钼铁矿石选矿废水处理与综合利用的研究

我国每年矿山生产排放的废液占全国工业废水总量的10%，而处理率仅为4.23%;大量未经处理的废水排入江河湖海，污染严重;排放的固体废料每年在 8亿吨左右，占工业固体废弃物总量的85%;由废渣、尾矿造成水体严重污染的有色金属矿山达30多座。每年矿业废气排放量达3863亿方，矿产资源开发利用过程中产生的尾矿自然粉尘、扬尘、天然气和一些易挥发气体的污染随着矿业活动程度的增加而加剧。目前，我国选厂存在的问题是耗水量大，废水处理量多，废水污染问题严重，选矿厂废水没经过处理，直接排入尾矿库内进行循环利用。尾矿库成为了危险源，环境风险及隐患非常大，因此，选矿厂的环境问题备受关注。

1.选矿废水的来源

某选矿厂的选别矿石为钼铁矿，矿山规模为年产铁精粉4万吨，年产钼精粉1500吨。选矿工艺采用二段一闭路破碎+二段二闭路球磨+浮选工艺+ 磁选工艺。原矿经颚式破碎机破碎后，经运输带送至惯性振动筛，筛下12毫米以下矿石进入粉矿仓，筛上不合格产品送到圆锥破碎机细碎后再返回筛分作业。粉矿仓矿石送至格子型球磨机磨矿后经螺旋分级机分级，粗粒产品返回球磨，细粒产品经砂泵扬送至水力旋流器进行分级，细粒级进入浮选，粗粒级进入溢流型球磨机再磨后再返回分级作业。一、二系列的浮选流程相同，都是一次粗选，四次扫选，二次粗精选;而三系列的浮选流程略有不同，不同的地方是比一、二系列增加了一次扫选。这3个系列有一个共同的精选流程是五次精选，一次精扫选，精尾返回粗选。精选得到的产品经过过滤、干燥得到钼精矿。如果是选别钼、铁矿石时，一系列或二系列的浮选尾矿自流至新京葡萄·入口进行磁粗选作业，铁粗精矿进入共同的分级、再磨、磁选流程。粗精矿由砂泵扬送至旋流器分级后，细粒产品进入新京葡萄·入口进行两次精选得到的产品经过盘式过滤机得到铁精矿，粗粒产品经溢流型球磨机再磨后，返回分级作业形成闭路。

2.选矿废水的水量及水质特性

该选矿厂原矿选矿用水9504m3/d，循环水8497m3/d，废水产生量很大。水质情况见表1。

表1 车间总排污口废水监测结果 单位：mg/L(pH除外)

由表1可见，车间总排污口处及尾矿库废水除悬浮物超标外，其他指标包括石油类及化学需氧量均符合标准要求。

3.废水处理基本原理

原矿含泥量大，为提高选矿指标，选矿厂采用水玻璃作为脉石分散剂和抑制剂。较高浓度的水玻璃使得尾矿水中较细的固体颗粒始终保持悬浮不沉，因而不能直接排放，而长期贮存在尾矿库中。尾矿库愈蓄愈满，随时有溢满垮坝的危险。为了减缓尾水库蓄满，不得不将尾矿库上层低浓度浑水循环使用。混水中的细泥再次进入浮选系统严重地影响金属的回收率。为了不影响选矿指标，不得不继续加入分散剂水玻璃，由此形成了严重的恶性循环，因此对尾矿水进行处理，使处理后的水能回用或直接排放已迫在眉睫。

破乳-离心法主要是先通过破乳剂破坏尾矿水的乳化状态，之后运用离心机达到固液分离的目的。试验方法是先把试验用的药剂单独溶解，然后加进搅拌槽，和尾矿水搅拌混合后送入离心机处理。

破乳-离心法的核心就是寻找合适的破乳剂，既能够很好的破坏废水稳定的乳化分散态，还必须具备一定的混凝效果，处理的成本还必须要保证。经过大量的实验研究和论证，发现有机的破乳剂虽然能够破坏废水的稳定乳化状态，但是会极大的增加废水的COD的数值，从而满足不了处理后废水排放的要求。无机破乳剂配以离心机分离。破乳絮凝和离心分离的组合工艺中离心机不但起到了固液分离的目的，而且离心的过程也有破坏乳化状态的作用。

图1 破乳—离心法实验流程

该试验方法要保证水质满足要求，且保证处理量满足相应的要求。

综上所述，破乳-离心分离法处理不仅能够解决长期困扰矿上尾矿库的安全问题，也将会给矿上提供大量的回用水，很好的降低了成本。改造后，为矿上提供大量的回用水，减少对周围环境的影响，废水中的悬浮物能够大幅度下降。每年可节水14.4万吨。本方案预计总投资352万元。年节约水14.40 吨。工业用水3元/吨，每年可实现节约资金43.2万元。废水的处理回用提高工业废水循环利用率的同时又降低尾矿库的环境与事故风险。

4.结语

针对矿山缺水现状，开展尾矿废水净化回用研究，为选矿厂给排水工程设计、废水处理提供基础资料，也为同类选矿企业废水有效治理，改善区域水环境质量，具有很好的推广应用价值。