选矿废水

 选矿废水是选矿工艺排水、尾矿池以流水和矿场排水的统称。废水水量大，悬浮物含量高，含有害物质种类较多而浓度较低。每吨矿石选矿用水量为5-10吨。废水水质随选矿种类而异，主要含有重金属离子（铜、锌、铅、镍、铁、钡、砷、镉等）和选矿药剂（黄药、黑药、氰盐、松根油、甲酚、硫酸铜、重金属盐类、硫酸钠、硫酸、石灰等）选矿废水不经处理排放或流失会严重污染环境，危害水产和植物及人体健康。一般设置大容积尾矿水（悬矿工艺排水与尾矿浆）沉淀-贮存池，常利用峡谷、坡地、河滩等地形并以堤坝围筑而成，悬浮物沉积于底部废水在池内停留大于一昼夜，溢流水可循环使用，并根据要求有时需经中和、吸附、氧化补充处理。

1973年中国选矿废水排放量达10亿立方米。选矿废水中的主要有害物质是重金属离子和选矿药剂。

在选矿过程中加入的浮选药剂有如下几类：

   ①捕集剂：黄药（ROCSSMe）、黑药【(RO)2PSSMe】、白药【CS(NHC6H5)2】。

   ②抑制剂：氰盐（KCN,NaCN）、水玻璃(Na2SiO3)。

   ③起泡剂:松根油、甲酚(C6H4CH3OH)。

   ④活性剂：硫酸铜、重金属盐类。

   ⑤硫化剂：硫化钠。

   ⑥矿浆调节剂：硫酸、石灰等。一些金属矿山选矿废水水质如表。

选矿废水不经处理排放或流失会严重污染水源和土壤,危害水产和植物,淤塞河流、湖泊。第二次世界大战期间，日本三井金属矿业公司神冈铅锌矿选矿废水和冶炼厂镉车间废水排入神通川,水体和农作物受到污染,当地居民由于长期食用受镉污染的水和稻米，1951～1968年有200多人患镉中毒症,称痛痛病。中国的有色金属矿山大多分布在长江以南，选矿废水的排放对河流、湖泊水源和农业、渔业生产造成很大威胁。有的河流、湖泊被尾矿淤积，浮选剂臭气四溢，使鱼类受污染而不能食用，渔业减产。

尾矿池是大容积的沉淀－贮存池，可以利用地形设置在峪谷、坡地、河滩或平地上，以堤坝围筑而成。池内设置排水井和排水管，或沿边缘开设排水沟，尾矿水在池内澄清净化后溢流排出。尾矿水中的悬浮物沉淀在池底部贮存。废水在池内至少停留一昼夜。此法可有效地去除废水中的悬浮物，重金属和浮选药剂含量也有所降低。停留时间愈长，处理效果愈好。尾矿池溢流水可循环使用。重选、磁选和单一金属矿的简单浮选，对水质要求不高,水循环利用率可达80%,或完全不排水。当尾矿颗粒极细以及部分呈胶体状态，可向尾矿水中投加混凝剂以加速澄清过程和提高处理效果。如在尾矿水中投加石灰，可去除60～70%的黄药和黑药。

尾矿池上清液如达不到排放标准时，应作进一步处理。

常采用的处理方法有：

①去除重金属可采用石灰中和法和焙烧白云石吸附法。去除 1毫克铜需石灰0.81毫克,1毫克镍需石灰0.88毫克,pH要求控制在8.5以上。用粒度小于 0.1毫米的焙烧白云石吸附可去除铜、铅离子。去除1毫克铜需白云石25毫克,1毫克铅需白云石2.5毫克。

②去除浮选剂用矿石吸附法，采用铅锌矿石可吸附有机浮选剂，去除1毫克有机浮选剂需铅锌矿石200毫克。用活性炭吸附法处理更为有效，但价格昂贵。

③含氰废水主要采用化学氧化法，如漂白粉氧化法；也可用硫酸亚铁石灰法和铅锌矿石法除氰，每克氰加200克矿石,可去除简单氰化物约90%，或复合氰化物约70%。高浓度含氰废水可以回收氰化钠。

