河南某金矿选矿废水处理及循环回用研究

徐启云

（紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭 364200）

河南某金矿选矿废水处理及循环回用研究

徐启云

（紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭 364200）

针对河南某金矿选矿废水开展了水处理及循环回用研究。结果表明：采用混凝沉淀—氧化—曝气工艺可有效降低废水中的CODcr、SS。净化后的选矿废水作为该金矿浮选回用水，其选矿指标与清水条件下的选矿指标接近。

金矿；废水处理；循环回用；混凝沉淀

河南某金矿采用全浮选工艺处理含金矿石，相比于全泥氰化浸出工艺，其选矿废水主要来源于精矿及尾矿压滤水、除尘、破碎系统洗矿水、设备冷却水、厂房地面冲洗水及选矿生产过程中因“跑、冒、滴、漏”事故池排水等［1～3］，其具有来源复杂、排放量大、重金属离子及固体悬浮物浓度高、残余有机成分性质稳定等特点［4］，如直接排放，势必对生态环境和人类健康构成直接和间接的伤害，所以，为了降低外排废水对环境的压力和提高回水的利用率，试验进行了选矿废水处理及循环回用研究工作，通过对现场选矿废水净化处理，降低废水中影响选矿指标的有害成分的含量，使之满足循环回用的要求，进而提高选矿回水利用率、减少新鲜水量和尾矿库负担，实现选矿清洁化生产［5］。

1 选矿工艺及选矿废水的来源及特点

河南某金矿金选矿日处理量为360 t，全流程分为破碎系统、选矿选别系统和精、尾矿压滤干堆系统。金矿选矿工艺为直接浮选法“一粗三精四扫”工艺获得金精矿和浮选尾矿，金精矿和金尾矿进行压滤分别获得产品和废弃尾矿，而精矿、尾矿压滤水、选厂卫生用水、事故污水合并输送至高位水池中，水池中的废水经自然沉降后经管道输送至破碎、浮选、冲洗用水管道中，不足的清水补自水源。金浮选过程中加的捕收剂为戊黄药，金浮选活化剂为硫酸铜。现场生产工艺流程及选矿废水的产生、回用示意图如图1所示。

图1 现场生产工艺流程及选矿废水的产生、回用示意图

由图1可看出，现场选矿废水主要来源于精矿压滤溢流水、尾矿分级溢流水、清洗卫生污水，通过对这三股水分别进行查定和水质分析所得结果见表1。

结合图1和分析表1可看出，对总选矿废水贡献最大的为尾矿压滤溢流，其主要的CODcr、BOD5以及SS等均超过了污水综合排放标准 GB8978－1996的一级排放标准。同时，选矿废水还具有起泡性好、总溶固高等特点。

2 试样及方法

2.1 试样

试验针对的样品主要为生产矿样和水样。试验所用的生产矿样原矿多元素分析结果见表2，而废水水样为现场总废水输送池水样，其水质分析结果见表3。

表1 各水样水质分析结果

表2 矿石的主要化学成分 %

表3 选矿总废水水质分析结果

2.2 试验方法

2.2.1 混凝试验

分别往0.5 L废水中加入同量的混凝剂，然后加入助凝剂PAM，在相同的搅拌条件下，静置沉降30～40 min，观察溶液沉淀效果，并取上清液测定其中的 CODcr、SS等。

2.2.2 氧化试验

取0.5 L选矿废水经投加一定量的氧化剂二氧化氯，在六联搅拌器上进行氧化试验，搅拌速度为350 r／min，搅拌时间为60 min，然后取上清液测定水体的pH、COD、SS等指标。

2.2.3 曝气试验

取2 L选矿废水经混凝沉降＋氧化处理放入4 L玻璃缸中，放入充气泵进行曝气，曝气时间分别是30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min，然后取样化验水中CODcr等指标。

2.2.4 选矿废水回用

为了最大幅度地利用现场现有的设施，减少现场投资和基建成本，拟定的选矿废水回用方案为选矿废水全循环回用方案，即总废水经过处理后经高位水池回用至破、磨、浮选、清洗等各工段中。为了比较处理后选矿废水对浮选的影响，选矿废水回用浮选试验通过全流程闭路循环试验进行测定，即浮选试验使用现场生产的药剂制度和浮选工艺，在实验室中通过六次大循环闭路试验（处理后的选矿废水－金浮选闭路－产出选矿废水处理－金浮选闭路）进行模拟，试验过程中磨矿用水、浮选补加水、冲洗水均采用处理后的选矿废水。

3 试验结果及讨论

3.1 选矿废水处理试验

3.1.1 混凝试验

对现场总废水进行了混凝沉淀试验，试验考察不同混凝剂对该金矿总选矿废水中影响环境及选矿成分CODcr、SS的去除效果。分别往0.5 L废水中加入3种同量的混凝剂，分别有FeSO4（0.1 g）、聚合硫酸铁（0.1 g），聚合硫酸铝（0.1 g），然后加入助凝剂 PAM（1 mg／L），在相同的搅拌条件下 （300 r／min），静置沉降 30～40 min，观察溶液沉淀效果，并取上清液测定其中CODcr、SS，试验结果如图2所示。

图2 不同混凝剂对废水中影响因子去除效果

由图2可看出，在相同用量条件下，硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝对CODcr的去除效果较差，但是对去除水中的SS有明显的作用，沉降后SS可以控制15 mg／L以下，对比三种混凝剂对废水中的CODcr、SS的去除效果，硫酸亚铁对其去除率最高，同时形成矾花速度较快，沉降速度较快，水质清亮，综合考虑选择采用硫酸亚铁作为最适合混凝剂［6］。

