某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究
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环境工程
2011 年 6 月第 29 卷第 3 期
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*
某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究
陈 伟 彭新平 陈代雄
（ 湖南有色金属研究院，长沙 410015）
摘要：某铅锌选矿用排水量大，选矿废水含有重金属离子和其他有毒的化学成分，会造成水环境严重污染；通过对选 矿 工艺进行 优 化，提 高 了 铅、锌 和 金 的 回 收 率； 采 用 调 pH—氧 化 混 凝—沉 淀—吸 附 的 废 水 处 理 工 艺，出 水 符 合 GB 8978—96《污水综合排放标准》一级标准，处理水全部回用于选矿。在闭路 循 环 条 件 下，选 矿 废 水 回 用 的 选 矿 指 标 稳 定 ，与 使 用 新 水 的 指 标 相 近 ，可 以 实 现 选 矿 废 水 零 排 放 。 关键词：铅锌矿； 选矿废水； 处理； 回用
Abstract： A lead-zinc ore discharges a lot of dressing wastewater． The dressing wastewater contains metal ions and toxic chemical，and water environment might be seriously polluted． By optimizing dressing process，recovery rate of lead，zinc and gold was raised． After the wastewater treatment process of regulation of pH － oxidizing coagulation － precipitation － adsorption was used，The efluent conformed to the first-order of “Integrated Sewage Discharge Standard”（ GB 8978—96） ． The effluent could be fully reused for ore dressing，the technical indicators were stable，which were similar to those of the new water，so zero-discharge of wastewater could be realized． Keywords： sulfide lead-zinc； ore dressing wastewater； treatment； reuse
针对该矿采得的原矿进行选矿工艺优化试 验，产 生的尾砂和 废 水 混 合 形 成 选 矿 废 水，选 矿 废 水 进 行 24 h自然沉清，以模拟现场尾矿库对选矿废水的处 理 作用，对沉清后选矿废水进行水质分析，结果见表 1。
水质分 析 结 果 表 明： 该 选 矿 废 水 pH 值 高，含 有 酚、石油类、砷、COD 等 污 染 物，pH、酚、COD、铅 等 指
2 废水方案比选 2. 1 分系统回水方案
从 选 矿 工 艺 而 言 ，选 矿 废 水 以 分 系 统 回 用 较 为 有
利，通过铅精矿溢 流 水 返 回 铅 浮 选 系 统、锌 精 矿 溢 流 水返回锌硫分离系统实施废水回用。该回水方式可 使得选矿残留药剂对工艺的影响控制在最小的程度； 同时，有利于废水 中 残 留 药 剂 的 最 大 程 度 利 用，减 少 选 矿 药 剂 的 用 量 。 分 系 统 回 水 ，需 要 分 建 各 系 统 废 水 的处理和回用设 施、管 道，各 系 统 用 排 水 平 衡 控 制 难 度大、管 理 不 方 便、投 资 大、适 合 于 生 产 规 模 较 大，各 系 统 水 量 较 大 的 情 况 ，但 该 方 式 仍 存 在 对 尾 矿 水 的 处 理与回用问题。 2. 2 尾砂库溢流水全回水方案
