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發布者：禹州華德|2022-04-21| 返回列表
一、金礦選礦廢水的一般情況
國內絕大多數金礦都采用浮選工藝對金礦石進行處理，其中會是用到多種化學藥劑，用以更有效的利用化學物相性差異實現對對礦物的有效分離。在金礦浮選作業中，較常見的全泥氰化浸出工藝，這種處理方法成本相對較低，分離率較高，但利水資源消耗量相對較大，實際選礦過程中產出的污水危害較大，必須進行二次處理。因此，金礦選礦廢水處理的首要需求是減少污染物，使排出廢水達到國家規定的安全標準，這也是金礦選礦廢水出處理的最核心的要求。
除一般的污染物處理外，選礦廢水的處理還需要考慮兩類特殊問題：其一，選礦工藝操作工程中消耗水資源量大，單純處理廢水仍有可能出現較大規模的水資源浪費，因此選礦廢水的處理還需要考慮水的回收與在利用;其二，選礦的中間環節產生的污水內含有一定量的尾礦漿，其直接處理成本較高，同時內部含有一定比例的礦物，如果是金銀等貴金屬就有較高的再選價值，因此金礦選礦污水也有必要進行再次處理來進一步挖掘礦產資源價值。
二、金礦廢水污染物處理的一般方法和改良
(一)一般選礦污水處理工藝比較
選礦廢水處理的基本方法是將污水其中傾倒，通過一定時間的靜置使懸浮物沉淀，由此對進一步得出的廢物料、廢水進行處理。少數礦物在選礦過程中產生的污水中污染物類型單一，可以直接通過該自然凈化的方式處理。但僅就金礦選礦廢水來說，自然凈化法并不實用，目前并沒有一種一次處理完全能夠使廢水達標的處理方法，大多數情況下需要將多種方法進行組合使用。其中常見的方法主要有如下四類：
第一類，物理吸附法。主要采用活性碳等多孔性吸附劑來吸附廢水中的少數幾種污染物，這種處理方法效果明顯，能夠使吸附后剩余污水的處理難度下降。但常用活性碳材料使用成本相對較高，對于金礦選礦這種用水量較高的污水處理而言不十分適用，而選用低成本吸附劑(如爐渣、泥煤等廉價材料)的效果較差，不能明顯降低后續處理成本。因此在金礦選礦廢水處理中物理吸附法在最終處理時的使用率較低，但部分企業在基于氰化物處理的多次浮選優化工藝中會提高活性炭使用率，這對最終的污染物處理也有一定的積極影響。
第二類，化學沉淀法。在過去我國金礦生產中最常使用的選礦污水處理方法是氧化沉淀法，主要處理選礦污水中的重金屬砷。一般處理方法為在污水液中添加石灰石漿，其與三價和五價砷離子、鈣離子結合為可沉淀的砷酸鈣和亞砷酸鈣，從而分離污水中的砷。實際處理后的沉淀物相對穩定，但近年來污水處理研究多認為三價砷的沉淀物性質穩定略有不足，并有相對更高的毒性，因此一般建議先對污水中的三價砷做氧化處理(轉化為五價砷)再進行進一步的沉淀處理。
第三類，電化學法。這是近年來在國內污水處理領域逐漸流行起來的一種新型處理方法，其本質是對廢水中有害物質進行電解，利用顆粒碳等作惰性物制作陰極，以鐵等制作陽極，將廢水池建構為原電池，充分利用鐵的還原作用，將污水中的部分污染性氧化物的組分還原，其中陽極部分的鐵在反應后形成凝絮，進一步提供吸附作用。這種處理方法對污水中重金屬氧化物的還原處理效果較好，比如對鋅、鉛、鉻的處理效果及其理想(處理率最高可超過99%)。
第四類，過濾法。這是污水處理最原始的一種處理思路，但現代污水處理中的過濾法更為先進也更為復雜，其中選礦廢水的處理常采用連續過濾法，主要采用逆流原理，實現自下而上的多級過濾，同時過濾后的廢料還能夠再次返回特殊選礦環節進行二次處理，實現對礦產資源的有效利用。
