王 兵

銅鉛鋅選礦廢水處理及回用技術(shù)研究

王 兵

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

研究了銅鉛鋅選礦廢水的處理方法，并對處理后的廢水進行了選礦回用試驗，為銅鉛鋅礦最終實現(xiàn)選礦廢水零排放提供參考。研究結(jié)果表明：選礦廢水經(jīng)“堿式鋁絮凝沉淀過濾－二氧化氯氧化－調(diào)節(jié)”處理后，可回用于選礦系統(tǒng)，對選礦指標基本無影響。

銅鉛鋅礦；選礦廢水；處理；回用

我國重金屬污染重點防控五大行業(yè)（有色金屬礦（含伴生礦）采選業(yè)、重有色金屬冶煉業(yè)、鉛蓄電池制造業(yè)、皮革及其制品業(yè)、化學原料及化學制品制造業(yè)）的重金屬排放量占工業(yè)行業(yè)總排放量的95.24%，其中有色金屬采選過程中重金屬污染物的排放節(jié)點多，排污量大；同時，在選礦過程中，每噸礦石需加100～200 g的有機浮選藥劑，這些藥劑擴散到環(huán)境中的量約為使用量的20%～40%，因而有機浮選藥劑也是有色行業(yè)選礦過程中的主要污染物之一。

銅鉛鋅選礦過程中選礦廢水含有復雜有毒的各類成分，若直接不加處理地排放，將會對生態(tài)系統(tǒng)造成危害。目前，銅鉛鋅選礦廢水通常采用自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等方法處理礦冶藥劑和重金屬的復合污染廢水［1～8］，存在廢水回用率相對較低，資源化利用程度不高，處理水品質(zhì)不穩(wěn)定，難以長期穩(wěn)定保證選礦回水水質(zhì)要求等問題。因此，開展銅鉛鋅選礦廢水的處理及其回用關(guān)鍵技術(shù)集成研究具有十分重要的意義。

1 銅鉛鋅選礦廢水水質(zhì)分析

某銅鉛鋅選礦廢水的水質(zhì)檢測分析結(jié)果見表1，銅鉛鋅選礦廢水中的pH值、COD、S2－以及重金屬鉛、砷、鎘等指標超過了排放標準（《鉛鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB25466－2010）和《銅、鈷、鎳工業(yè)污染物排放標準》（GB25467－2010））。

表1 銅鉛鋅選礦廢水水質(zhì)分析mg／L

2 廢水處理及回用技術(shù)路線

該銅鉛鋅選礦廢水治理及回用技術(shù)路線如圖1所示。

3 銅鉛鋅選礦廢水處理及回用試驗

3.1絮凝劑篩選試驗

取1 000 mL自然沉清后的選礦廢水，分別加入一定量的絮凝劑硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚硫酸鐵、堿式鋁、聚合氯化鋁（PAC）以及聚合硫酸鋁鐵（PAFC）后，在300 r／min的攪拌速度下攪拌30 min，自然沉降60 min后取上清液測定水體的pH值、重金屬、CODcr、硫化物等指標，具體結(jié)果見表2。

圖1 選礦廢水處理工藝路線圖

表2 絮凝劑篩選試驗結(jié)果分析mg／L

由表2可以看出，硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚硫酸鐵、聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁鐵（PAFC）、堿式鋁等均可對廢水中的COD、硫和重金屬有較好的去除作用，其中硫酸亞鐵、硫酸鋁以及堿式鋁的去除效果相對較好，且采用硫酸鋁和堿式鋁作為混凝劑時，其處理水清亮、無色，水中幾乎沒有懸浮物；采用硫酸亞鐵處理，其處理水帶黃色，水中懸浮物較多，沉淀時間相對較長。

3.2絮凝劑用量試驗

取1 000 mL自然沉清后的選礦廢水，分別加入絮凝劑25 mg／L、50 mg／L、75 mg／L、100 mg／L、125 mg／L后，在300 r／min的攪拌速度下攪拌30 min，自然沉降60 min后取上清液測定水體的pH值、重金屬、CODcr、硫化物等指標，結(jié)果如圖2、圖3和圖4所示。

圖2 不同硫酸亞鐵用量對廢水中污染物去除效果

圖3 不同硫酸鋁用量對廢水中污染物去除效果

圖4 不同堿式鋁用量對廢水中污染物去除效果

由圖2、圖3、圖4可知，硫酸亞鐵、硫酸鋁以及堿式鋁的最佳用量分別為100 mg／L、100 mg／L和50 mg／L。

3.3氧化劑用量試驗

取1 000 mL自然沉清后的選礦廢水，分別加入100 mg／L硫酸亞鐵、100 mg／L硫酸鋁以及50 mg／L堿式鋁，在300 r／min的攪拌速度下攪拌30 min，自然沉降60 min后過濾，然后向上清液加入二氧化氯，然后在300 r／min的攪拌速度下攪拌60 min，氧化反應(yīng)完成后取上清液測定水體中COD和硫化物濃度，試驗結(jié)果如圖5所示。

由圖5可以看出，二氧化氯對廢水中的COD和硫化物均有較好的去除效果。使用硫酸亞鐵和堿式鋁為絮凝劑時，二氧化氯添加量為10 mg／L（使用硫酸鋁為絮凝劑時，二氧化氯添加量為20 mg／L）時，出水水質(zhì)可達到相應(yīng)的排放標準，繼續(xù)加入二氧化氯，廢水中COD和硫化物濃度可進一步降低，但水質(zhì)顏色逐步變深。

圖5 二氧化氯用量對廢水中COD和硫化物去除的影響

3.4廢水處理后回用試驗

取10 000 mL選礦廢水，分別加入100 mg／L硫酸亞鐵、100 mg／L硫酸鋁以及50 mg／L堿式鋁，攪拌并過濾后，在上清液中分別加入10 mg／L、20 mg／L和10 mg／L的二氧化氯，攪拌過濾后的上清液回用到銅鉛鋅優(yōu)先浮選試驗中，其結(jié)果見表3。

表3 廢水處理后回用試驗結(jié)果%

由表3可以看出，采用堿式鋁處理選礦廢水獲得的凈化水，回用到銅鉛優(yōu)先浮選試驗，與采用硫酸亞鐵以及硫酸鋁處理選礦廢水獲得的凈化水相比，獲得的銅粗精礦和鉛粗精礦的試驗指標相對較好。因此，最終選用堿式鋁作為銅鉛鋅選礦處理選礦廢水的絮凝劑。堿式鋁處理后水回用于選礦系統(tǒng)與清水相比，對選礦指標的影響見表4。

由表4可知，銅鉛鋅選礦廢水處理后，其處理水回用到生產(chǎn)系統(tǒng)對選礦指標基本沒影響。

4 結(jié) 論

表4 使用清水進行銅鉛鋅優(yōu)先浮選試驗結(jié)果%

選礦廢水經(jīng)堿式鋁（硫酸亞鐵、硫酸鋁）絮凝沉淀－過濾－二氧化氯氧化－調(diào)節(jié)處理后可回用到銅鉛優(yōu)先浮選試驗，與采用硫酸亞鐵以及硫酸鋁處理選礦廢水獲得的凈化水相比，獲得的銅粗精礦和鉛粗精礦的試驗指標相對較好。與清水相比，堿式鋁處理后水回用生產(chǎn)系統(tǒng)對選礦指標基本沒有影響。

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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，工程師，主要從事廢水處理、資源綜合利用、土壤污染治理等環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作。