按 1. 2 中的处理流程进行处理，处理后的废水全 部 用 于 下 一 次 选 矿 试 验 ，如 此 循 环 来 模 拟 废 水 回 用 的 过程。 3. 2 选矿废水回用试验
选 矿 废 水 回 用 采 用 优 化 后 的 选 矿 工 艺 流 程 ，采 用 无毒高效组合抑制剂 Na2 S + Na2 CO3 + ZnSO4 取代现 场的氰化钠浮选。 利 用 Na2 S、Na2 CO3 对 方 铅 矿 的 活
但 由 于 尾 砂 库 距 离 选 矿 厂 一 般 较 远 ，回 水 输 送 距 离 更 长 ，其 动 力 消 耗 将 比 分 系 统 回 水 方 案 高 。 2. 3 方案比较
由于目前该选矿厂实际生产规模为 500t / d，各系 统水量相对较小，分 系 统 回 用 管 道 布 置 复 杂，管 理 困 难，同时尾矿输送 距 离 较 远，需 要 大 量 的 水 来 保 证 尾 砂输送和管道畅通。且目前该矿山企业已经建有实 施 尾 矿 库 至 选 矿 厂 回 水 输 送 管 道 系 统 。 因 此 ，该 矿 山 选矿废水采用尾砂库溢流水全回水方案较为有利。 3 选矿废水回用试验 3. 1 回水的制备
采用调 pH—氧化混凝—沉淀—吸附—回用的废 水处理工艺，其工艺流程见图 1。
图 1 选矿废水处理与回用试验流程
1） 向 pH 为 11 ～ 12 的选矿总废水中投加浓度为 Fra Baidu bibliotek% ～ 20% 的稀硫酸，调整废水 pH 至 9. 0 ～ 10. 5；
2） 向废 水 中 投 加 作 为 混 凝 剂 的 硫 酸 亚 铁，进 行 氧化混凝反应，每升废 水 投 加 50 ～ 200 mg硫 酸 亚 铁， 反应时间为 30 ～ 60 min；然后再加入作为絮凝剂的聚 丙烯酰胺 进 行 混 凝 沉 淀 处 理，每 升 废 水 加 入 0. 1 ～ 1. 0 mg，混 凝 沉 淀 时 间 为 30 ～ 60 min； 控 制 废 水 pH 值为 6. 0 ～ 9. 0；沉淀污泥定期排放和回流；回流污泥 比例为污泥 总 量 的 30% ～ 50% ，用 作 本 步 骤 投 加 的 氧化剂和絮凝剂；
* 湖南省社会发展科技支撑计划重点项目（2009SK2009） 。
矿汇合到一起，通 过 尾 砂 输 送 管 道 进 入 尾 砂 库，选 矿 废水在尾矿库内经过自净处理后排放。
该选矿厂年产铅锌金属量达 5 万 t。每年通过污 水输送系统输送约 90 万 m3 的 选 矿 废 水 至 离 矿2 km 处的尾矿坝。 这 些 选 矿 废 水 污 浊，pH 值 高，内 含 多 种有 机 和 无 机 药 剂 以 及 铅、锌、镉 等 重 金 属。 若 将 该 选矿废水进行有 效 处 理，部 分 或 全 部 代 替 生 产 用 水， 不 但 可 以 为 企 业 带 来 显 著 的 经 济 效 益 ，还 可 以 实 现 清 洁 生 产 ，保 护 环 境 ，达 到 改 善 湘 江 水 系 的 水 质 目 的 。 1 选矿废水处理试验 1. 1 选矿废水水质状况
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表 1 选矿废水水质状况
mg / L（ pH、碱度除外）
项目 原水 排放标准
pH 碱度 / （ mmol·L － 1 ） ρ（ COD） ρ（ 石油类） ρ（ 挥发酚） ρ（ S2 － ）
11. 85
423
180
1. 8
1. 42
1. 5
6 ～9
0 引言 某铅锌矿地 处 湖 南 湘 江 水 系 的 上 游，目 前 开 采
