选矿厂尾矿处理水循环回用

选矿厂尾矿处理水循环回用

李鹏飞

富蕴蒙库铁矿有限责任公司新疆维吾尔自治区阿勒泰市836100

摘要：选矿废水水量大，含较高浓度的悬浮颗粒、重金属离子和浮选药剂等有毒有害物质，直接外排会给农田、生态环境及人类身体健康带来很大风险。浓缩澄清、絮凝沉淀、中和沉淀和尾矿库自然降解等是我国目前选矿废水处理与回用的主要技术，但工程上还存在回用水水质水量不稳定、污染物累积、管道结垢、外排水部分污染物指标不能达标和二次污染等问题。研发低成本选矿废水处理新技术，加强矿山选矿废水管理，有助于实现矿山选矿废水零排放。

关键词：尾矿水；循环利用；零排放

一、选矿厂尾矿处理水循环利用改造

根据选矿厂尾矿处理过程水量（约150m3/h）输送至尾矿库，以及尾矿库库区内山体渗水等因素，库区大约有近200m3/h的水量外排或渗入地下。为解决尾矿处理水回用并实现尾矿处理水的零排放问题，按照“实行节能减排、创建绿色矿山”的企业目标，将尾矿处理水经沉降尾矿砂后在尾矿库溢洪塔库区形成的清水，由原外排改为选矿工艺过程尾矿处理水回用。即在尾矿库相对标高118.5m溢洪塔处设一台潜水泵，该潜水泵电机由视頻光端机结合高速摄像机实现远程控制，输水管采用直径194mm钢管近3958m与落差44m（标高75m）的高位水池输水管处连通。在尾矿处理水回用工程改造中，对其浓缩池内上部清水的输送管路也进行了改造，改造后由1台循环泵将浓缩池内清水输送至一段自磨、二段球磨各主要注水点（流量：950～1088m3/h，压力：0.58MPa），调整主要相关供水管路，改进原一次循环水利用方式，避免了浓缩池内清水由于管路循环不畅而造成外溢，提高了循环水的利用效率。尾矿处理水回用工程投入使用以来，平均回收利用尾矿处理水4250m3/d。实现尾矿处理水回收利用后，选矿厂新水供水量由6600m3/d减少到2400m3/d，改造前后节水节电效果比较见表。

表尾矿水回收利用改造前后节水节电比较

二、选矿废水处理回用方法

洗矿、破碎、磨矿、磁选、重选和设备冷却等工艺单元产生的废水可采用简单的沉淀、浓缩和冷却等方法处理，直接回用相应工艺单元，对工艺影响较小。浮选工艺产生的废水，因矿物成分、选矿方法和实际生产条件不同，处理、回用方法存在较大差异：

1.尾矿水处理后回用。尾矿水是指浮选产生的尾矿液或浆中的废水。部分选矿厂在厂内或厂区附近修建尾矿沉淀池或浓缩池，对尾矿液或浆进行沉淀或脱水处理，尾矿砂沉淀在池底部，澄清水由池中溢出返回选矿工艺单元再利用。如河东金矿选矿厂采用沉淀澄清法处理精矿浓密水和尾矿水，处理后的废水可循环回用。也有部分选矿厂采用絮凝—浓缩—过滤—沉淀和水处理剂（如天然矿物质）—絮凝剂沉降等方法处理尾矿水，使尾矿水符合回用要求或达标排放。尾矿水处理回用可减少选矿药剂用量和废水排放量，在厂内或厂区附近设置尾矿水处理回用设施成本较低。沉淀、浓缩和过滤等处理方法适用于磨矿、重选和磁选产生的尾矿水。

2.尾矿库溢流水直接回用。选矿废水与尾矿浆一起排入尾矿库后，通过挥发、生物降解、氧化、吸附、沉降及光降解等综合作用，其中的选矿药剂、重金属离子和悬浮颗粒物等污染物被去除或降低浓度。如黄药在尾矿库中经水解、氧化和光解等作用转化为CS2、ROH、S和ROCOS等，重金属离子也不同程度地以难溶黄原酸盐形式沉淀去除。尾矿库溢流水水质比较稳定，水量大，可回用于磨矿、分级和浮选等单元，回水选矿指标与新水选矿指标较为接近。尾矿库溢流水回用具有工艺设备设施简单、对选矿厂给排水系统水量平衡影响小、便于运行管理等优势。尾矿库溢流水多次回用使水中的重金属离子、有机药剂、微细悬浮颗粒、SO42-，Ca2+、油类和酚类等多种污染物累积，影响选矿指标或不能达标排放。如因油类等有机物的残留使回用水起泡性强，气泡附着矿泥较多，造成精矿品位和回收率明显降低。回水中钙盐积累容易导致管件结垢，甚至堵塞管道。尾矿库溢流水水质变化大，回收使工艺运行控制困难。用尾矿库溢流水磨矿，会增大细粒矿石的比例，而回水中电解质离子会压缩细矿粒表面电层，造成细矿粒凝聚，加速细矿粒沉降，导致粗细矿物分层不清，影响分级作业，恶化选矿指标。远离厂区的尾矿库，还会使回水输送成本增大。

