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选矿废水治理与循环利用技术现状及展望
2016-07-19
选矿废水的强酸高碱以及选矿废水中的大量固体悬浮物、重金属离子和各种浮选药剂的残留等是形成 矿山环境污染的重要潜在因素。为了更好地推动矿山选矿废水治理与循环利用技术的发展,在介绍了选矿废水的来 源、水质特征及危害的基础上,总结了自然净化、酸碱中和、混凝沉淀和化学氧化等典型废水治理技术和人工湿地、微 生物处理、光催化氧化等新型治理技术的原理、现状及优缺点,并从集中回用与分质回用2 方面阐述了选矿废水循环 利用技术的现状和适用范围,最后展望了选矿废水治理技术的研究和发展方向。
Series No. 481 ꢀ Julyꢀ 2016 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 总第 481期 METAL MINE 2016 年第 7 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 选矿废水治理与循环利用技术现状及展望 1 2 3 冯章标 ꢀ 何发钰 ꢀ 邱廷省 1. 江西理工大学资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;2. 中国五矿集团总公司, 北京 100010;3. 江西理工大学,江西 赣州 341000) ( 摘ꢀ 要ꢀ 选矿废水的强酸高碱以及选矿废水中的大量固体悬浮物、重金属离子和各种浮选药剂的残留等是形成 矿山环境污染的重要潜在因素。 为了更好地推动矿山选矿废水治理与循环利用技术的发展,在介绍了选矿废水的来 源、水质特征及危害的基础上,总结了自然净化、酸碱中和、混凝沉淀和化学氧化等典型废水治理技术和人工湿地、微 生物处理、光催化氧化等新型治理技术的原理、现状及优缺点,并从集中回用与分质回用 2 方面阐述了选矿废水循环 利用技术的现状和适用范围,最后展望了选矿废水治理技术的研究和发展方向。 关键词ꢀ 选矿废水ꢀ 危害ꢀ 治理ꢀ 循环利用ꢀ 分质回用 ꢀ ꢀ 中图分类号ꢀ TD926. 5ꢀ ꢀ ꢀ 文献标志码ꢀ Aꢀ ꢀ ꢀ 文章编号ꢀ 1001-1250(2016)-07-071-07 Research Status and Prospects of Mineral Processing Wastewater Treatment and Cyclic Utilization Technology 1 2 3 Feng Zhangbiao ꢀ He Fayu ꢀ Qiu Tingsheng ( 1. Faculty of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000 China; . China minmetals corporation,Beijing 100010 China;3. Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000 China) 2 Abstractꢀ Mineral processing wastewater contains large amounts of suspended solids,heavy metals ions,and variety kinds of flotation reagents residue etc. and which are important potential factors for formation of the mine environmental pollution. In order to promote better development of mineral processing wastewater treatment and cyclic utilization technology,based on the introduction of the sources,water quality characteristics and harm of mineral processing waste water,the principle,present situ- ation,the advantages and