铅锌矿选矿废水的处理及循环利用

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【摘要】近年来，随着经济的发展，我国在铅锌矿选矿方面的研究和实践取得了巨大的发展，同时，在铅锌矿选矿废水处理以及循环利用方面，我国还存在着许多的问题。

【关键字】铅锌矿，选矿废水，处理，循环利用

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

一．前言

加强对铅锌矿选矿废水的处理和循环利用方面的研究，对于我国和谐社会和环境保护型社会的发展具有十分重要的作用。我们应该更进一步的加强对铅锌矿选矿废水的处理和循环利用方面的研究.

二．矿石性质

该矿石中有价元素铜含量为 0.80%, 主要铜矿物为黄铜矿, 此外有少量铜蓝、斑铜矿。黄铜矿主要呈粒状集合体成大片分布, 边界平滑, 易于解离; 少量黄铜矿呈细小粒状包裹于磁铁矿、赤铁矿等氧化铁矿物中, 或呈细小粒状、乳滴状嵌布于闪锌矿中构成固溶体分离结构; 铁含量为 30.57%,主要铁矿物为磁铁矿, 其次有磁赤铁矿、假象磁铁矿、针铁矿、纤铁矿、菱铁矿等, 矿石中脉石矿物局部铁染严重。

以- 3mm 综合样压制砂光片, 在显微镜下可以看出, 黄铁矿嵌布粒度较细, - 74μm 占 85.5%, 且少量黄铜矿呈细小粒状包裹于磁铁矿、赤铁矿等氧化铁矿物中, 或呈细小粒状、乳滴状嵌布于闪锌矿中构成固溶体分离结构, 因此, 会对铜的回收造成一定的影响; 磁铁矿主要分布在 0.15～0.013mm,粒度较粗, 单体解离较易, 但磁铁矿中常包裹有黄铁矿、黄铜矿及脉石矿物包裹体, 同时矿石中脉石矿物铁染严重, 故而势必影响到铁的回收。

三．实 验

1.主要仪器与试剂

实验所用主要仪器有：JJ4 六联电动搅拌机(金坛市富华电器有限公司制造)，微量取样器(200 μ)，GDS 3B 光电式浑浊度仪(无锡科达仪器厂制造)，pHS 25 型 pH 计(上海精密科学仪器有限公司制造)，原子吸收分光光度计(WXY 402C，武汉制造)。实验所用主要试剂有：液体聚合硫酸铁(总铁质量浓度为 167.55 mg·L-1，盐基度为 12.24%，广东云浮硫铁矿企业集团公司生产)，绿矾(工业级，广东云浮硫铁矿企业集团公司生产)，硫化钠(工业级)，聚丙烯酰胺(工业品)，选矿废水(西部矿业内蒙分公司生产)。

2.实验步骤

（一） PFS 的制备

在硫铁矿烧渣与硫酸反应过滤后所得酸浸液中加入绿矾，经氯酸钠氧化制得 PFS。

（二）绿矾的制备

在硫铁矿烧渣与硫酸反应后酸浸液中加入机械活化硫精矿还原，经冷却结晶、过滤、甩干、烘干得到绿矾。

（三） PFS-FeSO4复合混凝剂的制备

取一定量绿矾加入总铁质量浓度为 167.55mg·L-1 、盐基度为 12.24%的液体 PFS 中，加热溶解定容制得PFS-FeSO4复合混凝剂，其 PFS 与 FeSO4复配物质的量比为 1 1。

（四）混凝实验

取 500 mL 选矿废水在六联搅拌器上进行混凝实验，加入混凝剂后，以 200 r/min 快搅 3 min，加入聚丙烯酰胺(PAM)，以 60 r/min 慢搅 6 min，静置 21 min。观察水样颜色变化，取液面以下2 cm 处水的清液测其浊度、pH 值、重金属含量。

3.分析方法

用光电式浑浊度仪测定浊度，原子吸收光谱法测定重金属含量，用 pH 计测定废水 pH 值。

四．结果与讨论

1.PFS 对铅锌矿选矿废水处理效果的影响

PFS 对选矿废水进行混凝处理，当废水 pH 值为9.32时，PFS剂量对重金属离子去除率和浊度去除率的影响分别如图1和2 所示。PFS 剂量以废水中总铁浓度计，当废水中总铁为 1.0 mg·L-1时，由图 1 可知，Cu 和 Pb 去除率随 PFS 剂量增加而增加，但剂量达到 56 mg·L-1时，继续增加 PFS 剂量，Cu 和 Pb 去除率基本不变，其Cu 和 Pb 最大去除率分别为 90.63%和 99.97%，其残余浓度分别为 0.06 和0.0010 mg·L-1。而 Cr 去除率随 PFS 剂量增加而缓慢增加，当 PFS 剂量为 56 mg·L-1时，Cr 去除率为 11%；当 PFS 剂量为 84 mg·L-1时，Cr 去除率才达到 24.98%，残余浓度高达 28.85 mg·L-1。

