紫金山含铜酸性废水治理工业实践
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Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５３９ Ｍａｒｃｈ．２０１４
现代矿业
ＭＯＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ
总第５３９期
２０１４年３月第３期
紫金山含铜酸性废水治理工业实践
朱秋华 方荣茂 张玲文 廖汉祥
（紫金矿业集团股份有限公司） 摘要
总结了紫金山铜矿含铜酸性废水处理工业实践，根据废水水质、水量特征通过膜分离
系统、萃取系统、硫化沉淀系统及自动化中和系统实现了水中有价金属元素的综合回收、水资源循 环利用或达标外排。叙述了源头控制方案实施现状，并针对目前中和渣的堆存问题指出了含铜酸 性废水处理的研究方向，提出源头控制和末端治理技术联合是将来的发展趋势。
ｏｒ
ａｂｌｅ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ
ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｗｉｔｈｉｎ
ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｈａｖｅ
ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｕｌｆｕｒａｔｉｏｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｃｕｒｒｅｎｔ
关键词 酸性废水铜膜分离 萃取法硫化法 中和法
Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ａｃｉｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ ｆｒｏｍ Ｚｉｊｉｎｓｈａｎ
Ｚｈｕ
Ｑｉｕｈｕａ
Ｆａｎｇ Ｒｏｎｇｍａｏ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉｎｇｗｅｎ
Ｌｉａｏ Ｈａｎｘｉａｎｇ
ｓｔａｔｕｓ
ｆｏｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｗａｓ ｓｔａｔｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ
ａｔ
ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ
ｏｆ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｈｅａｐｉｎｇ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ
５００ １．５～
放；同时，亦逐渐从末端治理转向源头控制¨引，对排
土场、中和渣库采取工程措施与生物措施并举，快速
植被恢复技术进行复垦。
１
３．５）、重金属离子浓度高（铜离子浓度一般为５０～
ＡＭＤ性质及来源
紫金山铜矿是我国首家万吨级生物堆浸提铜矿
ｍｇ／Ｌ）、水量波动大、来源点分散等特点。 技改前，紫金山铜矿采用常规的石灰中和工艺
底渣
卤Ｌ］一
，。ｏ。一 生产使用
滤饼外运 ～…。一
ｌ塞堕
Ｊ压滤机１４二二二二＝Ｉ
该系统由国内某设计研究院设计，处理能力
表３
图３硫化法沉铜系统工艺流程
ｍｇ／Ｌ
工业调试期间水质综合检测分析结果
表４
工业调试期间渣样综合检测分析结果
％
本不改变现有设备、设施）后，进行现场工业比对，
以筛选出更为优化、经济、安全可靠的含铜酸性废水 处理方案。
３．５
法，据统计，工程应用率超过９０％。紫金山铜矿环 保车问，主要采用石灰／液碱按一定配比中和处理环 保废水，包括开路萃余液、酸性污水及雨季时少部份
硐坑水等。通过对现有环保设备、设施统筹安排利