disadvantages of the natural purification,acid and alkali neutralization,coagulation sedimentation and chemical oxidation etc typical wastewater treatment technology and artificial wetland,microbial treatment and photo-catalytic oxidation etc new-type technology were analyzed. The present situation and application range of mineral processing wastewater cyclic utilization technology were expounded from centralized and scattered reuse two aspects. Research and development direc- tions on mineral processing wastewater treatment are put forward at last. Keywordsꢀ Mineral processing wastewater,Harm,Treatment,Cyclic utilization,Scattered reuse ꢀ ꢀ 我国的矿业开发为国民经济建设作出巨大贡献 1ꢀ 选矿废水的来源、基本特征及危害 1. 1ꢀ 选矿废水的来源 的同时,也带来了一系列的环境污染问题。 选矿生产 过程中产生的废水是矿山环境污染的主要因素之 一般而言,选矿厂生产过程中的所有外排水统称 为选矿废水,具体来说包括:①精矿和尾矿的浓缩溢 流、过滤的滤液,以及尾矿库的溢流水等;②除尘系统 的外排水;③设备的冷却水;④各厂房的地面冲洗水; [ 1] 一 ,其中所含的污染物主要有固体悬浮物、持久性 重金属离子、浮选药剂及油污等,这些废水不经治理 直接排放,将会对厂区周边及下游地区的河流、土壤、 农田、湿地等产生破坏性影响,并最终危害人类健康。 因此,有效治理和循环利用选矿废水非常重要。 [ 2] ⑤选矿流程中的“跑、冒、滴、漏”及事故池排水等 1. 2ꢀ 选矿废水的基本特征 。 选矿废水的基本特征是排放量大,固体悬浮物含 收稿日期ꢀ 2016-05-24 基金项目ꢀ 国家自然科学基金项目(编号:51474114),江西省自然科学基金项目(编号:20142BAB206017)。 作者简介ꢀ 冯章标(1990—),男,硕士研究生。 通讯作者ꢀ 邱廷省(1962—),男,副校长,教授,博士,博士研究生导师。 · 71· 总第 481 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 7 期 量高,重金属离子种类多、浓度高,残留大量的化学药 剂,如黄药,在酸性条件下可直接分解生成二硫化碳, 污染环境;黄药还能影响水生浮游植物的生长,异丙 基钠黄药浓度为 5 mg / L 以上的水体可在 3 d 内致全 [ 3] 剂等 。 选矿废水的排放量大,与我国矿石资源的品质低 [12] 下、选矿工艺复杂、入选矿石量大等因素密切相关。 总体来说,我国目前每处理 1 t 矿石,磁选、浮选法需 部浮萍死亡 。 氰化物是剧毒药剂,极少量的氰化 [ 13] 。 物及其衍生物就会使人、畜短时间内中毒死亡 3 3 用水 4 ~ 7 m ,重选法需用水 20 ~ 26 m ,浮磁联选需 2 2 2 ꢀ 选矿废水的治理技术 . 1ꢀ 选矿废水的典型治理技术 . 1. 1ꢀ 自然净化法 3 3 用水 6 ~ 10 m ,重浮联选需用水 20 ~ 30 m 。 这些用 水除少部分循环利用,大部分则随尾矿以浆体的形式 [ 4] 。 排出选矿厂 自然净化法作为最廉价、最简单的废水治理方 固体悬浮物含量高是选矿废水的最直观特征,这 些固体悬浮物主要是微细粒原生矿泥颗粒和次生矿 泥颗粒,若选矿过程中使用了水玻璃等分散剂,则废 水中固体悬浮物的含量将更高、稳定性更好,更不易 法,被我国的选矿厂普遍采用。 自然净化法常以尾矿 库为构筑物,废水通过管道运输至尾矿库,在库内发 生沉淀、水解、氧化、挥发、光照降解甚至生物分解等 作用,使悬浮颗粒和残余药剂浓度降低,甚至基本去 除。 [ 5] 沉降 。 残留化学药剂和重金属离子是选矿废水形成危 自然净化的效果与曝晒时间、光照强度、水体温 度、初始 pH 值、溶解氧等因素有关。 通常曝晒时间 越长、光照强度越强、温度越高,自然净化效果越好。 害的主要因素,也是最难治理的因素。 这种情况在有 色金属矿山表现得尤其严重。 绝大多数矿山的选矿 废水中不同程度含有铜、铅、锌、镉、锗、铬、砷等重金 属离子,由于重金属离子具有不可降解性,将长期潜 [ 14] 赵永红等 研究了模拟废水中丁基黄药的自然降解 规律,得出初始浓度为 10 mg / L 的丁基黄药,在 pH = [ 6-7] 伏在水体中,使其成为选矿废水治理的难点 。 残 4 . 5 的情况下,经 3 d 的自然降解,浓度可降至 0. 05 留的化学药剂主要是浮选过程中加入的捕收剂、起泡 剂和调整剂,它是导致水体化学需氧量(COD)、生化 需氧量(BOD)、pH 值(强酸或高碱)等指标超标的主 mg / L 以下,达到国家排放标准。 研究还发现,丁基黄 药初始浓度越高、初始 pH 值越低、曝晒时间越长,自 [ 15] 然降解速率越快,分解越彻底。 武山铜矿 选厂根 据矿石性质、工艺流程及药剂制度,将选矿厂的铜精 矿和硫精矿过滤水与铜、硫浮选尾矿浓缩溢流水合 并,自然沉降一定时间后直接回用于选铜系统,同时 将地下采场的酸性废水直接用于选硫,不但没有影响 铜精矿和硫精矿品位,还提高了硫回收率,减少了药 [ 8] 要因素 。 选矿废水的基本特征取决于选矿厂的规模、矿石 的性质、磨矿细度、工艺流程和药剂制度等。 通常选 矿厂规模越大,废水排放量就越大;磨矿粒度越细,废 水中固体悬浮物含量就越高;矿石性质越复杂,废水 中重金属离子种类就越多、浓度就越高,COD、pH 值 等指标也越容易超标。 [ 16] 剂消耗,使废水回用率达 65% 以上。 王秀芹 通过 模拟试验研究了氰化物在废水、废渣和土壤中的自然 净化规律,发现氰化物在自然环境下可以发生自然降 1 . 3ꢀ 选矿废水的危害 选矿废水的水质特征决定了其对生态环境和人 ꢁ kt 解,且降解规律基本符合负指数方程( C = C0 e ) 模 型。 在含氰废水中,氰化物的降解是一级动力学反 应,一般降解的初始速度较快,随时间的延长逐渐缓 慢,且温度越高、室外紫外线越强和气体扩散条件越 好,净化就越彻底。 类健康构成的潜在危害,主要表现有:①强酸或强碱 性废水外排会降低所接受水体的自净功能,危害水中 藻类、鱼类及其他水生动植物的生长,严重时会导致 [ 9] 水生生物死亡 。 ②废水中的悬浮物会降低水体的 透明度,影响浮游植物的光合作用,加剧水体富营养 [ 10] 自然净化法具有成本低、管理方便、无二次污染 等特点,但存在净化不彻底、耗时长、气候等自然因素 干扰大等问题,特别在高寒地区,往往会因为净化效 率低下而影响废水的回用。 因此,自然净化法通常可 作为选矿废水的预处理方法,或用于成分相对简单的 重、磁选废水的处理。 化,破坏水体生态环境 。 ③含有大量重金属离子 的废水排入水体或土壤中,通过植物的根部吸收进入 体内,过量会影响植物的生长和发育,严重时将导致 植物枯萎、死亡;重金属过量还能使水生动物机体代 谢紊乱、诱发疾病、影响发育;最严重的是能通过食物 [ 11] 链的富集危害人类的健康 。 ④废水中残留的药 · 72· ꢀ ꢀ ꢀ 冯章标等:选矿废水治理与循环利用技术现状及展望ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 7 期 2 . 1. 2ꢀ 酸碱中和法 (PAM)。 混凝剂的选择至关重要,它直接关系到净 化效果的好坏。 近年来,改性传统混凝剂和开发新型 酸碱中和法是一种传统的废水治理方法,因简单 + [20] 混凝剂成为研究的热点。 郭朝晖等 在对聚硅酸硫 实用而广泛采用。 这其中既包括酸性废水中的 H ꢁ ꢁ + ( 或碱性废水的 OH ) 与中和剂中的 OH (或 H ) 发 酸铝 铁 中 铝 硅 铁 比 进 行 的 优 化 研 究 中 发 现, 用 w(Fe) ∶ w(Al) ∶ w(Si) = 1 ∶ 1 ∶ 1 的改性聚硅酸硫 酸铝铁处理钨铋多金属选矿废水,处理后废水的浊度 为 70 NUT、固体悬浮物的去除率达 95% 以上,COD 为 72 mg / L、去除率达 70% ,As、Be 和 Pb 去除率均达 生反应,生成中性水分子,同时,矿浆的合适碱度也有 利于重金属离子与氢氧根离子反应生成难溶的氢氧 化物沉淀,从而消除重金属污染。 