选矿厂废水的清洁生产技术研究——以四川某铅锌矿选矿厂为例

四川某铅锌矿的矿石类型与有用矿物嵌布关系均比较复杂，表现在方铅矿与闪锌矿的嵌布粒度不一样，方铅矿与闪锌矿除有单独的晶体外，还有相互间的连晶并呈微细粒嵌布于脉石中，
这使铅锌矿物相互间单体解离困难。

因此，该矿矿石为复杂难选的铅锌矿石。

针对此矿石，采用了具有良好选择性与捕收能力的SN-9#作铅矿物的捕收剂，并采用（YN+ZnSO 4）
组合抑制剂来消除矿石因氧化而存在于矿浆中的Pb 2+对闪锌矿活化的影响，加强抑制锌矿物，在适宜的磨矿细度与矿浆pH值条件下进行铅锌矿物的优先浮选分离的清洁高效选矿新工艺，
新工艺解决了长期困扰该矿选矿厂生产的难题，
提高了铅、锌精矿的质量及其矿中主金属回收率，从而解决了该矿选矿厂生产中的难题，但并未解决生产过程中产生的废水所
作者简介:(1982-),,。

———以四川某铅锌矿选矿厂为例
周李蕾
(四川省有色科技集团有限责任公司,四川成都610037)
摘要：选矿厂废水的处理一直以来都是矿山企业清洁生产的一大难题，本文通过对四川某铅锌矿选矿厂废水进行混凝沉淀-活性炭吸附处理，从而有效解决了废水中的COD Cr 值偏高的问题。

废水回收利用后，废水中残留药剂对生产指标基本上没有太大的影响，还因此节约了部份药剂成本，回收利用效果较好，既降低了废水处理成本，又提高了浮选过程的清洁生产程度，从而可实现选矿厂废水的零排放。

此清洁生产技术对矿山企业保护环境，实现可持续发展具有很好的促进作用。

关键词：矿山企业；清洁生产；保护环境；可持续发展中图分类号：TD982
文献标志码：A
Research on Cleaner Production Technology of Wastewater from Concentrator
———Take A lead-zinc Ore Dressing Plant in Sichuan as An Example
ZHOU Lilei
(Sichuan Non-ferrous Technology Group Co.,Ltd.,Chengdu 610037,China)
Abstract:The treatment of wastewater from the concentrator has always been a major problem in the clean production of mining enterprises.This article uses the coagulation precipitation -activated carbon adsorption treatment on the wastewater from a lead-zinc mine in Sichuan to effectively solve the high COD Cr value in the wastewater.After the waste water is recycled,the residual chemicals in the waste water basically do not have much impact on the production indicators,and therefore save part of the cost of the chemicals,and the recycling effect is better,which not only reduces the waste water treatment cost,but also improves the cleanliness of the flotation process.The production level can realize zero discharge of wastewater from the concentrator.This clean production technology has a good role in promoting environmental protection and sustainable development of mining enterprises.
Key words:mining enterprises;cleaner production;environmental protection;sustainable development
4
引起的环境问题，尤其是在选矿过程中因使用了大量的石灰，一方面造成选矿外排水pH值超标，另一方面在较高的碱度条件下，方铅矿表面容易氧化使铅溶解而易造成外排水中铅离子超标。

随着在全国范围内执行严格的排污收费制度以来，解决该矿选矿生产废水清洁生产技术的问题就具有重要意义。

由于新工艺是在较高pH值条件下实现铅锌分离的，在浮选分离过程中，采用了SN-9#、丁黄药两种捕收剂，ZnSO4、CuSO4、YN三种抑制剂，2#油起泡剂等药剂，因此选矿废水中除了固体悬浮物与浊度较高等环境因素外，还有因使用的药剂等导致废水的COD Cr 较高、重金属含量高、废水的起泡性强等环境问题。

将选矿废水循环使用，必须考虑废水中残留药剂的组成。

对于该矿而言，选矿生产废水中仍含有一定量Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子、黄药、SN-9#与起泡剂成分，这些成分对浮选过程的影响各异，其中残留的黄药与Pb2+、Cu2+离子将对铅锌矿物的优先浮选分离产生恶化作用，因此选矿废水的清洁生产技术研究首先就必须对废水中残留的黄药与Pb2+、Cu2+离子进行处理[1]。

对选矿废水的处理，国外常用浮选、沉淀、活性炭吸附、离子交换、氧化及电渗析等方法,处理后，选矿废水回用率在80%以上；国内常用沉淀、中和、氧化分解、自然降解、等方法处理废水，废水回收利用率仅为30%~60%。

