新田岭白钨矿选矿废水处理及回用试验研究①

徐凤平， 田建利， 王晴红， 缪亚兵， 吴远婵， 曾 林

（1.湖南新田岭钨业有限公司，湖南 郴州423000； 2.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙410012）

湖南新田岭钨业有限公司白钨矿矿区位于湖南省郴州市西南9 km 的石盖塘镇（市区规划范围），矿区内资源丰富，矿石可选性较好，现保有钨资源量30 余万吨，资源总价值300 亿元以上，是我国最大的白钨矿矿区、世界第二大白钨矿矿区［1-3］。 矿区周边水资源比较匮乏，以现有的供水能力，干旱季节可能会出现供水严峻的状况。 为解决选厂生产用水短缺的难题，近年来公司在安和选厂进行了西岭沟尾矿库废水循环利用工业试验，采用多种废水处理工艺，对处理水进行选矿试验，出现了钨精矿回收率和质量下降的问题。 故目前选厂的尾矿废水直接进入尾矿库澄清，尾矿库溢流水再进行简单处理后达标排放。

据统计，目前我国矿山排放的废水约占工业废水总排放量的10%［4］，排放量巨大，若能有效回收利用，将成为矿山生产的重要水资源，有效缓解矿山水资源不足问题，无论从节约水资源角度，还是从企业可持续发展角度，都具有十分重要的现实意义［5］。

1 废水水质分析

废水取自现场尾矿库溢流排放口，废水水样的外观清澈，pH 值为11.71，浊度33.94NTU，水质化验结果见表1。

表1 废水水质化验结果／（mg·L-1）

该废水浊度较低，pH 值较高，呈强碱性，水中有机物和还原性无机物较少，残留水玻璃较多，Ca2＋浓度很低，SO4

2-含量较高。 因此，废水处理的重点在于可溶性SiO2的高效去除和pH 值的适当调节［6-9］。

2 试 验

2.1 试验药品及仪器

试验药品包括现场石灰、试验室石灰、硫酸、氢氧化钠、氯化钙、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、CSP⁃13（自制药剂，含有NH4

＋离子）等。浮选矿样取自螺旋溢流矿浆。

试验仪器包括电子天平、pH 计、烧杯和锥形瓶、移液管、500 mL 量筒、秒表计时器、贴有刻度的500 mL沉降管、水质多参数测定仪、紫外分光光度计等。

2.2 试验方法

2.2.1 混凝沉降试验

取适量选矿废水，加入适当药剂，搅拌混匀5 min，转移至沉降管中，开始计时，沉降时间120 min，取上清液进行水质检测或浮选试验。

2.2.2 浮选试验

浮选试验依次在3.0 L、1.5 L、1.0 L、0.5 L 及0.25 L XFD 型浮选机中进行，将矿浆置于浮选槽中，依次加入碳酸钠、水玻璃及捕收剂调浆，浮选一定时间，过滤并干燥浮选精矿、中矿和尾矿产品，测定WO3品位并计算回收率。

3 试验结果及讨论

3.1 废水混凝沉降试验

3.1.1 混凝剂试验

分别取200 mL 废水6 份于烧杯中，添加不同种类混凝剂（用量均为0.5 g／L），搅拌反应5 min 后沉降120 min，取上清液进行可溶性SiO2、Ca2＋和COD 含量检测，混凝剂种类试验结果如表2 所示。

表2 混凝剂种类试验结果

由试验结果可知，试验室石灰去除尾矿溢流水中可溶性SiO2的效果较好，其次是现场石灰、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、CSP⁃13；氯化钙去除SiO2效果较差，且钙离子残留含量较高，说明钙离子的有效利用率较低，混凝反应效率低。

选取现场石灰作为混凝剂，进行了现场石灰用量条件试验，结果见表3。

表3 混凝剂用量试验结果

由试验结果可知，随着石灰用量增加，pH 值逐渐升高，可溶性SiO2含量逐渐降低，残留Ca2＋含量逐渐升高，综合考虑混凝剂成本，确定其用量为0.75 g／L。

3.1.2 反应时间试验

现场石灰用量0.75 g／L，反应pH 值11.8，搅拌5 min，沉淀反应时间对混凝效果的影响见表4。

表4 反应时间试验结果

由试验结果可知，随着反应时间延长，废水中可溶性SiO2和Ca2＋含量逐渐下降，沉降反应120 min 后可溶性SiO2和Ca2＋含量下降明显，水中Ca2＋主要来自石灰的溶解，可加速混凝试验的进程。

3.1.3 废水pH 值试验

现场石灰用量0.75 g／L，搅拌5 min，沉降反应120 min，废水pH 值对混凝效果的影响见表5。

表5 废水pH 值试验结果

由试验结果可知，随着pH 值升高，可溶性SiO2和Ca2＋含量明显下降，即升高pH 值，可提升混凝反应效率，提高Ca2＋有效利用率。

3.2 处理水回用试验

以新田岭钨业安和选厂螺旋溢流矿浆样为浮选给矿，以现场水库清水、选矿废水及处理回用水作为选矿用水，进行浮选开路试验，研究处理回用水对白钨矿选矿指标的影响情况。 并在开路试验的基础上进行了闭路试验。 闭路试验流程如图1 所示，结果见表6。

图1 浮选闭路试验流程

表6 闭路试验结果对比

由闭路试验结果可知，处理回用水和选矿废水对比，精矿产率相近，品位高3.61 个百分点，回收率高3.69 个百分点；处理回用水和水库清水对比，总精矿产率相近，品位高3.01 个百分点，回收率低1.43 个百分点。 可见处理回用水和水库清水的选矿试验指标相当，处理回用水完全能够回用于白钨矿浮选。

4 结 论

1） 采用石灰进行常规混凝反应能够有效消减废水中可溶性SiO2，石灰用量0.75 g／L 并反应120 min可满足要求，强碱性环境能显著提高混凝反应效率。

2） 选矿废水经混凝处理后，可溶性SiO2和Ca2＋含量显著降低，完全能够回用于白钨矿浮选。