生产实践中常用的中和剂有石灰、消石灰、硫酸、 碱性废水废渣(电石渣等)、酸性废水废气(CO2 、SO2 及其溶液等)等。 在选择中和剂时应优先考虑厂区 周边的废料,以达到“以废治废” 的目的。 理论上各 重金属在一定 pH 范围内均能沉淀,因此控制好 pH [ 21] 90% 以上。 陈伟等 对某高 pH 值、含重金属离子和 多种有毒化学污染物的铅锌尾矿废水,用稀硫酸调 pH 至 9. 0 ~ 10. 5—FeSO4 、PAM 混凝沉淀—ClO2 氧 化吸附工艺处理,在选矿工艺适当优化和药剂用量小 幅调整的情况下,将处理后的无色无味废水回用于生 产系统,使铅锌回收率提高了 3 ~ 4 个百分点,实现了 经济和环境效益双提高的目标。 某铅锌选矿废水用 [ 17] 值是中和法的关键。 郑雅杰等 采用二段中和法处 理某矿山的酸性废水,结果表明:用石灰调 pH 至 5 时,Fe、Mn、Zn 离子去除率均较低,分别为 14. 14% 、 2 + 5 1 . 94% 和 13. 91% ;用氢氧化钠二段中和,调 pH 为 0. 2 时,Fe、Mn、Zn 离子去除率均可达 99. 7% 以上。 聚合氯化铝处理后,Pb 的去除效果较好,但废水中 的还原性有机药剂去除率只有 20. 25% ,且处理后的 [ 22] 通 德兴铜矿根据“以废治废,综合治理”的原则,用选矿 厂的碱性废水(不够时加部分石灰)中和采场的酸性 废水,然后将尾矿库内 pH = 7 ~ 8 的澄清水与清水按 废水回用会导致铅精矿含锌高等问题,董栋等 2 + 过使用活性炭进一步吸附处理, 使 Pb 去除率达 93. 24% ,还原性有机药剂去除率达 56. 32% ,处理后 废水回用的浮选指标与使用清水相当。 4 ∶ 1 的比例混合返回选矿系统,不仅提高了选硫指 [18] [19] 标,而且取得了显著的环境效益 。 王辉等 采用 分段中和法处理某铀矿山的酸性废水,将二段中和后 的浓密机底流部分回流到一段中和池再次处理,以充 分利用底流中未反应的石灰乳,不仅可节省 25% 的 石灰并降低产泥量,而且使沉降效果更好、废水处理 效率更高。 混凝沉淀法可以有效去除选矿废水中的悬浮颗 粒和一些重金属离子,是一种成熟、稳定、高效的废水 治理方法,但也存在对有机化学药剂净化不彻底,因 药剂用量过大易产生二次污染等问题。 2. 1. 4ꢀ 化学氧化法 化学氧化法是深度治理选矿废水中残留浮选药 剂的有效方法,特别是近年发展起来的高级氧化技术 (AOP)能彻底去除废水中持久性难降解有机污染 物。 化学氧化法的实质是,氧化剂通过夺取废水中有 机污染物中的 H 原子等途径,将有机污染物氧化成 无毒或低毒的小分子物质,或转化为容易从水中分离 的物质,从而降低废水的 COD、BOD。 常见的氧化剂 有臭氧、Fenton 试剂、双氧水、次氯酸钠等。 酸碱中和法具有管理方便、费用较低、操作简便、 处理量大、适应性强和运行稳定等优点,但也存在一 些问题,如在用石灰中和时,设备及管壁结垢严重、污 泥增量较大、易产生二次污染等。 2 . 1. 3ꢀ 混凝沉淀法 混凝沉淀法是目前治理选矿废水较成熟的一种 方法,常与活性炭吸附或氧化法组成混凝沉淀—活性 炭吸附法和混凝沉淀—氧化法。 混凝净化的原理是 混凝剂通过电性中和与双电层压缩作用、凝聚物网 捕—共沉淀作用、高分子桥连卷带作用使废水中分散 的胶体颗粒脱稳,继而凝聚成大颗粒絮体,并最终沉 淀下来。 某铜钼尾矿废水中残留有大量的浮选药剂,直接 [ 23] 回用会影响浮选指标。 王然等 采用臭氧氧化法处 理该废水,发现在最佳工艺条件下,对捕收剂 PJ ꢁ # 053、煤油及起泡剂 2 油的去除率均很高,处理水回 用于铜、钼浮选流程,得到了理想的生产指标。 针对 某多金属硫化矿浮选废水不能回用的问题,王自超 混凝沉淀法使用的药剂主要包括凝聚剂和絮凝 剂 2 大类。 凝聚剂主要有氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯 化铝、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫 酸铁(PFS) 等,使用最普遍的絮凝剂是聚丙烯酰胺 [ 24] 等 采用臭氧氧化—活性炭吸附工艺进行了净化条 件研究,结果表明,当臭氧浓度为 33. 