针对该矿实际，重点对
自然降解、混凝沉降、吸附分离等处理
方法分别进行了试验，并与使用新鲜
水进行的试验结果相对比[1]，以探索其
废水清洁生产技术的有效途径。

1新鲜水浮选工艺试验
进行新鲜水的浮选条件试验，并
根据条件试验进行了闭路流程试验。

闭路流程试验见图1，试验结果见表1。

2选矿废水回用试验
2.1不同比例选矿废水回用对铅粗选
的影响
为探索选矿废水回用对铅选别
的影响，首先进行了将选矿废水（未经自然净化与降解的选锌尾矿过滤水）与新鲜水按不同比例混合后进行铅粗选的试验，试验流程见图2，试验结果见表2。

由表2可见，随着选矿废水占有率的升高，铅粗选精矿中铅品位逐步下降，而锌含量逐步升高，铅粗精矿中铅的回收率也有一定波动，同时在浮选过程中发现随选矿废水占有率的升高，浮选泡沫越来越粘。

可见，未经处理的选矿废水不能直接回用。

选矿废水回用，废水中所含的残留药剂将会恶化铅的浮选过程，因此必须对选矿废水中残留药剂对铅锌优先浮选分离的影响进行研究，以确定选矿废水回用的方案。

2.2选矿废水回用对铅粗选影响因素的识别试验
由表2可见，尾矿外排水中含有一定量的Cu2+、Pb2+、
1
Pb Zn Pb Zn
1.9767.22 5.6070.81 1.69
9.57 1.3657.58 6.9684.13
88.460.47 1.0522.2314.18
100.00 1.87 6.55100.00100.00
1/%
选矿厂废水的清洁生产技术研究——
—以四川某铅锌矿选矿厂为例·51·
43
3%
Zn 2+离子，对会理锌矿而言，由于在铅锌分离过程中已经采用了ZnSO 4，因此可以不考虑Zn 2+离子的影响，但Cu 2+、Pb 2+离子对铅锌分离过程的影响必须通过实验来论证。

同时有文献资料表明，黄药类捕收剂残留在尾矿水中的量约为选矿加药量的2.5%~3.5%，而黄药对锌矿物捕收能力强，在选铅循环中，微量的黄药会不会对铅的浮选产生影响，也是一个值得探索的问题，为此安排了一组试验，
以考察选矿废水回用对铅粗选的影响因素，试验流程见图3，试验用水为新鲜水，试验结果见表3。

由表3可见，随着铅粗选黄药量的增加，铅粗精矿中锌含量也急剧上升，可见微量黄药的存在的确对铅锌优先浮选分离有很大的影响，
而单用70g/t黄药作捕收剂，所得粗精矿含锌高达42.78%，表明黄药对锌矿物有极强的捕收能力。

表中同时也说明，Cu 2+、Pb 2+离子的存在也对铅锌分离有较大的影响，
即使只是微量存在；而当铅粗Pb
Zn
Pb
Zn
4.589
5.42100.0029.340.541.8619.025.94
6.5472.282
7.72100.0013.3286.68100.005.0994.91100.0025.440.601.8621.945.716.5569.4630.54100.0017.0982.91100.005.4594.55100.0023.850.591.8625.645.446.5469.9730.03100.0021.367
8.64100.005.5194.49100.0023.320.601.852
9.715.196.5469.3930.61100.0025.0374.97100.006.6893.32100.00
21.620.461.8732.664.676.5477.0922.91100.0033.3666.64100.001:31:13:1Pb Zn
Pb Zn
4.459
5.55100.0031.270.491.8618.285.99
6.5474.8225.18100.0012.448
7.56100.005.1294.88100.0030.550.311.8622.475.686.5484.1715.83100.0017.5982.41100.005.0594.95100.0031.410.291.8627.595.426.5485.2114.79100.0021.317
8.69100.0011.0988.91100.00
15.040.241.8842.782.026.54
88.6611.34100.0072.5427.46100.00
:ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
:SN-9#70g/t
:2#20g/t :ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
:SN-9#70g/t+5g/t :2#
20g/t :ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
:SN-9#
70g/t+10g/t :2#
20g/t :ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
:70g/t
:2#20g/t
4.339
5.67100.00
26.820.731.8632.715.366.54
62.4537.55100.0021.6478.36100.00
:ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
+CuSO 450g/t
:SN-9#
70g/t :2#
20g/t :ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
+CuSO 450g/t
:SN-9#70g/t+10g/t :2#20g/t 6.70
93.30100.0024.480.261.8839.844.156.5487.1212.88100.0040.8159.19100.00
:ZnSO 4800g/t+
YN800g/t
+Pb(NO 3)250g/t
:SN-9#
70g/t :2#
20g/t 5.7894.22100.0028.190.251.8626.315.336.5487.3712.63100.0023.2476.76100.0022/%选矿厂废水的清洁生产技术研究———以四川某铅锌矿选矿厂为例·52·
4
选时同时含有Cu2+离子与黄药时，所得浮选粗精矿中含锌量急剧上升，因此要对选矿废水进行回用，必须要预先对其中的Cu2+、Pb2+离子与黄药进行处理。