3.尾矿库溢流水净化回用。采用石灰乳调节澄清、絮凝沉淀和石灰脱稳—絮凝剂沉降等单一方法处理尾矿库溢流水能有效去除重金属离子，但难以去除浮选药剂（如２#油）。而采用混凝沉降—活性炭吸附法、调整ｐＨ—氧化混凝—催化氧化吸附法和酸碱中和—混凝沉淀—吸附（活性炭）—氧化（CLO2）—澄清法等处理尾矿库溢流水能有效降低悬浮颗粒物、重金属离子和浮选药剂等污染物浓度，使回用水与新鲜水具有相当的选矿指标，但工艺比较复杂，运行成本较高。

4.浮选废水分段直接回用。部分选矿厂将浮选工艺的精矿及尾矿浓缩溢流水或过滤水用泵输送到单独设置的水池中澄清，再直接回用到相应浮选池，即所谓的浮选废水分段直接回用。浮选废水澄清后直接回用可降低选矿药剂消耗和废水处理成本，且不会对选矿指标造成过多影响。但随回用次数增加，回水中的悬浮颗粒物、浮选药剂和重金属离子等污染物的含量会增大，影响浮选过程。如悬浮颗粒物含量高，容易导致振网筛喷头、生产管道和阀门等设备堵塞；回水水质和水量不稳定也会导致精矿品位下降，回收率降低。分段回用水系统设施配置较复杂，各系统用水排水平衡控制难度大，管理不方便，成本较高。

5.浮选废水处理后回用。目前，国内浮选废水处理主要采用混凝沉淀、混凝沉淀—活性炭吸附、絮凝—臭氧氧化、酸碱中和—氧化—澄清、预曝气调节—氢氧化钙中和—絮凝剂沉淀—活性炭吸附、隔油—超滤—反渗透和臭氧—生物活性炭吸附等方法，其中，混凝沉淀法能有效降低浮选废水中悬浮颗粒物和部分重金属离子，辅以硫化钠能很好地去除废水中的重金属离子，但不能有效降低废水中的CODcr或有机药剂，需要借助曝气、酸碱中和、吸附和脱药等方法；其他组合工艺能有效降低浮选废水中的悬浮颗粒物、重金属离子和CODCr等污染物浓度，使回水或排放水达到相关要求，但成本较高。

三、矿山选矿废水处理回用技术展望

选矿废水处理技术的工程应用一定程度上缓解了我国选矿废水排放对矿山生态环境污染的压力，但存在尾矿库外排水部分污染物指标不能达标、回用水水质水量不稳定、多次回用使回水中污染物产生累积、管道结垢、设备腐蚀和污泥二次污染、组合工艺成本高等问题。要解决这些问题，以下几个方面的工作还有待进一步开展。

减少选矿废水产生量。（1）开发新型、高效、无毒或低毒浮选药剂代替毒性高的浮选药剂，如用亚硫酸盐或硫化物代替氰化物；（2）开发药剂投加自动控制系统，减少药剂耗量；（3）调整药剂方案，减少新水用量，提高废水综合利用率。

2.开发选矿废水净化技术。（1）开发复合、高效、环保型絮凝剂或混凝剂，提高絮凝剂效率，减少用量，避免二次污染；（2）开发高效浓缩浓密脱水设备；（3）开发重金属和浮选药剂回收再利用技术；（4）开发吸附剂或过滤材料再生技术、低成本高级氧化技术和膜分离技术。

3.加强矿山选矿废水管理。进一步完善矿山选矿废水处理综合利用法律法规标准规范体系，以及相关的经济政策，加强相关法律法规执行力度，强化选矿企业的环保意识。对现有的各种选矿废水处理回用技术进行技术性、经济性和可行性评估，为企业提供相关技术服务。

参考文献

［1］杨峰，宋卫东．铅锌硫化矿浮选废水处理研究进展．科技导报，2013.

［2］韩宝柱．选矿废水闭路循环重复作用．节能，2012.

［3］张清光，古恩希．镍选厂选矿废水循环利用生产实践．矿产保护与利用，2014.

［4］孙裕．李建成，卿方汉，等．选矿尾矿综合利用和零排放的研究与生产实践．环境工程．2014.