ｋｇ／ｍ３，絮凝剂用量０．０２ ｋｇ／ｍ３，处理每吨水药
０００
剂费用约为６元；按１０
ｍ３／ｄ处理量估计该水
中铜的总金属，年可回收铜的净效益近３ ０００万元。
ｏｒｉｇｉｎ
ｏｆ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｅｎｄ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｌｌ ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｉｎ
Ａｃｉｄ ｍｉｎｅ ｄｒａｉｎａｇｅ，Ｃｏｐｐｅｒ，Ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，Ｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｎｅｕ—
紫金山铜矿属于低品位次生硫化铜矿，其铁和 硫品位高、硫铜比大，在采选冶过程中产生了大量的 含铜酸性废水。该类水具有酸性强（ｐＨ
４００
瓜卧耐羹篓曩Ｈ羹篓曩Ｈ蔬Ｉ怯 叵亘亘吁—乜雯酬鍪堑塑ｒ］鍪鳖垫ｒ］垦鏖塑Ｉ
ＰＡＭｊ
硫化钠ｊ
【ｌ
Ｊ滤液
ｔ，每吨铜生
产成本约２万元（含材料、药剂费，萃取一电积系统 运行、维修费用，人工费等），获得了良好的经济效
益和社会效益。 ２．３硫化法沉铜系统
，ｉ匡囊网卜豳…：Ｉ 广］ 水池回用Ｌ—ｆ
摩碍工些 ｌ砂滤器Ｉ
ｍ３／ｄ，ｐＨ值约２．０。其主要来源有以下３个
方面。
（１）硐坑水。采矿过程中矿井内含重金属离子 的矿坑水（硐坑水）占总废水量的９０％左右，水量 大，有价金属铜含量高，但铁含量低，随季节性水量 变化统筹调度，采用膜分离、萃取和硫化等系统处 理。 （２）环保废水。萃取一电积车间开路外排的萃
万方数据
朱秋华
浓水
含铁量低的特点，引进膜分离技术，并大力加强科研 与实践，改进废水预处理措施，使膜系统稳定运行、 减少膜元件污染、延长膜元件的使用寿命；研制新型
膜清洗剂和改进清洗技术，减少膜元件的不可逆损
豸而仁鞠
ห้องสมุดไป่ตู้浓水
１产水
。。。。。。。。。’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。‘。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。——
益可达６３４万元旧Ｊ。紫金山铜矿硐坑水膜分离处理
系统工艺流程见图１，进、出水水质分析见表１。
硐坑水的处理早期采取“就地石灰中和一库区
直接沉淀”的方法，不仅无法回收水中有价金属铜， 且产生大量中和渣，增加了库容压力。根据硐坑水
穰陋 匝巫堕＇｛回
沉降池广］坚尘型广
曩赫Ｈ田
供水池ｒ—＿］一墩Ｒｏ
堑笙堇婆墨Ｈ塑鲨堡查垫Ｉ
库容紧张等问题日渐凸显，而且该工艺无法实现有 价金属铜的回收。因此，通过全面系统研究，根据该 水质特点和排放特征，建成了适应性好、专对性强的 含铜酸性废水处理系统，如膜分离系统、硫化法沉铜 系统、深度萃取系统（在建）和石灰一液碱配比自动化 中和系统等，实现废水减量化、资源化和无害化排
朱秋华（１９８３一），男，工程师，３６４２００福建省龙岩市上杭县北二 环路。 ９２
１９９６），主要元素检测分析结果见表５；浓密底渣（进 料渣浓度约３％，浓密底流浓度５％～１０％）经隔膜压
吨水处理药剂费用约５．８元。废水中和处理后经浓
密机固液分离，少量上清液回用至配制石灰乳，其余 达标外排（外排口设水质自动在线监测系统），其水质
万方数据
朱秋华
方荣茂等：紫金山含铜酸性废水治理工业实践 滤机（２台，单台处理能力为１
２０１４年３月第３期
５００～１ ６００
指标优于国家《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８一
图２深度萃取工艺流程
—－一硐坑水，渗水；。。。。，一洗涤液；ｖ～电积液；＋一有机相
９３
万方数据
总第５３９期
现代矿业
２０１４年３月第３期
由表２可知，萃余液中ｃｕ２＋质量浓度小于
５０
１０ ０００
ｍ３／ｄ，主要处理硐坑水和渗水等，采用“废