的 有 北 部 矿 体 和 西 部 矿 体 ，选 矿 回 收 的 主 要 有 价 元 素 为铅、锌、银、金、硫、铁。 矿 石 类 型 为 铅 锌 原 生 矿，氧 化程度不 高。 选 矿 厂 日 处 理 能 力 为 500 t，采 用 优 先 浮铅—锌硫混浮—锌硫分离浮选工艺。采用一段磨 矿，磨矿细度为0. 074 mm以下占 78% ，选别工艺是硫 酸锌 + 氰 化 钠 作 锌 矿 物 和 黄 铁 矿 的 抑 制 剂，MB 黄 药 + 硫氮九号作铅矿物的捕 收 剂，2 号 油 作 起 泡 剂 优 先浮铅，经 一 次 粗 选、三 次 精 选、二 次 扫 选，获 得 铅 精 矿；浮铅尾矿 加 MB 黄 药 和 2 号 油 进 行 锌 硫 混 合 浮 选，经一次粗选、二次扫选，尾矿为最终尾矿；锌 硫 混 合粗精矿加石灰 抑 制 黄 铁 矿，进 行 锌 硫 分 离，经 一 次 粗选、二 次 精 选、二 次 扫 选，得 到 锌 精 矿 和 硫 精 矿。 铅 、锌 、硫 精 矿 经 各 自 浓 密 和 脱 水 ，选 矿 废 水 汇 入 选 矿 厂地沟，与选矿厂卫生水 （ 降 雨 时 包 括 地 表 雨 水 ） 、尾
3） 向经步骤 2 处理后的废水中投加 ClO2 进行氧 化处理，每升废水投加 ClO2 5 ～ 20 mg，氧 化 处 理 时 间 为 30 ～ 60 min；
4）将经步骤 3 处理的废水通过催化氧化吸附反 应床，水力停留时间为 30 ～ 60 min，得处理后废水；催 化氧化吸附反应床的充填介质为活性炭床或多孔陶 粒；出水水质见表 2。
表 2 废水处理前后水质情况 mg /L（ pH 除外） 项目 pH ρ（Cu） ρ（Pb） ρ（Zn） ρ（Cd） ρ（As） ρ（S2 － ） ρ（COD） ρ（酚） ρ（石油类） 处理前水 11. 68 1. 03 9. 16 3. 42 0. 32 0. 33 0. 74 143 1. 23 1. 65 处理后水 7. 23 0. 05 0. 46 0. 33 0. 04 0. 04 0. 23 27 0. 09 0. 19
TREATMENT AND REUSE OF A LEAD-ZINC ORE DRESSING WASTEWATER
Chen Wei Peng Xinping Chen Daixiong （ Hunan Nonferrous Metals Research Institute，Changsha 410015，China）
环境工程
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化作用，以 及 Na2 S + Na2 CO3 + ZnSO4 对 闪 锌 矿 的 联 合 抑 制 作 用 ，使 组 合 药 剂 发 挥 协 同 效 应 。 采 用 对 方 铅 矿具有较强捕收能 力 的 25 号 黑 药 + 丁 铵，并 且 混 合 有利用于金回收的 MB 黄药。根据矿浆电位的调控 原理，控制各种抑 制 剂 及 捕 收 剂 用 量，使 矿 浆 电 位 达 到 适 合 矿 物 浮 选 的 区 间 。 在 锌 硫 分 离 作 业 ，采 用 硫 氮 作 为 捕 收 剂 ，提 高 了 锌 精 矿 的 品 位 和 回 收 率 。
尾 砂 库 溢 流 水 全 回 水 方 案 ，是 将 选 矿 厂 所 有 的 废 水 全 部 汇 入 尾 砂 库 ，选 矿 废 水 经 过 处 理 后 再 回 用 到 选 矿工艺中的回水方式。这种方案的优点如下：
1） 能充 分 利 用 大 容 积 尾 砂 库 的 沉 淀、自 然 净 化 能力，能最 大 程 度 地 减 少 废 水 处 理 药 剂 消 耗。2 ） 能 充 分 调 节 工 艺 中 各 系 统 的 水 量 平 衡 ，不 会 导 致 系 统 水 量不平衡而产生的废水外泄状况。3） 尾砂库沉清后 的 废 水 表 观 清 澈 ，这 就 使 得 操 作 者 乐 于 接 受 而 使 回 水 成为可能。4） 全厂废 水 统 一 处 理，便 于 管 理，节 省 基 建投资和运行管理费用。
—
100
10
0. 5
1. 0
ρ（ 总砷） 0. 62 0. 5
ρ（ 总镉） 0. 46 0. 1
ρ（ 总铅） 17. 16 1. 0
ρ（ 锌） 4. 23 2. 0
ρ（ 铜） 0. 84 0. 5
标超过 GB 8978—1996《污 水 综 合 排 放 标 准 》一 级 排 放标准；由于废水中残存的选矿药剂成分会对选矿工 艺 产 生 不 良 影 响 ，回 用 前 要 降 低 废 水 中 残 存 的 选 矿 药 剂浓度。 1. 2 选矿废水处理工艺流程
