新疆某铜铅锌矿尾矿废水回用的试验研究

王学猛，原怀保（洛阳理工学院，河南洛阳 471023）

新疆某铜铅锌矿尾矿废水回用的试验研究

王学猛，原怀保
（洛阳理工学院，河南洛阳 471023）

针对新疆某矿业公司选厂用水的实际和尾矿废水的性质，通过调节废水的pH值到10.5，然后再分别加入硫酸铝、聚丙烯酰胺进行沉淀和絮凝，硫酸铝和絮凝剂（聚丙烯酰胺）的用量分别为40 mg／L和0.5 mg／L，最后再经过200 mg／L的活性炭吸附。经此处理后的尾矿废水用于原矿的实验室选别，对选厂的经济技术指标无任何不良影响。该废水的实验室试验处理过程，可作为选厂全部回用尾矿废水时所需药剂和设备选型、计算的依据。

铜、铜、锌矿；絮凝剂；沉淀剂；活性炭；尾矿；废水

新疆某矿业有限公司，是浙江某矿业集团有限公司的全资子公司，位于新疆哈巴河县西北约40 km的萨尔朔克一带，属新疆自治区的阿勒泰地区。矿业有限公司主产铅精矿、锌精矿和铜精矿，目前公司的原矿处理能力为原矿1 000 t／d，年处理原矿25万t。原矿的处理流程为：矿石经破碎、球磨后，先进行铜铅混合浮选，得到的铜铅混合精矿再进行铜铅分选，分别得到铜精矿、铅精矿。铜铅混合浮选、扫选过程之后的矿浆，进行锌精矿的浮选，锌精矿浮选之后的尾矿打入尾矿库，尾矿库澄清的尾矿废水目前没有被利用。选矿流程为铜铅混选，再分选产出铜精矿、铅精矿，混选尾矿进行选锌产出锌精矿。

目前，选矿厂每天需补充新水3 616 t／d，尾矿废水回用较少。这是由于一旦在浮选系列大量使用选矿厂排放的尾矿废水，将会使选矿厂的经济技术指标严重恶化，铅锌铜的回收率大为降低，铜铅精矿的互含升高，使精矿的经济价值减少。另一方面，考虑到该矿业公司位于中国西部，周围的生态环境十分脆弱，出于保护选厂周围的自然环境，减少或消除矿山开采过程中对周围环境影响的目的，新疆环保部门对选矿厂的环保提出更为严格的要求，选矿厂尾矿库中的废水，不允许排入周围的水系，必须循环利用。否则，该矿业公司将被关停。所以，对尾矿库中的选矿废水的性质进行系统研究，提出经济可行的废水处理方案，为设计部门进行尾矿废水的全部回用提供设计依据就显得很是必要和关键［1～6］。

1 选厂原矿及废水性质

该矿业公司的原矿破碎后，先采用铜铅混选，产出铜铅混合精矿后，再进行分选产出铜精矿、铅精矿，尾矿再进行锌浮选产出锌精矿。选矿过程中所用药剂及主要技术经济指标分别见表1和表2。

表1 药剂用量表g／t

表2 近期生产时的精矿产率及成分%

原矿氧化率见表3，由表3可知：该矿业公司处理的原矿石是具有较小氧化程度的多金属硫化矿石。

表3 原矿氧化率

在外排尾矿废水的构成中，来自铜精矿的固液分离废水，合计158.2 t／d，占尾矿废水排放的4.5%，来自锌精矿的固液分离废水345.7 t／d，占外排废水的9.9%，来自铅精矿的固液分离废水100 t／d，占外排废水的2.9%，来自尾矿的废水2 872 t／d，占82.6%。以上废水在尾矿库澄清后，流入尾矿库回水池，尾矿库回水池中的废水成分见表4。借鉴类似废水处理的经验［7～9］，既将尾矿库外排废水全部回用，代替选矿厂的新鲜补充水，又不影响选矿厂的各项经济技术指标，就是本研究的目的。试验中，金属元素成分的化验是用AA－6300C原子吸收分光光度计测量的，COD是用CM－02台式水质测定仪测定，选矿对比试验是在XFD系列单槽浮选机0.5L、1 L、3 L的浮选机中进行的，试验原矿取自生产现场。