ｍｇ／Ｌ，Ｃｕ２＋萃取率高于９４％。经检测负载有机
水一液碱中和除铁一硫化回收铜一氧化、中和处 理一达标外排”的组合工艺流程＂Ｊ，工艺流程见图 ３。系统于２０１２年初开始投建，２０１３年４—５月进
行生产调试，平均处理量约７
４００
相中铁浓度０．１５ ｇ／Ｌ，Ｃｕ２＋不饱和。有机相中的铁
通过洗涤而分离，即通过配有电积液的洗涤水洗涤
有机相，利用洗涤水中的铜竞争性替换负载有机相 中的铁，可以降低负载有机相中铁的含量。萃取过
程中，每隔一定时问排放１００ ｍ３洗涤液，再补加
１００ ２５
ｍ３／ｄ，期间运行过
方荣茂等：紫金山含铜酸性废水治理工业实践
２０１４年３月第３期
余液，以及堆场竖井水，生产过程中的跑、冒、滴和车
间冲洗水等，该类水有价金属铜含量较低、铁含量 高，一般直接采用中和法处理。 （３）渗水。雨季中大量雨水通过堆场、废石场 和排土场等而产生含铜酸性渗漏或汇集水，该类水
技术瓶颈，解决膜组件结垢趋向等关键性难题。 该系统主体工艺流程为“初沉降一纤维过滤一 超滤一两级反渗透浓缩”，浓水直接进入“萃取一电 积”工段回收铜，产水再利用，从而实现了含铜酸性
（ｚＪ９８８萃取剂），有机相（８—１０％ＺＪ９８８＋２６０。溶液 油）流量１１０～１３０ ｍ３／ｈ；为了处理Ｃｕ２＋浓度较低的
料液，最大限度萃取Ｃｕ２＋，最低限度萃取铁离子，适 当减小有机相与料液的流量比，同时增加萃取Ａ２、Ｂ 级有机相回流Ｈ１。深度萃取工艺流程见图２，含铜 酸性水萃取前后水质检测结果见表２。
山，地处南方多雨地区，在采选冶过程中含铜酸性废 水水量随季节变化波动较大、非连续且分散，目前该
水与地表清水采用清污分流措施，据２０１ １年测量数 据显示，产生的含铜酸性废水平均水量约
２０ ０００
处理该类含铜酸性废水，废水处理后达标外排或返 回工业使用，中和渣堆存至尾矿库。随着铜矿深入
开采，系统处理负荷大、石灰总用量大、操作环境差、
（Ｚｉｊｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ
Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ
Ｃｏ．Ｌｔｄ．） Ｚｉｊｉｎｓｈａｎ
ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｉｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｒｏｍ
ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｙｉｅｌｄ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｖａｌｕ—
程水样和渣样综合检测分析结果分别见表３、表４。
ｍ３工业水作为洗涤水，并向洗涤水中补加２０～
ｇ／Ｌ
液碱ｉ
ｉ空气
：ＰＡＭ
ｍ３电积液，洗涤水中Ｃｕ２＋质量浓度控制在１
左右，酸度控制在ｌＯ∥Ｌ；运行结果表明，进入电积 系统的电积液铁质量浓度稳定在５∥Ｌ以下。 ２０１１年采用萃取技术共处理含铜酸性水约 ２００万ｍ３，回收标准阴极铜超过１
从表３和表４可知，中和槽出水铜铁含量较低， ２．４石灰／液碱配比自动化中和系统 中和法是处理酸性矿山废水中最为普遍的方
可作为工业用水，其中铁平均回收率为９８．９６％，铜 平均回收率为９０．４１％；硫化铜渣符合我国对铜精 矿质量要求，氢氧化铁渣铁含量高，达４０．９２％。经
统计，工业级硫化钠用量约１ ｋｇ／ｍ３，３０％液碱用量
的目的。以２０１０年年初统计数据折算，膜分离系统 处理每吨水约需３．０元（包括动力费、设备折旧费、
膜更换费、药剂消耗费、人工费等费用），年产净效
高成本逐渐转变为高效率、低成本、安全简便的处理
技术，水处理规划更加明确，全矿上下步调一致减少 环境污染和后续工艺处理，实现废水减量化、资源化 和无害化，在矿产资源开采过程中尽可能减小对环 境的影响。 ２．１膜分离系统
自动清洗污水Ｉ
一生塑墨丝卜＿＋篆呈蕃莲产Ｉ
超滤清洗用水