2011 年 6 月第 29 卷第 3 期
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某铅锌矿选矿废水处理复用与零排放试验研究
陈 伟 彭新平 陈代雄
（ 湖南有色金属研究院，长沙 410015）
摘要：某铅锌选矿用排水量大，选矿废水含有重金属离子和其他有毒的化学成分，会造成水环境严重污染；通过对选 矿 工艺进行 优 化，提 高 了 铅、锌 和 金 的 回 收 率； 采 用 调 pH—氧 化 混 凝—沉 淀—吸 附 的 废 水 处 理 工 艺，出 水 符 合 GB 8978—96《污水综合排放标准》一级标准，处理水全部回用于选矿。在闭路 循 环 条 件 下，选 矿 废 水 回 用 的 选 矿 指 标 稳 定 ，与 使 用 新 水 的 指 标 相 近 ，可 以 实 现 选 矿 废 水 零 排 放 。 关键词：铅锌矿； 选矿废水； 处理； 回用
Abstract： A lead-zinc ore discharges a lot of dressing wastewater． The dressing wastewater contains metal ions and toxic chemical，and water environment might be seriously polluted． By optimizing dressing process，recovery rate of lead，zinc and gold was raised． After the wastewater treatment process of regulation of pH － oxidizing coagulation － precipitation － adsorption was used，The efluent conformed to the first-order of “Integrated Sewage Discharge Standard”（ GB 8978—96） ． The effluent could be fully reused for ore dressing，the technical indicators were stable，which were similar to those of the new water，so zero-discharge of wastewater could be realized． Keywords： sulfide lead-zinc； ore dressing wastewater； treatment； reuse
针对该矿采得的原矿进行选矿工艺优化试 验，产 生的尾砂和 废 水 混 合 形 成 选 矿 废 水，选 矿 废 水 进 行 24 h自然沉清，以模拟现场尾矿库对选矿废水的处 理 作用，对沉清后选矿废水进行水质分析，结果见表 1。
水质分 析 结 果 表 明： 该 选 矿 废 水 pH 值 高，含 有 酚、石油类、砷、COD 等 污 染 物，pH、酚、COD、铅 等 指
2 废水方案比选 2. 1 分系统回水方案
从 选 矿 工 艺 而 言 ，选 矿 废 水 以 分 系 统 回 用 较 为 有
利，通过铅精矿溢 流 水 返 回 铅 浮 选 系 统、锌 精 矿 溢 流 水返回锌硫分离系统实施废水回用。该回水方式可 使得选矿残留药剂对工艺的影响控制在最小的程度； 同时，有利于废水 中 残 留 药 剂 的 最 大 程 度 利 用，减 少 选 矿 药 剂 的 用 量 。 分 系 统 回 水 ，需 要 分 建 各 系 统 废 水 的处理和回用设 施、管 道，各 系 统 用 排 水 平 衡 控 制 难 度大、管 理 不 方 便、投 资 大、适 合 于 生 产 规 模 较 大，各 系 统 水 量 较 大 的 情 况 ，但 该 方 式 仍 存 在 对 尾 矿 水 的 处 理与回用问题。 2. 2 尾砂库溢流水全回水方案