参考资料

1．  废水处理工艺  ．污水宝 [引用日期2012-10-22] ．

开放分类：环境

    1、碎矿过程中湿法除尘的排水，碎矿及筛分车间、皮带走廊和矿石转运站的地面冲洗水：这类水主要含原矿粉末状的悬浮物，一般可经沉淀后即可排放，沉淀物可进入选矿系统回收其中的有用矿物。

    2、洗矿废水：含大量悬浮物、通常经沉淀后澄清水回用于洗矿，沉淀物根据其成分进入选矿系统后排入尾矿系统。有时洗矿废水呈酸性并含有重金属离子，则需作进一步处理，其废水性质与矿山酸性废水相似，因而处理方法也相同

    3、冷却水：碎、磨矿设备油冷却器的冷却水和真空泵排水，这类废水只是水温较高，往往被直接外排或直接回用于选矿。

    4、石灰乳及药剂制备车间冲洗地面和设备的废水：这类废水主要含石灰或选矿药剂，应首先考虑回用于石灰乳或药剂制备，或进入尾矿系统与尾矿水一并处理。

    5、选矿废水。包括选矿厂排出的尾矿液、精矿浓密地溢流水、精矿脱水车间过滤机的滤液、主厂房冲洗地面和设备的废水，有时还有中矿浓密溢流水和选矿过程中脱药排水等：这是选厂废水的主要来源，其有害成分基本相同，尾矿液更含有大量的悬浮物。

   针对选矿废水中的污染物，可以采用的处理单元分别如下：

   悬浮物：主要采用预沉淀、混凝/沉淀法。

   酸碱性废水：废水相互中和法、尾矿碱度中和酸性。

   重金属离子：调节原水pH值共沉淀或浮选技术、硫化物沉淀、石灰-絮凝沉淀、吸附技术(包括生物吸附)、螯合树脂法、离子交换法、人工湿地技术。

   黄药、黑药：铁盐混凝/沉淀法、漂白粉氧化、Fenton氧化降解法、人工湿地技术。

   氰化物：自然净化法、次氯酸盐/液氯氧化、过氧化氢氧化法、铁络合物结合法、难溶盐沉淀法、酸化-挥发再中和法、硫酸锌-硫酸法、二氧化硫空气氧化法、电解氧化化法、臭氧氧化法、离子交换法、生物降解法、人工湿地。

   硫化物：与含重金属废水互相沉淀、吹脱法、空气氧化法、化学沉淀法、化学氧化法、生化氧化法。

   化学耗氧物：混凝/沉淀、生物降解、高级氧化、吸附法。

漂白粉的主要成分是氯化钙（CaCl2）和次氯酸钙[Ca(ClO)2]，因 其良好的消毒、漂白和除臭性能在日常生活中得到广泛应用． 在pH值9.5以上的溶液中，漂白粉几乎完全水解为具有强烈氧化作用的次氯酸根ClO-，从而氧化分解氰化物，消除氰化物的毒性。氰化物氯化过程中的化学反应如下： 

1.漂白粉的水解反应：       2Ca（ClO）2+2H2O→2HClO+Ca（OH）2+CaCl2       Cl2+H2O←→HClO+H++Cl-       HClO←→H++ClO-        2HClO+ Ca（OH）2→Ca（ClO）2+2H2O

 2.局部氧化阶段  次氯酸根氧化氰根的化学反应：      CN-+ClO-+H2O→CNCl+OH-      CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O     在该阶段氧化过程中，pH值应在10以上，因为反应中间产物CNCl是易挥发物，其毒性与HCN相当，在碱性较大的溶液中，CNCl才能与OH-反应生成CNO-，故应保持较高的碱性。  如果溶液为酸性，则因CNCl很稳定，随污水排放会造成二次污染。当pH<9.5时，CNCl与OH-的化学反应不完全，速度又很慢，有时长达数小时以上。只有pH>10时，反应速度才快，只需10～15分钟，反应即可完成。 

 3.完全反应阶段  尽管氰酸根CNO-的毒性仅为氰根的1‰，只有在本阶段的完全氧化，才能彻底除去毒性。这一阶段可以通过增加氧化剂（漂白粉或液氯）的用量来实现。化学反应式如下：        2CNO-+3ClO-→CO2↑+N2↑+3Cl-+CO32-     在本反应中，氰酸根中的碳与氮之间结合键彻底破坏。此反应pH值应控制在7.5～8.5之间最为有效，完全氧化只需30分钟。