2.3将经自然降解的选矿废水全部回用作选矿用水的闭路试验
由于该矿的选矿废水是直接由选矿厂自流至尾矿库，在尾矿库各类药剂进行自然净化与降解后，水质趋于稳定，因此尾矿库溢流水全返回用是选矿废水回用首选方案之一。

将新鲜水闭路试验过程中产生的尾矿水自然放置15天，分析放置前后水质，经过自然净化与降解后，选矿废水中的重金属离子除Pb2+外，都有不同程度下降，而有机药剂经15天降解[2]，其残留量有限，分析结果见表4。

对新鲜水闭路试验过程中产生的尾矿水自然放置15天后将上层清水取出用作选矿用水进行闭路试验，试验过程中发现，回水对锌浮选循环影响有限，但对铅循环仍有较大影响[2]，突出表现在有明显的锌矿物上浮，而且泡沫易发粘，根据浮选实际情况，适量调整浮选药剂用量，其试验流程及工艺条件见图4，试验结果见表5。

4/%
5
/%
2.4选矿废水分系统回用作选矿用水的闭
路试验
为使选矿产生的各股废水在各自的选别作业中循环不影响其它选别作业，因此
选矿废水需分系统回收利用。

铅循环产生
的废水用作铅浮选的补加水与消泡水，锌
循环产生的废水用作锌浮选的补加水与消
泡水，用尾矿过滤水（放置15天经自然净化
与降解）进行磨矿，其试验流程及工艺条件
见图4，试验结果见表6。

2.5选矿废水混凝沉淀处理后回
收利用作选矿用水的闭路试验
在回收利用选矿用水前，对
选矿废水的混凝沉淀的条件进行
了详细的研究。

在混凝沉降试验中，
选用了聚合氯化、铝聚合硫酸铁和
明矾3种凝聚剂，另外还选用聚丙
烯酰胺（PAM）作助凝剂，试验流程
见图5，试验结果见表7、8、9。

4
(
)15()
pH11.9811.57
COD Cr176.4238.8
Pb35.9133.08
Zn 1.900.29
Cu22.360.48
Pb Zn Pb Zn
2.515
3.439.0271.69 3.46
9.57 1.8655.779.5181.62
87.920.40 1.1118.8014.92
100.00 1.87 6.54100.00100.00选矿厂废水的清洁生产技术研究——
—以四川某铅锌矿选矿厂为例·53·
4
由表7-9可见，三种凝聚剂都能较有效的去除重金属离子，但不能脱除废水中的COD Cr物质。

考虑到三种凝聚剂中明矾价格较低且运输方便，因此作为凝聚剂与PAM一起对选矿废水进行混凝沉降处理，取明矾30mg/L，PAM0.2mg/L为适宜的用量[2]。

选矿废水经过混凝沉降处理后，出水清澈透明，重金属离子达到国家排放标准，用此水作选矿用水的试验流程试验结果见表10。

10
/%
2.6选矿废水混凝沉淀-活性炭吸附处理后回用作
选矿用水的闭路试验
选矿废水经混凝沉降处理后重金属离子含量很
低，但废水的起泡能力强，COD Cr的去除有限。

因为废
水的起泡能力对铅浮选影响极大，废水中可能还含
有一定量的黄药类捕收剂，也使得铅精矿质量下降，
所以必须进一步脱除废水中的有机物质以降低废水
的COD Cr，根据选矿中脱除浮选药剂的一般经验以及
废水净化处理实例和实验室模拟废水处理结果，试
验中优先选用活性炭作为吸附剂进行研究[3]。

作为吸
附剂的活性炭为粉状活性炭，吸附处理流程见图6，试
验结果见表11。

6-
由表11可见，加入50mg/L粉状活性炭后，
COD Cr由176.42mg/L降低到64.15mg/L，下降幅度
较大，废水的起泡性也有一定程度的减弱。

随着
粉状活性炭用量的增加，废水的COD Cr进一步降6/%
Pb Zn Pb Zn
2.1860.107.7569.65 2.59
9.53 1.7356.958.7683.09
88.290.46 1.0621.5914.32
100.00 1.88 6.53100.00100.00
5
Zn 1.90 1.210.370.09 1.090.210.08
Cu22.3612.369.47 1.6211.908.42 1.58
COD Cr176.42171.37172.38173.21168.64169.03170.58
8/mg·L-1
Zn 1.900.940.200.080.920.210.08
Cu22.3612.799.63 1.8711.908.42 1.74
COD Cr176.42174.03173.26170.58172.59170.64168.53
9/mg·L-1
Pb Zn Pb Zn
2.515
3.439.0271.69 3.46
9.57 1.8655.779.5181.62
87.920.40 1.1118.8014.92
100.00 1.87 6.54100.00100.00选矿厂废水的清洁生产技术研究——
—以四川某铅锌矿选矿厂为例
·54·
4(上接第20页)
3结语
矿区已控制的4个铜金矿床均未完全控边；7个
自然铜矿床也都没有控边，并且自然铜矿床下部的硫化铜都未进行评价。