3.1.2 氧化试验

采用硫酸亚铁对该金矿选矿废水进行混凝沉淀处理，其废水CODcr降低至872.1 mg／L左右，去除率54.48%，一段处理后的选矿废水仍具有较高的有机药剂残余，尤其是具有较强的发泡性，直接回用至金浮选工段中易造成夹杂，不利于金精矿品位的提高。所以对一段混凝沉淀后的上清液进行了氧化试验，试验考察不同氧化剂对水中残余的药剂成分氧化分解的效果如图3所示。

曝气是废水处理中常用的一种氧化方式，可用来氧化和挥发水中的选矿残留药剂，曝气的时间长短关系到对水中污染物的氧化和挥发效果，本次试验针对曝气时间对水中COD的去除进行探索研究。取2 L选矿废水混凝沉降＋氧化后液放入4 L玻璃缸中，放入充气泵进行曝气，气量为0.5 dm3／min，曝气时间分别是 30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min，然后取样化验水中CODcr，试验结果如图4所示。

图3 不同氧化剂对废水中有机残余的去除效果

图4 不同曝气时间对废水指标的影响

由图3可看出，在相同用量条件下，不同氧化剂对一段处理后的选矿废水中有机物残余去除效果为：二氧化氯＞次氯酸钙＞双氧水。当二氧化氯用量为25 mg／L时，CODcr去除率达到了58%左右，处理后的水体中CODcr为28.7 mg／L。

3.1.3 曝气试验

由图4可以看出曝气处理水中的CODcr有一定的效果，适当的延长曝气时间，能更好地降解水中CODcr，而且曝气可以去除水中挥发酚、石油类等易发泡成分，经过分析对比，最终确定最佳的曝气时间为1 h，处理后的废水CODcr浓度较低。

3.1.4 废水处理连续试验对选矿废水进行连续处理试验，处理流程如图5所示，处理后的水质见表4。

表4 处理后水质分析结果

由表4可看出，采用如图5所示混凝沉淀—氧化—曝气工艺处理选矿废水，处理后选矿废水CODcr降低至18.7 mg／L，其它成分均低于国家排放标准。

图5 废水处理连续试验流程

3.2 选矿废水回用试验

为了比较处理后选矿废水对浮选的影响，选矿废水回用浮选试验通过全流程闭路循环试验进行相同药剂制度和工艺条件下的平行对比，以浮选过程中回用水类型作为变量。闭路试验流程如图6所示，所得指标，见表5。

由表5可看出，未处理的选矿废水直接回用至磨浮作业各工段中，在相同的工艺流程和药剂制度条件下，金精矿产出品位和回收率较自来水条件下明显降低，同时在闭路试验过程中，未处理的选矿废水对选矿过程的影响主要表现在：粗选和精选泡沫发黏，中矿产率大，循环过程中精矿泡沫和品质不规则地波动等［7］。采用推荐水处理工艺处理后的选矿废水回用至磨浮作业各工段中，全流程闭路试验可得到含Au 79.00 g／t、Au回收率为97.78%的金精矿，与清水条件下指标吻合，表明推荐的水处理工艺可有效地消除影响选矿工艺稳定性及指标的影响因子。

图6 不同回用水小型闭路试验流程图

表5 不同回用水小型闭路试验指标

4 结 论

1.河南某金矿现场生产主要废水为浮选工艺中产生的精矿、尾矿压滤溢流，选矿废水中主要影响因子为CODcr、SS，选矿废水直接回用时，造成浮选过程中粗选和精选泡沫发黏，中矿产率大，循环过程中精矿泡沫和品质不规则的波动。

2.采用推荐的混凝沉淀—氧化—曝气工艺处理选矿总废水后，产出的净化水中CODcr、SS、BOD5等影响选矿指标及工艺稳定性的影响因子均低于国家排放标准，通过小型闭路对比试验可看出，净化水回用至浮选过程中，净化水对浮选影响无影响，最终实现了选矿废水全循环回用。

［1］ 彭新平.黄金矿山井下废水处理试验研究［J］.湖南有色金属，2016，32（5）：56－59.

［2］ 谢光炎，孙水裕，宁寻安，等.选矿废水的回用处理研究与实践［J］.环境工程学报，2002，3（2）：67－70.

［3］ 唐灿富.西藏某铜铅锌选矿废水处理及回用探析［J］.湖南有色金属，2012，28（4）：55－57.

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［6］ 李润生，俞明华，聂祥，等.水处理混凝剂的评价［J］.无机盐工业，2017，（5）：1－4.

［7］ 肖骏，陈代雄，杨建文，等.湖南某低品位晶格金型金矿选矿工艺［J］.有色金属工程，2015，5（3）：63－67.

Treatment and Cyclic Utilization of Mineral Processing Wastewater of a Gold Mine in Henan

XU Qi-yun
（Zijin Mining Group Co.，Ltd.，Shanghang 364200，China）

Mineral processing wastewater treatment and cyclicutilization of a gold mine in Henan province was conducted.The results show that technological process including coagulation sedimentation-oxidation-aeration can effectively reduce the concentration of CODcr，SSof the solution wastewater.Purified wastewater was used as recycled water in gold flotation operation.The indicators of beneficiation are closed to the ore dressing indexes by using tap water as recycled water.

gold mine；wastewater treatment；recycle；coagulation sedimentation

X758

A

1003－5540（2017）05－0058－04

徐启动（1982－），男，工程师，主要从事金、银多金属生产和环保管理工作。

2017－07－20