按 1. 2 中的处理流程进行处理，处理后的废水全 部 用 于 下 一 次 选 矿 试 验 ，如 此 循 环 来 模 拟 废 水 回 用 的 过程。 3. 2 选矿废水回用试验
选 矿 废 水 回 用 采 用 优 化 后 的 选 矿 工 艺 流 程 ，采 用 无毒高效组合抑制剂 Na2 S + Na2 CO3 + ZnSO4 取代现 场的氰化钠浮选。 利 用 Na2 S、Na2 CO3 对 方 铅 矿 的 活
但 由 于 尾 砂 库 距 离 选 矿 厂 一 般 较 远 ，回 水 输 送 距 离 更 长 ，其 动 力 消 耗 将 比 分 系 统 回 水 方 案 高 。 2. 3 方案比较
由于目前该选矿厂实际生产规模为 500t / d，各系 统水量相对较小，分 系 统 回 用 管 道 布 置 复 杂，管 理 困 难，同时尾矿输送 距 离 较 远，需 要 大 量 的 水 来 保 证 尾 砂输送和管道畅通。且目前该矿山企业已经建有实 施 尾 矿 库 至 选 矿 厂 回 水 输 送 管 道 系 统 。 因 此 ，该 矿 山 选矿废水采用尾砂库溢流水全回水方案较为有利。 3 选矿废水回用试验 3. 1 回水的制备
采用调 pH—氧化混凝—沉淀—吸附—回用的废 水处理工艺，其工艺流程见图 1。
图 1 选矿废水处理与回用试验流程
1） 向 pH 为 11 ～ 12 的选矿总废水中投加浓度为 Fra Baidu bibliotek% ～ 20% 的稀硫酸，调整废水 pH 至 9. 0 ～ 10. 5；
2） 向废 水 中 投 加 作 为 混 凝 剂 的 硫 酸 亚 铁，进 行 氧化混凝反应，每升废 水 投 加 50 ～ 200 mg硫 酸 亚 铁， 反应时间为 30 ～ 60 min；然后再加入作为絮凝剂的聚 丙烯酰胺 进 行 混 凝 沉 淀 处 理，每 升 废 水 加 入 0. 1 ～ 1. 0 mg，混 凝 沉 淀 时 间 为 30 ～ 60 min； 控 制 废 水 pH 值为 6. 0 ～ 9. 0；沉淀污泥定期排放和回流；回流污泥 比例为污泥 总 量 的 30% ～ 50% ，用 作 本 步 骤 投 加 的 氧化剂和絮凝剂；
* 湖南省社会发展科技支撑计划重点项目（2009SK2009） 。
矿汇合到一起，通 过 尾 砂 输 送 管 道 进 入 尾 砂 库，选 矿 废水在尾矿库内经过自净处理后排放。
该选矿厂年产铅锌金属量达 5 万 t。每年通过污 水输送系统输送约 90 万 m3 的 选 矿 废 水 至 离 矿2 km 处的尾矿坝。 这 些 选 矿 废 水 污 浊，pH 值 高，内 含 多 种有 机 和 无 机 药 剂 以 及 铅、锌、镉 等 重 金 属。 若 将 该 选矿废水进行有 效 处 理，部 分 或 全 部 代 替 生 产 用 水， 不 但 可 以 为 企 业 带 来 显 著 的 经 济 效 益 ，还 可 以 实 现 清 洁 生 产 ，保 护 环 境 ，达 到 改 善 湘 江 水 系 的 水 质 目 的 。 1 选矿废水处理试验 1. 1 选矿废水水质状况
环境工程
38
2011 年 6 月第 29 卷第 3 期
表 1 选矿废水水质状况
mg / L（ pH、碱度除外）
项目 原水 排放标准
pH 碱度 / （ mmol·L － 1 ） ρ（ COD） ρ（ 石油类） ρ（ 挥发酚） ρ（ S2 － ）
11. 85
423
180
1. 8
1. 42
1. 5
6 ～9
0 引言 某铅锌矿地 处 湖 南 湘 江 水 系 的 上 游，目 前 开 采
的 有 北 部 矿 体 和 西 部 矿 体 ，选 矿 回 收 的 主 要 有 价 元 素 为铅、锌、银、金、硫、铁。 矿 石 类 型 为 铅 锌 原 生 矿，氧 化程度不 高。 选 矿 厂 日 处 理 能 力 为 500 t，采 用 优 先 浮铅—锌硫混浮—锌硫分离浮选工艺。采用一段磨 矿，磨矿细度为0. 074 mm以下占 78% ，选别工艺是硫 酸锌 + 氰 化 钠 作 锌 矿 物 和 黄 铁 矿 的 抑 制 剂，MB 黄 药 + 硫氮九号作铅矿物的捕 收 剂，2 号 油 作 起 泡 剂 优 先浮铅，经 一 次 粗 选、三 次 精 选、二 次 扫 选，获 得 铅 精 矿；浮铅尾矿 加 MB 黄 药 和 2 号 油 进 行 锌 硫 混 合 浮 选，经一次粗选、二次扫选，尾矿为最终尾矿；锌 硫 混 合粗精矿加石灰 抑 制 黄 铁 矿，进 行 锌 硫 分 离，经 一 次 粗选、二 次 精 选、二 次 扫 选，得 到 锌 精 矿 和 硫 精 矿。 铅 、锌 、硫 精 矿 经 各 自 浓 密 和 脱 水 ，选 矿 废 水 汇 入 选 矿 厂地沟，与选矿厂卫生水 （ 降 雨 时 包 括 地 表 雨 水 ） 、尾