这些已知矿床都有进一步扩大资源量的潜力。

而在整个项目区内，还有大量的铜矿露头点尚未进行评价，在探矿权区内还有以往金矿露天采坑存在，
被探矿权包围的杜佳德河铅锌矿为超大型富铅锌银矿床，其在走向上延入罗斯比项目矿权区内。

参考文献：
［1］李伟,曾敏.澳大利亚昆士兰州克朗克里铜(金)矿床地质特
征及成矿规律［J ］.有色金属（矿山部分）,2017(6):30-34+77.［2］
Yao Lu,Liangming Liu,Guojian Xu.Constraints of deep crustalstructures on large deposits in the Cloncurry district ,
Australia:Evidence from spatial analysis ［J ］.Ore Geology
Reviews.Volume79,2016.PP316-331.
［3］
Megan R.Williams,David A.Holwell,Richard M.Lilly,George N.D.Case,Iain McDonald.Mineralogical and fluid characteristicsofthe fluorite-rich Monakoffand E1Cu-Au deposits,Cloncurry region,Queensland,Australia:Implications for regional F-Ba-rich IOCG mineralisation ［J ］.OreGeologyReviews.Volume 64,2015.PP103-127.
低，其起泡性也变得越来越弱。

事实证明利用粉状活性炭的吸附作用来脱除废水中的COD Cr 物质和降低废水的起泡性非常有效[4]。

考虑到废水净化处理成本，适宜的粉状活性炭用量为50mg/L~100mg/L。

混凝沉淀-活性炭吸附处理后的选矿废水回用作选矿用水的闭路试验流程及工艺条件见图6，试验结果见表12。

12-/%3结论
通过以上试验可以看出，
选矿废水的净化处理程度越低，废水中的COD Cr 值越高，废水中所含的有机浮选药剂也越高，则铅锌优先浮选分离所得的铅精矿中锌含量也越高，锌在铅精矿中的损失越大，铅精矿的质量越差。

经过自然净化与降解的废水，表现在于其仍有较强的起泡性，
即使在铅浮选过程中不加起泡剂，捕收剂用量也极少，但所得铅精矿质量仍较差。

分系统回用选矿废水，虽可得到较好的精矿品
位，但如工业应用，整个回水系统较为复杂，这一方面体现在增加了回水系统固定资产的投入，也不利于生产现场的操作管理。

经混凝沉淀处理的选矿废水回用，同样因未能解决废水中的COD Cr 值偏高的问题，所得的铅精矿中锌含量过高，铅精矿中锌损失严重。

而混凝沉淀-活性炭吸附处理的选矿废水，因其有效解决了废水中的COD Cr 值偏高的问题，用其作选矿用水可得到与新水相当的选矿指标，
从而可实现选矿厂废水的零排放。

因此，从试验结果看并考虑可操作性等因素选定选矿废水混凝沉淀-活性炭吸附处理后作选矿用水方案为解决会理锌矿选矿废水的最优方案[2]。

该选矿厂已将该方案应用于生产实践，系统一直正常运行到现在。

废水回收利用后，废水中残留药剂对生产指标基本上没有太大的影响，还因此节约了部份药剂成本，回收利用效果较好，既降低了废水处理成本，
又提高了浮选过程的清洁生产程度，从而可实现选矿厂废水的零排放。

对矿山企业保护环境，实现可持续发展具有很好的促进作用。

参考文献：
［1］周李蕾，罗仙平.会理锌矿选矿厂清洁生产技术研究［J ］.四川有色金属，2009（1）：37-42.
［2］严群，韩磊，赖兰萍，等.铅锌矿选矿废水净化回用工艺的试验研究［J ］.中国矿业，2007(9):60-63.
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缪海花，何建军.刍议铅锌矿选矿废水的处理及循环利用措施［J ］.资源节约与环保,2015(3):122-123.
11-/mg ·L -1/mg ·L -10
50
100
200
300
COD Cr
176.4264.1556.3832.6428.68
Pb Zn Pb Zn 1.9666.00 5.9569.56 1.789.68 1.6556.808.5984.0488.360.46 1.0521.8514.18100.00
1.86
6.54
100.00
100.00
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