．Ｆ矗：习
．达标外排或ｌ
浓水池ｒ—－萃取一电积工艺
伤；实现浓缩液与渗透液综合利用技术等，突破各种
图１膜分离处理含铜酸性硐坑水工艺流程
表１膜分离系统进、出水水质分析
２．２深度萃取系统
硐坑水、排土场渗水经大型溶液池以重力沉降 法和絮凝法快速沉降，使其浊度降至４０ ＮＴＵ以下， 达到减少萃取过程产生不溶于水相和有机相的絮凝 物（即第三相）的目的；控制泵送人萃取系统的料液 流量为４００～４５０ ｍ３／ｈ，采用酮、醛肟复配萃取剂
平均约２ ｇ／Ｌ；产水回水率７７．９％～８９．０％，产水 Ｃｕ２＋浓度平均小于５ ｍｇ／Ｌ，返回浮选工段使用（或 其他），实现变废为宝，达到废水减排与铜资源回收
施，露采坑底、斜坡道等处也将陆续产生一定量的含
铜酸性废水。
２紫金山铜矿含铜酸性废水治理系统
近年来紫金山铜矿通过引进消化吸收新工艺， 实施技术革新，含铜酸性废水的治理遵循由低效率、
该系统不仅有效地回收了有价金属，避免重金属离
子对环境的污染，经处理后的水可直接回用于选矿 工艺，实现废水零排放。
用，并采取一系列改进措施，如替换高分子絮凝剂， 浓密沉降，自动化控制，底流回流，浓密底渣压滤和 膏体浓缩等，在确保外排水达标的前提下，大大提高
了水处理能力（１２
０００
ｍ３／ｄ），改善了中和渣沉降性
废水的零排放。第一期建成４
０００
ｍ３／ｄ硐坑水膜
铜、铁含量均较高，可采用硫化和萃取系统处理。
此外，随着紫金山铜矿联合露采、深部开拓的实
处理与ｃｕ“回收系统，综合回收利用水资源和 Ｃｕ２＋，其中ｃｕ２＋截留率达９９．８０％，Ｃｕ２＋浓缩倍数 为７～１２倍，Ｃｕ２＋总回收率９６．６４％，浓水Ｃｕ２＋含量
能，减轻了堆存库容压力。
此外，邀请外单位联合开发螯合剂沉铜技术，目 的在于选用某种价格便宜、具ｃ—ｓ结构的沉铜螯合 沉淀剂替代硫化钠。在完成５ ｍ３／ｈ“螯合剂提铜一 螯合剂提铁”处理硐坑水、渗水的连续式扩大试验 后，拟略调整现有硫化钠沉铜系统的加药方式（基
９４
该系统工艺流程为“废水一液碱中和（ｐＨ≤３）一 石灰中和（ｐＨ＝７—８）一固液分离一水达标外排”，每
现代矿业
ＭＯＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ
总第５３９期
２０１４年３月第３期
紫金山含铜酸性废水治理工业实践
朱秋华 方荣茂 张玲文 廖汉祥
（紫金矿业集团股份有限公司） 摘要
总结了紫金山铜矿含铜酸性废水处理工业实践，根据废水水质、水量特征通过膜分离
系统、萃取系统、硫化沉淀系统及自动化中和系统实现了水中有价金属元素的综合回收、水资源循 环利用或达标外排。叙述了源头控制方案实施现状，并针对目前中和渣的堆存问题指出了含铜酸 性废水处理的研究方向，提出源头控制和末端治理技术联合是将来的发展趋势。
ｏｒ
ａｂｌｅ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ
ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｗｉｔｈｉｎ
ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｈａｖｅ
ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｕｌｆｕｒａｔｉｏｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｃｕｒｒｅｎｔ
关键词 酸性废水铜膜分离 萃取法硫化法 中和法
Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ａｃｉｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ ｆｒｏｍ Ｚｉｊｉｎｓｈａｎ
Ｚｈｕ
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Ｆａｎｇ Ｒｏｎｇｍａｏ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉｎｇｗｅｎ
Ｌｉａｏ Ｈａｎｘｉａｎｇ
ｓｔａｔｕｓ
ｆｏｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｗａｓ ｓｔａｔｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ
ａｔ
ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ
ｏｆ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｈｅａｐｉｎｇ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ
５００ １．５～
放；同时，亦逐渐从末端治理转向源头控制¨引，对排
土场、中和渣库采取工程措施与生物措施并举，快速
植被恢复技术进行复垦。
１
３．５）、重金属离子浓度高（铜离子浓度一般为５０～
ＡＭＤ性质及来源
紫金山铜矿是我国首家万吨级生物堆浸提铜矿
ｍｇ／Ｌ）、水量波动大、来源点分散等特点。 技改前，紫金山铜矿采用常规的石灰中和工艺
底渣
卤Ｌ］一
，。ｏ。一 生产使用
滤饼外运 ～…。一
ｌ塞堕
Ｊ压滤机１４二二二二＝Ｉ
该系统由国内某设计研究院设计，处理能力
表３
图３硫化法沉铜系统工艺流程
ｍｇ／Ｌ
工业调试期间水质综合检测分析结果
表４
工业调试期间渣样综合检测分析结果
％
本不改变现有设备、设施）后，进行现场工业比对，
以筛选出更为优化、经济、安全可靠的含铜酸性废水 处理方案。
３．５
法，据统计，工程应用率超过９０％。紫金山铜矿环 保车问，主要采用石灰／液碱按一定配比中和处理环 保废水，包括开路萃余液、酸性污水及雨季时少部份
硐坑水等。通过对现有环保设备、设施统筹安排利
ｋｇ／ｍ３，絮凝剂用量０．０２ ｋｇ／ｍ３，处理每吨水药
０００
剂费用约为６元；按１０
ｍ３／ｄ处理量估计该水
中铜的总金属，年可回收铜的净效益近３ ０００万元。
ｏｒｉｇｉｎ
ｏｆ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｅｎｄ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｌｌ ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｉｎ
Ａｃｉｄ ｍｉｎｅ ｄｒａｉｎａｇｅ，Ｃｏｐｐｅｒ，Ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，Ｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｎｅｕ—
紫金山铜矿属于低品位次生硫化铜矿，其铁和 硫品位高、硫铜比大，在采选冶过程中产生了大量的 含铜酸性废水。该类水具有酸性强（ｐＨ
４００
瓜卧耐羹篓曩Ｈ羹篓曩Ｈ蔬Ｉ怯 叵亘亘吁—乜雯酬鍪堑塑ｒ］鍪鳖垫ｒ］垦鏖塑Ｉ
ＰＡＭｊ
硫化钠ｊ
【ｌ
Ｊ滤液
ｔ，每吨铜生
产成本约２万元（含材料、药剂费，萃取一电积系统 运行、维修费用，人工费等），获得了良好的经济效
益和社会效益。 ２．３硫化法沉铜系统
，ｉ匡囊网卜豳…：Ｉ 广］ 水池回用Ｌ—ｆ
摩碍工些 ｌ砂滤器Ｉ
ｍ３／ｄ，ｐＨ值约２．０。其主要来源有以下３个
方面。
（１）硐坑水。采矿过程中矿井内含重金属离子 的矿坑水（硐坑水）占总废水量的９０％左右，水量 大，有价金属铜含量高，但铁含量低，随季节性水量 变化统筹调度，采用膜分离、萃取和硫化等系统处 理。 （２）环保废水。萃取一电积车间开路外排的萃
万方数据
朱秋华
浓水
含铁量低的特点，引进膜分离技术，并大力加强科研 与实践，改进废水预处理措施，使膜系统稳定运行、 减少膜元件污染、延长膜元件的使用寿命；研制新型
膜清洗剂和改进清洗技术，减少膜元件的不可逆损
豸而仁鞠
ห้องสมุดไป่ตู้浓水
１产水