由图 2 可知，处理后废水 pH 值即终点 pH 值随PFS 剂量增加而降低，浊度随 PFS 剂量增加而增加，但当剂量为 56 mg·L-1时浊度去除率达到 100%，此时废水呈透明淡黄色。

混凝过程中多铁核胶体以及产生的氢氧化铁沉淀物对 Cu 和 Pb 具有较强的吸附作用，PFS 剂量增加时，废水中多铁核胶体和氢氧化铁沉淀物增加，Cu 和 Pb去除率增大。除吸附作用外，混凝剂产生的氢氧化铁对重金属离子还具有包裹、夹带、共晶等作用。由于该选矿废水采用 K2Cr2O7为捕收剂，Cr6+在废水中以2 27Cr O形式存在，而不形成氢氧化物沉淀，PFS 产生的絮凝体对 Cr6+的吸附能力弱，导致去除率较低。PFS 剂量增加，废水酸性增强。因此，pH 值随PFS 剂量增加而下降。废水中胶体粒子和悬浮物去除效果随着 PFS 剂量的增加而增加，因此，废水浊度随PFS 剂量增加而降低。

2.PFS-FeSO4复合混凝剂对选矿废水处理效果的影响

采用 PFS-FeSO4复合混凝剂对选矿废水进行处理时，所用 PFS-FeSO4复合混凝剂按 Fe3+和 Fe2+物质的量比为 1 1 复配。PFS-FeSO4复合混凝剂剂量对重金属离子去除率和浊度去除率的影响如图3和图4所示。

五．铅锌选矿废水处理技术

1.处理工艺方法

针对铅锌选矿废水中的污染物特性,通常采用的处理方法有:物理方法,如沉淀、浮选、过滤、吹脱等;化学方法,如中和、氧化还原、吸附等;生物化学方法,如好氧生物化学处理、厌氧生物化学处理等。

2.典型处理工艺过程

针对铅锌选矿废水重金属、悬浮物、总溶固含量高、废水起泡性较强等特点,通常采用混凝-氧化处理工艺使废水达到排放或回用要求;排放到尾矿库的废水主要通过自然澄清、尾砂吸附、自然净化、以及回调pH值,使废水达到回用要求或排放标准.

3．典型处理设施与建构筑物

（一）浓密机铅锌选矿排出的尾矿浓度一般较低,通常在选厂内或附近修建浓密机或浓缩池等设施进行尾矿脱水,尾矿砂沉淀形成底流排入尾矿库;澄清水从浓密机上部溢出并回用;浓密机溢出水进行处理后,回水率一般可达40%到70%。

（二）尾矿排入尾矿库以后,矿浆中所含水分一部分残留在尾矿的空隙中,一部分在尾矿库内自然澄清、降解有毒有害物质,还有一部分在库内蒸发。部分企业尾矿库有渗漏现象,通常尾矿水会渗漏进入地下含水层。澄清水外排包括尾矿库的溢流、从坝底渗透、或泵回选厂循环利用。

4.选矿废水直接回用

未经处理的选矿混合废水中药剂成分含量较高,有用成分和有害成分同时并存,直接回用对金属矿石的选别指标产生不利影响,主要表现为精矿产品质量降低和金属互含量增加,直接回用于选铅会严重影响铅主品位和铅精矿含锌量;直接回用于选锌作业,对选锌指标也有影响。

根据精矿浓缩废水水质特点,一般可以返回到各自原来的选别作业,有利于降低选矿药剂成本。但由于分系统回用水设施配置较复杂,加之铅精矿和锌精矿的浓缩废水量较小,水量不够稳定,生产较难控制。

尾矿浓缩废水含有大量捕收能力极强的复合黄药离子和起泡剂、硫酸根离子等。直接回用于选硫,对于提高硫回收率、降低选硫药剂成本非常有益。

五．结束语

综上所述，随着我国在铅锌矿选矿废水处理以及废水的循环利用方面的研究和重视，今后时期内，我国一定会对这方面的研究加大投入，力争促进我国在铅锌矿选矿废水处理以及循环利用方面的发展。

参考文献：

[1]王自超 车河选厂硫化矿浮选废水处理及回用研究北京有色金属研究总院2012-05-25硕士

[2]严群; 谢明辉; 罗仙平 会理锌矿选矿废水循环利用的研究给水排水2006-04-10期刊