3） 向经步骤 2 处理后的废水中投加 ClO2 进行氧 化处理，每升废水投加 ClO2 5 ～ 20 mg，氧 化 处 理 时 间 为 30 ～ 60 min；
4）将经步骤 3 处理的废水通过催化氧化吸附反 应床，水力停留时间为 30 ～ 60 min，得处理后废水；催 化氧化吸附反应床的充填介质为活性炭床或多孔陶 粒；出水水质见表 2。
表 2 废水处理前后水质情况 mg /L（ pH 除外） 项目 pH ρ（Cu） ρ（Pb） ρ（Zn） ρ（Cd） ρ（As） ρ（S2 － ） ρ（COD） ρ（酚） ρ（石油类） 处理前水 11. 68 1. 03 9. 16 3. 42 0. 32 0. 33 0. 74 143 1. 23 1. 65 处理后水 7. 23 0. 05 0. 46 0. 33 0. 04 0. 04 0. 23 27 0. 09 0. 19
TREATMENT AND REUSE OF A LEAD-ZINC ORE DRESSING WASTEWATER
Chen Wei Peng Xinping Chen Daixiong （ Hunan Nonferrous Metals Research Institute，Changsha 410015，China）
环境工程
2011 年 6 月第 29 卷第 3 期
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化作用，以 及 Na2 S + Na2 CO3 + ZnSO4 对 闪 锌 矿 的 联 合 抑 制 作 用 ，使 组 合 药 剂 发 挥 协 同 效 应 。 采 用 对 方 铅 矿具有较强捕收能 力 的 25 号 黑 药 + 丁 铵，并 且 混 合 有利用于金回收的 MB 黄药。根据矿浆电位的调控 原理，控制各种抑 制 剂 及 捕 收 剂 用 量，使 矿 浆 电 位 达 到 适 合 矿 物 浮 选 的 区 间 。 在 锌 硫 分 离 作 业 ，采 用 硫 氮 作 为 捕 收 剂 ，提 高 了 锌 精 矿 的 品 位 和 回 收 率 。
尾 砂 库 溢 流 水 全 回 水 方 案 ，是 将 选 矿 厂 所 有 的 废 水 全 部 汇 入 尾 砂 库 ，选 矿 废 水 经 过 处 理 后 再 回 用 到 选 矿工艺中的回水方式。这种方案的优点如下：
1） 能充 分 利 用 大 容 积 尾 砂 库 的 沉 淀、自 然 净 化 能力，能最 大 程 度 地 减 少 废 水 处 理 药 剂 消 耗。2 ） 能 充 分 调 节 工 艺 中 各 系 统 的 水 量 平 衡 ，不 会 导 致 系 统 水 量不平衡而产生的废水外泄状况。3） 尾砂库沉清后 的 废 水 表 观 清 澈 ，这 就 使 得 操 作 者 乐 于 接 受 而 使 回 水 成为可能。4） 全厂废 水 统 一 处 理，便 于 管 理，节 省 基 建投资和运行管理费用。
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10
0. 5
1. 0
ρ（ 总砷） 0. 62 0. 5
ρ（ 总镉） 0. 46 0. 1
ρ（ 总铅） 17. 16 1. 0
ρ（ 锌） 4. 23 2. 0
ρ（ 铜） 0. 84 0. 5
标超过 GB 8978—1996《污 水 综 合 排 放 标 准 》一 级 排 放标准；由于废水中残存的选矿药剂成分会对选矿工 艺 产 生 不 良 影 响 ，回 用 前 要 降 低 废 水 中 残 存 的 选 矿 药 剂浓度。 1. 2 选矿废水处理工艺流程