3 mg / L,活性炭 用量 20 mg / L 时,废水在臭氧反应器中停留 4 h 可使 · 73· 总第 481 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 7 期 COD 下降 57% ,pH 降至 8,满足废水回用于浮选作 物,从而达到净化废水的目的。 微生物由于本身特有 的化学结构和生物特性,可以与呈溶解态或胶体态的 有机污染物或重金属离子发生吸附、分解作用或将它 们转化为不溶性化合物而分离去除。 [ 25] 业的要求。 Ai Guanhua 等 用 Fenton 试剂对黄原酸 2 + 盐进行了降解试验,结果发现,在 pH=3,Fe 和 H2 O2 浓度分别为 21、28 mg / L 时,黄原酸盐的降解率可达 [ 26] 9 5. 45% 。 Liu Runqing 等 的研究表明:臭氧能高效 筛选并驯化出合适的菌株是微生物法治理选矿 [ 31] 地分解废水中的丁基黄原酸钠,1 min 时丁基黄原酸 钠的去除率高达 87. 55% ;6 min 时接近 100% , 且 COD 迅速降低;60 min 时 COD 下降 72. 11% 。 化学氧化法治理选矿废水具有操作稳定、反应彻 底、处理效率高并能提高废水的可生化性等特点,特 别对于处理高 COD 的有机废水具有显著优势,但也 存在运行费用较高等问题。 废水的重点。 陈月芳等 发现,从某铅锌矿选矿废 水排水沟土壤中分离出的耐铅锌微生物菌株 T1 可以 2 + 2+ 很好地吸附矿山酸性废水中的 Zn 和 Pb 。 研究表 2 + 2+ 明,废水中 Zn 和 Pb 的初始浓度分别为 100 mg / L 和 30 mg / L、pH = 4. 0、T1 菌体浓度为 3 g / L、吸附时 2 + 2+ 间为 6 h、吸附温度为 30 ℃ 情况下,对 Zn 和 Pb 的 吸附量分别达 26. 62 mg / g 和 6. 9 mg / g,吸附率最高 [ 32] 2 2 . 2ꢀ 选矿废水的新型治理技术 . 2. 1ꢀ 人工湿地法 分别为 79. 86% 和 69. 04% 。 林海等 以火山岩滤 料为载体、BAF 为反应器,研究了 Klebsiella sp 菌对 2 + 矿山酸性废水中 Cu 的吸附机理和去除效果,结果 2 + 人工湿地法是近年来发展起来的新型废水治理 技术,因其生态化的治理理念而广受国内外学者的青 睐。 人工湿地是仿照自然湿地人工修建并参与监督 控制的具有流动或静止水体的浅水水域,是以基质— 植物—微生物为核心的综合生态系统,可通过基质截 留、过滤、吸附,植物吸收、拦截,微生物摄食、分解等 途径去除废水中的污染物,充分发挥了物理、化学和 发现:Cu 的去除是通过火山岩表面的生物膜而非火 山岩滤料实现的;在串联的 2 段 BAF 反应系统中, 2 + Cu 的 总 去 除 率 高 达 99. 21% 。 E. Fosso ꢁ Kankeu [ 33] 等 分别研究了菌种 Brevundimonas spp、 Bacillaceae bacteria 和 Pseudomonas aeruginosa 对矿山废水的吸 附效果,并用朗缪尔吸附等温线对菌种的吸附行为进 行了拟合,发现这 3 种菌的吸附以表面吸附为主。 微生物法治理选矿废水拥有巨大的发展潜力,具 有环境友好、选择性好、二次污染少等特点,甚至还可 以回收某些重金属原料,但如何筛选出适应性强的菌 种是个难题。 [ 27] 生物的协同作用 。 人工湿地法在国外应用较早;我国的凡口铅锌矿 较早开展了这方面的研究,并发现以宽叶香蒲为主的 水生植物净化矿山废水效果很好,水质可以明显改 [ 28] [29] 。 Onur Can Türker 等 研 究 了 典 型 湿 地 植 善 物———宽叶香蒲和芦苇对土耳其某著名硼矿废水的 净化效果,数据统计分析表明;平流式人工湿地系统 中的宽叶香蒲对硼的吸收能力达 1. 3 g / kg,对硼的去 除率达 40. 7% ;芦苇对硼的吸收能力达 839 mg / kg, 2. 2. 3ꢀ 光催化氧化法 光催化氧化技术是 20 世纪 80 年代快速发展起 来的一种新的废水治理技术,因降解速度快,净化度 高,节能环保而成为选矿废水治理领域研究的热点。 