表4 尾矿库废水成分

2 试验方法及结果

在综合考虑选矿流程中工艺用水的要求、水处理药剂的价格及方便购买等方面的情况的基础上，初步拟定的选矿中尾矿库废水的处理流程为：先用稀硫酸将废水的pH值由11.5调整到10.5，而后直接进行后续的试验，后续处理的第一步是在废水溶液中添加硫酸铝进行沉淀，沉淀之后用絮凝剂（聚丙烯酰胺）进行絮凝，最后再对处理液进行活性炭的吸附处理。处理后的废水最后进行原矿的选别试验，以考察其对选矿经济技术指标的影响。在这些废水的处理过程中，着重考察了硫酸铝的用量、絮凝剂的用量、活性炭的用量等因素对选矿废水处理指标的影响。

2.1 硫酸铝用量的影响

不同硫酸铝用量下的净化效果试验见表5。表中的数据是不同浓度的硫酸铝在加入废水中，搅拌后静置沉淀30 min中后，取上清液化验而得到的结果。鉴于废水中重金属离子铬的含量较低，不是废水处理过程中的关键因素，所以对上清液不考查铬离子的变化情况，只重点考察铅、锌、铜等元素的变化情况。由表5可知，当硫酸铝的用量在40 mg／L时，溶液中的重金属离子就达到较低的水平，水质也较清。

表5 不同硫酸铝用量的净化试验结果mg／L

2.2 絮凝剂用量的试验

在做不同絮凝剂（聚丙烯酰胺）用量的条件试验时，固定硫酸铝的用量40 mg／L，絮凝剂加入后搅拌30 min，静置90 min，取上清液化验。鉴于上清液中锌、铜、铬等重金属离子浓度较小，对上清液重点考察铅金属离子的变化情况。试验结果见表6。由表6可知，在絮凝剂的用量为0.5 mg／L时，除废水中的COD略有增加外，重金属离子铅就可达到很好的去除效果。

表6 不同絮凝剂的用量试验mg／L

2.3 活性炭的用量试验

活性炭的用量试验见表7。

表7 不同活性炭的用量试验mg／L

由表7可知，在活性炭用量200 mg／L，搅拌30 min，静置90 min，取上清液分析，即可达到理想的重金属离子及COD净化效果。

2.4 选矿对比试验

为了考查按上述流程处理后的尾矿废水对选矿各项技术指标的影响，为此在实验室分别用新鲜水和上述处理后的废水进行实验室的选矿对比试验，试验结果见表8。由表8的试验结果可知，使用处理后的尾矿废水的实验室选矿废水进行的选矿试验，与用新水所得的精矿的回收率十分接近，金属品位甚至还略高于使用新鲜水的品位。这表明选矿中的尾矿库废水经中和调节pH值、加硫酸铝沉淀和絮凝剂混凝、活性炭吸附处理后，各种对选矿指标产生不利影响的因素，得到完全消除或有效控制。所以，该矿业公司尾矿废水的再利用，能够以此试验结果为依据，进行后续的设备选型或配置，以便尾矿库中的废水尽早全部得到利用。

表8 选矿对比试验%

3 结 论

新疆某矿业公司中的尾矿中的废水，在用稀酸调节到pH值为10.5后，用硫酸铝进行沉淀，沉淀时硫酸铝的浓度为40 mg／L，然后用絮凝剂（聚丙烯酰胺）进行絮凝，絮凝时聚丙烯酰胺的浓度为0.5 mg／L，最后用活性炭吸附，吸附时活性碳的浓度为200 mg／L。经此处理后的尾矿废水可以完全回用于选厂，不会对选厂的各项经济技术指标产生不良影响。废水处理的试验结果可作为尾矿废水完全回用时设备和药剂选型、定量的依据。

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The Reusing Study of W aste W ater in the Tailing Pond of Copper Lead Zinc Ores in Xinjiang

WANG Xuemeng，YUAN Huaibao
（Luoyang Institute of Science and Technology，Luoyang 471023，China）

The reusing research experiments have been conducted according to water－related requirements by the mineral processing plant of some Mining Co.，Ltd and the characters of waste water in the tailing ponds.The experiment results show that the pH values of tailing waste water were first adjusted to 10.5.Then the aluminum sulfate and polyacrylamide were used to precipitate and flocculate respectively.The amounts of aluminum sulfate and polyacrylamide were 40 mg／L and 0.5 mg／L.At last，the 200 mg／L activated carbons were used to absorb impurity ion.The economic and technical indicators have no obvious differences when above treatments water and fresh groundwater were used to make contrastive experiments respectively.The experimental results can be used to calculate regents and decide all related kinds of equipmentswhen the whole tailing waste water are completely used in themineral processing plant of Xinwangmining Co.，Ltd.

copper lead zinc ores；flocculant；precipitator；activated carbon；tailings；waste water

X758

A

1003－5540（2017）03－0064－03

2017－03－26

王学猛（1971－），男，讲师，主要从事有色金属铅锌冶炼研究工作。