%盐酸调节pH值，然后在六联搅拌混凝器上进行氧化反应，搅拌速度为250r/min，反应时间为30min，氧化反应完成后，自然沉清60min后，取上清液测定重金属离子和COD。

2.3.3选矿废水回用

为能够有效利用现场设施，减少投资和基建成本，拟定的选矿废水回用方案为尾矿溢流全循环回用方案，即尾矿坝自净后的废水经过处理后经高位水池回用至破、磨、浮选、清洗等各工段中。为了比较处理后选矿废水对盘龙铅锌矿铅锌浮选的影响，选矿废水回用浮选试验通过全流程闭路循环试验进行测定，即浮选试验使用现场生产的药剂制度和浮选工艺，在实验室中通过六次大循环闭路试验(处理后的选矿废水-铅锌浮选闭路-产出选矿废水处理-铅锌浮选闭路)进行模拟，试验过程中磨矿用水、浮选补加水、冲洗水均采用处理后的选矿废水。

3试验结果与讨论

3.1选矿废水净化试验

3.1.1选矿废水自净试验盘龙铅锌矿选厂现场尾矿坝库容较大，有一定的自净能力，即进入尾矿坝的选矿废水在光照曝晒、雨水冲淋作用下，废水中部分选矿药剂残余会发生氧化分解等作用［12］。取选矿废水10L(含矿泥的分级溢流)，储存于20L搪瓷桶中，通过定期取样测试反映废水中有机物污染指标COD、总溶固、重金属离子Cu2+、Pb2+含量。

3.1.2混凝沉淀试验结合现场生产工艺和尾矿坝现状，经现场核查，选矿废水自排出—排放至尾矿库—循环回用过程所需时间约24h，所以对自净24h后的选矿废水进行了混凝沉淀试验，试验考察不同混凝剂对盘龙铅锌矿选矿废水中影响选矿指标的成分如重金属离子、COD的去除效果。

3.1.3氧化试验采用SPFS对盘龙铅锌矿选矿废水进行混凝沉淀工艺处理，其废水中COD降低至110mg/L左右，去除率为63%，一段处理后的选矿废水仍具有较高的有机药剂残余，尤其是具有较强的发泡性，直接回用至铅锌浮选工段中易造成夹杂，不利于铅、锌精矿品位的提高。常规的铅锌尾矿废水一段混凝后常采用活性炭床吸附工艺进一步降低水体中有机药剂含量［13］，但活性炭价格昂贵。所以研究拟采用氧化工艺对其进一步处理。对一段混凝沉淀后的上清液进行了氧化试验，试验考察不同氧化剂对水中残余的药剂成分氧化分解的效果。在相同用量条件下，不同氧化剂对一段处理后的选矿废水中有机物残余去除效果为:二氧化氯＞双氧水＞次氯酸钙。当二氧化氯用量为40mg/L时，COD去除率达64%左右，这是在未调浆时矿浆pH值在9.5条件下的去除效果，为了考察矿浆pH值对氧化效果的影响，试验进行了矿浆pH值条件试验，试验过程使用10%HCl调浆，固定二氧化氯用量为40mg/L。

3.1.4废水处理连续试验对盘龙铅锌矿选矿废水进行连续处理试验。3.2选矿废水回用试验为了比较处理后选矿废水对盘龙铅锌矿铅锌浮选的影响，选矿废水回用浮选试验通过全流程闭路循环试验进行相同药剂制度和工艺条件下的平行对比，以浮选过程中回用水类型作为变量。

4结论

采用自净—混凝沉淀—调浆—氧化工艺处理盘龙铅锌矿锌尾矿分级溢流水，水处理过程依次加入SPFS、HCl以及二氧化氯，在合适的用量条件下使得选矿废水中COD、重金属离子、总溶固等含量降低至排放标准以下，处理后的选矿废水可回用至盘龙铅锌矿生产各作业工段中而不影响选矿指标，最终实现选矿废水全循环回用。以盘龙铅锌矿现场生产废水为研究对象，系统地提出了符合矿山生产和环保要求的水处理工艺和循环回用方法，为国内同类型的铅锌矿山提供了借鉴。

参考文献:

［1］冯章标，何发钰，邱廷省．选矿废水治理与循环利用技术现状及展望［J］．金属矿山，2016，45(7):71-77．

［2］刘见峰，宋卫锋．铅锌硫化矿浮选废水处理研究进展［J］．科技导报，2010，28(10):111-115．

［3］张辉，周晓彤，邱显扬．多金属硫化矿选矿废水处理的研究现状［J］．材料研究与应用，2015，9(4):226-230．

［4］陈伟，彭新平，陈代雄．某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究［J］．环境工程，2011，29(3):37-39．

［5］张艳，戴晶平，张康生．凡口矿选矿废水处理与利用试验研究［J］．矿冶工程，2008，28(3):45-48．

［6］黄红军．广东某铅锌矿选矿废水资源化处理［J］．矿产综合利用，2012(2):34-39．

［7］郑雅杰，彭振华．铅锌矿选矿废水的处理及循环利用［J］．中南大学学报(自然科学版)，2007，38(3):468-473．

［8］冯秀娟，刘祖文，朱易春．混凝剂处理选矿废水的研究［J］．矿冶工程，2005，25(4):27-29．

［9］陈鸿林，张长寿．混凝沉淀-二氧化氯氧化法处理印染废水［J］．化工环保，1999，19(4):223-225．

［10］王自超，刘兴宇，宋永胜．臭氧生物活性炭工艺处理某多金属硫化矿浮选废水的小试研究［J］．环境工程学报，2013，7(5):1723-1728．

［11］阳承胜，蓝崇钰．宽叶香蒲人工湿地对铅/锌矿废水净化效能的研究［J］．深圳大学学报(理工版)，2000，17(3):51-57．

［12］赵永红，成先雄，谢明辉，等．选矿废水中黄药自然降解特性的研究［J］．矿业安全与环保，2006，33(6):33-34．

［13］董栋，孙伟，苏建芳，等．铅锌矿选矿废水处理与回用试验研究［J］．有色金属(选矿部分)，2012(3):29-32.

作者：杨建文 单位：湖南有色金属研究院