光催化氧化废水的原理可以结合半导体能带理论解 释:光催化剂吸收光能,电子受辐射跃迁,生成活性很 高的电子ꢁ空穴对,可以与吸附在催化剂粒子表面 [ 30] 去除率为 27. 2% 。 A. O. Babatunde 等 对爱尔兰的 人工湿地运行状态进行了多年的监测,统计结果表 明,人工湿地对 BOD、COD 和 NH3 ꢁN 的去除率分别 为 76. 8% ~ 99. 8% 、76. 3% ~ 99. 7% 、67% ~ 99. 9% , 湿地总体运行稳定、效果良好。 的—OH 或 H O 作用生成氧化性极强的·OH,·OH O 和 CO 等小分子无机物。 2 能将有机物氧化成 H 2 2 人工湿地法为治理选矿废水提供了一条绿色化、 生态化的技术路线,符合我国的基本国策,具有广阔 的推广前景。 但也存在基质易堵塞、占地面积大、受 气候等因素干扰大等局限性。 TiO2 是一种理想的光催化剂,因耐腐蚀、催化效 率高而成为现阶段研究的热点, 但因其带隙较宽 (3. 2 eV),导致对太阳能的利用率较低。 TiO2 的掺 杂改性 和 寻 找 新 催 化 剂 成 为 研 究 的 突 破 口。 K. [ 34] 2 . 2. 2ꢀ 微生物处理法 Vignesh 等 发现,利用 CdS 和 CuWO ,通过化学浸 4 渍法可以有效提高 TiO 纳米颗粒的光催化活性。 雷 微生物处理法是一种很有发展前景的废水治理 2 [ 35] 方法,对于矿山酸性废水具有显著的优势。 其净化原 绍民等 用溶胶凝胶法制备了 TiO2 胶体,并用其处 理是利用微生物的新陈代谢作用降解水体中的污染 理含羟肟酸类捕收剂的选矿废水,结果发现该新型光 · 74· ꢀ ꢀ ꢀ 冯章标等:选矿废水治理与循环利用技术现状及展望ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 7 期 催化材料具有很强的催化降解能力,催化 180 min 的 综合治理的原则,有针对性地选择治理方法,特别应 加强各种治理方法的联合使用。 可以考虑典型治理 法与新型治理法的有机结合,优化工艺流程,提高处 理效率。 [ 36] 脱色率达 95. 44% ,并能多次循环使用。 廖河东等 结合水热法焙烧制备了新型光催化剂 CuWO4 ,并用 其降解选矿废水中残留的乙基黄药。 结果发现,600 ℃ 焙烧制得的 CuWO4 ꢁ600 对乙基黄药有很好的降 (2)应加强选矿废水的水质特性分析工作,特别 是对组分复杂体系中重金属离子和残余药剂的物化 特性、存在形态、分布特征及其相互作用情况开展深 入的分析研究。 解效果;吸附动力学和光催化动力学试验还发现,其 吸附符合 Langmuir 吸附模型和一级动力学方程。 光催化氧化法具有巨大的开发价值,已成为废水 治理一个新的研究领域,但目前更多处于实验室研究 阶段,对其净化机理还有待深入探讨。 (3)在深入开展传统废水处理剂改性和新型高 效无毒废水处理剂开发工作的同时,也应借助数学建 模、软件分析等手段强化对废水净化机理的研究。 (4)人工湿地法、微生物处理法和光催化氧化法 等新型治理技术一般都有环境友好的优点,因此应深 入探讨各处理法的工艺流程、影响因素和药剂制度等 实际应用问题,从而推动这些新技术的大规模、工业 化应用。 3 ꢀ 选矿废水循环利用技术现状 选矿废水的循环利用方式可归纳为集中回用与 [ 21] 分质回用 2 类 。 ( 1)尾矿库溢流水的回用属典型的集中回用方 式。 该方式充分利用了尾矿库的自然净化作用,将选 矿废水全部汇入尾矿库,经自然沉降后再将溢流水集 中返回选矿生产系统,若这种溢流水的回用还影响选 矿指标,则需配合使用混凝沉淀、酸碱中和等方法,然 后再返回使用。 该循环方式的好处是成本较低,药剂 消耗量少,供水系统的水量平衡也易于调控,管理也 较方便。 我国大多数选矿厂均采用该方法,尤其是以 重选、磁选为主的选矿厂。 (5)分质回用是选矿废水循环利用技术的一个 重要的发展方向,应加强对分质回用工艺流程的研 究,使该工艺能高效、低成本地服务于矿物的分选。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ 1]ꢀ 沈ꢀ 镭,高ꢀ 丽. 中国西部能源及矿业开发与环境保护协调发 展研究[J]. 中国人口·资源与环境, 2013(10):17-23. ( 2)分系统分质回用方式。 