。。。。。。。。。’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。‘。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。——
益可达６３４万元旧Ｊ。紫金山铜矿硐坑水膜分离处理
系统工艺流程见图１，进、出水水质分析见表１。
硐坑水的处理早期采取“就地石灰中和一库区
直接沉淀”的方法，不仅无法回收水中有价金属铜， 且产生大量中和渣，增加了库容压力。根据硐坑水
穰陋 匝巫堕＇｛回
沉降池广］坚尘型广
曩赫Ｈ田
供水池ｒ—＿］一墩Ｒｏ
堑笙堇婆墨Ｈ塑鲨堡查垫Ｉ
库容紧张等问题日渐凸显，而且该工艺无法实现有 价金属铜的回收。因此，通过全面系统研究，根据该 水质特点和排放特征，建成了适应性好、专对性强的 含铜酸性废水处理系统，如膜分离系统、硫化法沉铜 系统、深度萃取系统（在建）和石灰一液碱配比自动化 中和系统等，实现废水减量化、资源化和无害化排
朱秋华（１９８３一），男，工程师，３６４２００福建省龙岩市上杭县北二 环路。 ９２
１９９６），主要元素检测分析结果见表５；浓密底渣（进 料渣浓度约３％，浓密底流浓度５％～１０％）经隔膜压
吨水处理药剂费用约５．８元。废水中和处理后经浓
密机固液分离，少量上清液回用至配制石灰乳，其余 达标外排（外排口设水质自动在线监测系统），其水质
万方数据
朱秋华
方荣茂等：紫金山含铜酸性废水治理工业实践 滤机（２台，单台处理能力为１
２０１４年３月第３期
５００～１ ６００
指标优于国家《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８一
图２深度萃取工艺流程
—－一硐坑水，渗水；。。。。，一洗涤液；ｖ～电积液；＋一有机相
９３
万方数据
总第５３９期
现代矿业
２０１４年３月第３期
由表２可知，萃余液中ｃｕ２＋质量浓度小于
５０
１０ ０００
ｍ３／ｄ，主要处理硐坑水和渗水等，采用“废
ｍｇ／Ｌ，Ｃｕ２＋萃取率高于９４％。经检测负载有机
水一液碱中和除铁一硫化回收铜一氧化、中和处 理一达标外排”的组合工艺流程＂Ｊ，工艺流程见图 ３。系统于２０１２年初开始投建，２０１３年４—５月进
行生产调试，平均处理量约７
４００
相中铁浓度０．１５ ｇ／Ｌ，Ｃｕ２＋不饱和。有机相中的铁
通过洗涤而分离，即通过配有电积液的洗涤水洗涤
有机相，利用洗涤水中的铜竞争性替换负载有机相 中的铁，可以降低负载有机相中铁的含量。萃取过
程中，每隔一定时问排放１００ ｍ３洗涤液，再补加
１００ ２５
ｍ３／ｄ，期间运行过
方荣茂等：紫金山含铜酸性废水治理工业实践
２０１４年３月第３期
余液，以及堆场竖井水，生产过程中的跑、冒、滴和车
间冲洗水等，该类水有价金属铜含量较低、铁含量 高，一般直接采用中和法处理。 （３）渗水。雨季中大量雨水通过堆场、废石场 和排土场等而产生含铜酸性渗漏或汇集水，该类水
技术瓶颈，解决膜组件结垢趋向等关键性难题。 该系统主体工艺流程为“初沉降一纤维过滤一 超滤一两级反渗透浓缩”，浓水直接进入“萃取一电 积”工段回收铜，产水再利用，从而实现了含铜酸性
（ｚＪ９８８萃取剂），有机相（８—１０％ＺＪ９８８＋２６０。溶液 油）流量１１０～１３０ ｍ３／ｈ；为了处理Ｃｕ２＋浓度较低的
料液，最大限度萃取Ｃｕ２＋，最低限度萃取铁离子，适 当减小有机相与料液的流量比，同时增加萃取Ａ２、Ｂ 级有机相回流Ｈ１。深度萃取工艺流程见图２，含铜 酸性水萃取前后水质检测结果见表２。
山，地处南方多雨地区，在采选冶过程中含铜酸性废 水水量随季节变化波动较大、非连续且分散，目前该
水与地表清水采用清污分流措施，据２０１ １年测量数 据显示，产生的含铜酸性废水平均水量约
２０ ０００
处理该类含铜酸性废水，废水处理后达标外排或返 回工业使用，中和渣堆存至尾矿库。随着铜矿深入
开采，系统处理负荷大、石灰总用量大、操作环境差、
（Ｚｉｊｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ
Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ
Ｃｏ．Ｌｔｄ．） Ｚｉｊｉｎｓｈａｎ
ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｉｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｒｏｍ
ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｙｉｅｌｄ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｖａｌｕ—
程水样和渣样综合检测分析结果分别见表３、表４。
ｍ３工业水作为洗涤水，并向洗涤水中补加２０～
ｇ／Ｌ
液碱ｉ
ｉ空气
：ＰＡＭ
ｍ３电积液，洗涤水中Ｃｕ２＋质量浓度控制在１
左右，酸度控制在ｌＯ∥Ｌ；运行结果表明，进入电积 系统的电积液铁质量浓度稳定在５∥Ｌ以下。 ２０１１年采用萃取技术共处理含铜酸性水约 ２００万ｍ３，回收标准阴极铜超过１
从表３和表４可知，中和槽出水铜铁含量较低， ２．４石灰／液碱配比自动化中和系统 中和法是处理酸性矿山废水中最为普遍的方
可作为工业用水，其中铁平均回收率为９８．９６％，铜 平均回收率为９０．４１％；硫化铜渣符合我国对铜精 矿质量要求，氢氧化铁渣铁含量高，达４０．９２％。经
统计，工业级硫化钠用量约１ ｋｇ／ｍ３，３０％液碱用量
的目的。以２０１０年年初统计数据折算，膜分离系统 处理每吨水约需３．０元（包括动力费、设备折旧费、
膜更换费、药剂消耗费、人工费等费用），年产净效
高成本逐渐转变为高效率、低成本、安全简便的处理
技术，水处理规划更加明确，全矿上下步调一致减少 环境污染和后续工艺处理，实现废水减量化、资源化 和无害化，在矿产资源开采过程中尽可能减小对环 境的影响。 ２．１膜分离系统
自动清洗污水Ｉ
一生塑墨丝卜＿＋篆呈蕃莲产Ｉ
超滤清洗用水
．Ｆ矗：习
．达标外排或ｌ
浓水池ｒ—－萃取一电积工艺
伤；实现浓缩液与渗透液综合利用技术等，突破各种
图１膜分离处理含铜酸性硐坑水工艺流程
表１膜分离系统进、出水水质分析
２．２深度萃取系统
硐坑水、排土场渗水经大型溶液池以重力沉降 法和絮凝法快速沉降，使其浊度降至４０ ＮＴＵ以下， 达到减少萃取过程产生不溶于水相和有机相的絮凝 物（即第三相）的目的；控制泵送人萃取系统的料液 流量为４００～４５０ ｍ３／ｈ，采用酮、醛肟复配萃取剂
平均约２ ｇ／Ｌ；产水回水率７７．９％～８９．０％，产水 Ｃｕ２＋浓度平均小于５ ｍｇ／Ｌ，返回浮选工段使用（或 其他），实现变废为宝，达到废水减排与铜资源回收
施，露采坑底、斜坡道等处也将陆续产生一定量的含
铜酸性废水。
２紫金山铜矿含铜酸性废水治理系统
近年来紫金山铜矿通过引进消化吸收新工艺， 实施技术革新，含铜酸性废水的治理遵循由低效率、
该系统不仅有效地回收了有价金属，避免重金属离
子对环境的污染，经处理后的水可直接回用于选矿 工艺，实现废水零排放。
用，并采取一系列改进措施，如替换高分子絮凝剂， 浓密沉降，自动化控制，底流回流，浓密底渣压滤和 膏体浓缩等，在确保外排水达标的前提下，大大提高
了水处理能力（１２
０００
ｍ３／ｄ），改善了中和渣沉降性
废水的零排放。第一期建成４
０００
ｍ３／ｄ硐坑水膜
铜、铁含量均较高，可采用硫化和萃取系统处理。
此外，随着紫金山铜矿联合露采、深部开拓的实
处理与ｃｕ“回收系统，综合回收利用水资源和 Ｃｕ２＋，其中ｃｕ２＋截留率达９９．８０％，Ｃｕ２＋浓缩倍数 为７～１２倍，Ｃｕ２＋总回收率９６．６４％，浓水Ｃｕ２＋含量
能，减轻了堆存库容压力。
此外，邀请外单位联合开发螯合剂沉铜技术，目 的在于选用某种价格便宜、具ｃ—ｓ结构的沉铜螯合 沉淀剂替代硫化钠。在完成５ ｍ３／ｈ“螯合剂提铜一 螯合剂提铁”处理硐坑水、渗水的连续式扩大试验 后，拟略调整现有硫化钠沉铜系统的加药方式（基
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该系统工艺流程为“废水一液碱中和（ｐＨ≤３）一 石灰中和（ｐＨ＝７—８）一固液分离一水达标外排”，每