(二)金礦選礦廢水處理方法的對比與改良建議
目前金礦選礦廢水的處理方法也基本以上述處理類型為主，具體處理時使用的方法多以自然沉淀做前置處理，采用化學沉淀法做大范圍處理，采用電解法和交換法進一步處理。在整個處理過程中，自然沉淀的處理過程沒有太多可操作空間和改進空間;核心處理及集中在化學沉淀，這也是最有可能完善的環節;電解法是后續處理中保證排水標準的方法，在大多數選礦廢水的處理中有不可替代性，但在金礦選礦廢水中的應用極少，未來有進一步推廣應用的可能性;其他的硫酸鋅法、離子交換法等方法成本偏高，臭氧氧化法實施難度大且不能有效破壞亞鐵和鐵的氰化物。
總體來看，在金礦選礦廢水的處理中，自然靜置是必要性環節，化學沉淀是核心環節，電解處理是可選環節。其中，改進空間最大的是化學沉淀環節，該方案在處理中常用的混凝劑有硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁等，各類混凝劑的處理效果有所差異，筆者也通過對比實驗檢驗了三種混凝劑的特點，經對比發現，單獨使用三類混凝劑(0.2g/L)并加入助凝劑(氯解磷定1mg/L)的情況，經過30分鐘分鐘和處理后測定的重絡酸鹽去除率分別為53.7%、53.3%、53.2%，污染物去除率分別為85.6%、85.1%、84.7%，綜合而言硫酸亞鐵的處理效果更優。同時在混凝沉淀上清物做氧化實驗時發現，不同氧化劑(二氧化氯、雙氧水、次氯酸鈣)對殘余藥劑(重絡酸鹽)的分解效果在25mg/L后緩慢接近上限，分別能夠達到58.3%、29.7%、43.2%的去除率，可見25mg/L或更高濃度的二氧化氯效果最高。
因此本文建議金礦廢水處理最宜以硫酸亞鐵(0.2g/L)、氯解磷定(氯解磷定1mg/L)、二氧化氯(25mg/L)聯合處理，其中二氧化氯僅用于氧化處理階段。對同批次礦物凈化處理后結果如表1所示，處理水質符合國家標準。同時該方案相對成本較低，每立方米污水的處理成本低于0.1元，因此也具有一定的經濟價值。
三、金礦選礦廢水的循環利用的思路
在常見礦物的選礦處理中，已處理污水可達到排放標準，也可以再次投入選礦環節使用，但一般而言循環利用的價值增益不顯著。但對于金礦這種稀有礦物而言，選礦廢水本身就存含有較高價值的可回收金，因此污水循環利用本身有較高價值，而且大多數金礦在選礦環節會進行3次以上的浮選，甚至有超過6次浮選的應用案例，其根本目標就在于多次浮選以實現對礦石中金礦物的高比例回收。
在這個回收過程中污水本身就已經進行了多次利用，只是利用過程并未實現對污水進行凈化處理。結合這一思路來看，一般的金礦選礦廢水在凈化處理后依然可以投入到初始選礦環節作為回用水出現，由此實現再利用，這對于部分類型的礦山而言可能也會創造更高的經濟價值。
對此筆者也進行了對比實驗，如表2所示，廢水無論是否經過處理，重新投入使用都會小幅提升選礦效益，其中未處理污水利用率更高。因此，從理論上看選礦污水不排放，多次循環利用的直接經濟效益最高，但從現實角度來看，選礦污水的價值增益主要出現在單批次循環利用中，大幅增加復選次數的成本會遠超出直接效益，因此一般建議復選控制在6次以內;在此基礎上可以將此后的凈化水進行利用在新批次礦石的選礦中，以此進一步提升經濟效益。(來源：招金礦業股份有限公司蠶莊金礦)
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