该方式根据选矿废 Shen Lei,Gao Li. Managing energy and mineral resources develop- ment and pollution control coordinately in the Western China[ J]. China Population·Resources and Environment,2013(10):17-23. 水的水质特征与分布状况,将选矿厂的部分废水优先 直接回用于生产或经适当处理后再回用于生产,而剩 余的选矿废水集中后再送至尾矿库处理。 由于选矿 废水来源点较多,选别过程中不同作业点对水质的要 求也不同,采用分段分质返回技术,可以最大限度地 降低回水中残余污染物(如药剂等)对选矿指标的影 响,有的甚至还可以减少药剂消耗量,提高选矿指标。 武山铜矿将铜精矿的溢流水直接返回选铜作业,以便 充分利用回水的碱度和剩余的药剂,在不影响选铜指 [2]ꢀ 罗立群,柳ꢀ 溪. 选矿废水回用技术动态[ C] ∥2012 年全国选 矿前沿技术大会论文集. 北京:冶金工业出版社,2012. Luo Liqun,Liu Xi. Reuse technology dynamic of mineral processing wastewater[C]∥Proceedings of National Mineral Processing Preface Technology Conference in 2012. Beijing: Metallurgical Industry Press,2012. [ 3]ꢀ Chen Jianming,Liu Runqing,Sun Wei,et al. Effect of mineral pro- cessing wastewater on flotation of sulfide minerals[ J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2009(2):454-457. 4]ꢀ 罗仙平,谢明辉. 金属矿山选矿废水净化与资源化利用现状与 研究发展方向[J]. 中国矿业,2006(10):51-56. [ 15] 标的同时减少了药剂用量 。 此外,凡口铅锌矿也 采用了废水分类处理,分质返回的方法。 分质回用方 式比较适合于生产规模较大,各选别系统水量较多的 选矿厂。 [ Luo Xianping,Xie Minghui. Situation of purifying and comprehensive utilizing mineral processing wastewater and its development trend in nonferrous metal ore mining [ J]. China Mining Magazine, 2006 (10):51-56. 4 ꢀ 结论与展望 近些年来,我国选矿废水治理与循环利用技术有 [ 5]ꢀ 张春菊. 白钨选矿废水零排放技术研究[D]. 赣州:江西理工大 学,2009. 了长足的进步,特别是新型治理技术的研究正不断深 入,但由于选矿废水是一个复杂的混合体系,典型治 理法和新型治理法都有不同程度的局限性。 对此,今 后应从以下几个方面深入开展研究工作: Zhang Chunju. Rescarch on the Zero Discharge Technology of Scheelite Flotation Effluent[D]. Ganzhou:Jiangxi University of Sci- ence and Technology,2009. ( 1)根据选矿废水的水质特征,利用优势互补, [6]ꢀ Gong Xing,Chen Zhihua,Luo Zhaohui. Spatial distribution,temporal · 75· 总第 481 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 7 期 variation,and sources of heavy metal pollution in groundwater of a century-old nonferrous metal mining and smelting area in China[J]. 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