选矿废水处理的研究现状和发展趋势

行费用较低
差
混凝法
通过加入絮凝剂产生的电性中和作用、压缩双 电层和桥联作用，使悬浮固体颗粒、部分微量可 溶性重金属离子及有机物沉降
混凝剂
沉淀效果显著，污水处理工艺流程 残 余 的 选 矿 药 剂 和 重 金 属 离
简单
子浓度仍较高
氧化法
用氧化剂去除水中的残余选矿药剂
Fenton 试 剂、次 氯 酸 可大幅降低水中残余选矿药剂的
李海令等 [4] 针对内蒙古获各琦铅锌 选矿厂锌选别阶段的部分残留药剂会 对铅选别造成干扰，增加铅锌分离的难
度，影响铅选别的指标问题，采用选铅 和选锌回水分别回用方案。废水回用结 果表明，回水使用的效果与单纯使用清 水存在一定差距，但是该废水回用方案 在最大程度利用现有水资源的条件下， 用最便捷和成本低廉的手段实现了水资 源的综合利用，而且保证了选矿的生产 技术指标，实现了企业的规模化生产。
势（y=1.478x+1.038，R2=0.931）， 表 明我国有色金属选矿废水处理的相关研 究处于稳定增长阶段。 2 处理技术研究的年代变化
对 2000 ～ 2012 年有色金属选矿废 水处理技术研究论文的数量进行统计见 表 1。
从表 1 可以看出，鉴于浮选废水中 重金属、SS 浓度较高、废水起泡性较强 以及含有一定量的难降解的有机浮选药 剂的特点，目前废水处理常采用的方法 有 ：化学沉淀法、混凝沉淀法、自然降 解法、氧化法、吸附法等。
对我国有色金属选矿废水处理方法 归纳总结见表 2。
我国有色金属选矿废水处理的发展 趋势 1 向与选矿工艺改造相结合的方向发展
我国有色金属选矿企业采用处理后 的选矿废水回用于生产，由于水质变化， 往往存在着回收率降低、选矿效果差等 弊端。针对上述问题，与其选矿工艺进 行改造相结合，可有效改进选矿的效果。
1 文献量的年代变化 图 1 显示了 2000 ～ 2012 年有色金
属选矿废水处理文献量的年代变化。对 文献总量的年代变化进行拟合分析，发 现随时间推移，文献量呈现线性增长趋
表 1 2000~2012 年有色金属选矿废水处理方法研究论文的数量
年份
中和法
有色金属选矿废水处理技术研究的论文数量 / 篇
由于在选矿生产过程中投加了大量 的石灰，造成了废水中 pH 过高，且残 留 的 浮 选 药 剂（ 如 黄 药、松 醇 油、黑 药 等）使废水的 CODCr 较高、重金属含量 高（Cu2+、Pb2+、Zn2+ 等 ）、废 水 的 起 泡 性强、多种矿物选矿残留药剂相互影响 （ 选 铅 过 程 中，由 于 黄 药 对 锌 矿 物 有 极 强的捕收能力，而 Cu2+、Pb2+ 离子又能 活化锌矿物，故废水回用时，残留的黄 药与 Cu2+、Pb2+ 离子将会严重影响铅精 矿质量，使铅精矿中锌含量过高）等问 题，直接回用会影响选矿指标。
混凝法
氧化法
吸附法 自然降解法
2000
0
1
0
0
0
2001
1
2
0
0
1
2002
0
1
0
2
0
2003
0
2
0
0
0
2004
0
1
0
1
1
2005
1
4
3
0
0
2006
0
3
2
2
1
2007
0
4
0
0
1
2008
1
2
1
2
1
2009
1
4
2
2
6
2010
2
4
2
1
2
2011
5
3
5
4
0
2012
3
4
3
1
0
其他 1 1 2 4 4 3 5 8 8 1 4 5 7
张 艳 等 [3] 针 对 在 铅 锌 浮 选 中 直 接 回用选矿废水造成的铅锌铁分选性差、 浮选泡沫变黏、铅精选富集效果差、铅 品 位 难 以 提 高、混 杂 现 象 相 对 严 重 等 问题，采用废水与清水以不同比例混合 时，通过适当调整药剂，消除选矿废水 循环回用对铅锌浮选的影响，在凡口铅 锌矿进行了应用，提高铅锌浮选分离效 果与指标。
重金属排放限值进一步从严。因此，根 据有色金属选矿废水的水质特征，寻求 技术可行、经济合理的治理方法，消除 有色金属选矿废水的危害，保证有色金 属行业可持续发展具有重要意义。
有色金属选矿废水的来源和污染特征 1 有色金属选矿废水的污染特征 1.1 有色金属选矿废水的来源
（1）碎 矿 过 程 中 湿 式 除 尘 排 水 、碎 矿及筛分车间和矿石转运站的地面冲 洗水。
封面报道 | Cover Report
选矿废水处理的研究现状和发展趋势
分析了我国有色金属选矿废水的水质特征，对2000~2012年间有色金属选矿废水处理相关论文进行了检索和统计分 析，结果表明，我国有色金属选矿废水处理的相关研究处于稳定增长阶段，近年来生化法逐渐成为新的研究热点。阐明 了我国有色金属选矿废水处理向与选矿工艺改造相结合的方向发展；从末端治理后回用向适度处理-分质回用集成方向发 展；从传统处理工艺向先进实用代处理工艺方向发展。
钠、臭氧
浓度
药剂成本高
吸附法
用吸附剂吸附有机物、金属离子
吸附剂
适用于选矿废水的深度处理
吸附剂再生困难，成本较高
自然降解法
利用尾矿库实现选矿药剂的自然降解
—
运行维护简单
处理后的溢流出水不能稳定 达标
生化法
利用微生物降解选矿废水中的有机物
氮磷等营养物质
投资、运行成本低
水质、水量的冲击负荷对出水 水质影响较大
杨晓松，1965 年出生，博士，教授级高工。北京矿冶研究总院环境工程 研究设计所副所长，担任国家科技部中小企业创新基金、北京市自然科学基 金评审专家 ；环保部清洁生产审核、环境影响评价和上市（或再融资）环保核 查评审专家。
主持“十 · 五”国家科技攻关课题“大型矿业节水治污技术综合集成研 究与工程示范”和“十一五”攻关课题“有色大型冶炼企业节水技术研究”。主 持环保公益性行业科研专项“有色金属冶炼重点行业重金属污染控制与管理 支撑技术研究”；负责编制和修订多项国家及有色金属行业环保发展规划和 重金属防治规划及相关环保技术政策、标准。获得多项科技奖励。开发矿山、 冶金等行业重金属废水治理技术，工程应用 30 多项，发表论文 40 多篇。
谢光炎等 [5] 在南京栖霞山铅锌矿对 选矿废水进行了分质回用，其中污染程 度较低的废水直接回用，其余污染程度 较高的废水适度净化后回用，使选矿废 水 100% 回用于选矿生产。
3 从传统处理工艺向先进实用处理工艺 方向发展
由于有色金属选矿废水的水质特 别复杂，通常存在着悬浮物、重金属和 残余的选矿药剂，所以，传统处理技术 很难使其达到回用的标准。针对上述情 况，急需开发先进实用替代处理工艺。
张 新 [6] 采 用 序 批 式 反 应 器（SBR） 处 理 黄 药 废 水， 对 Pb、Zn、TOC 的 去 除 率 分 别 为 ：81.87% ～ 91.56%、 82.27% ～ 89.45%、82.30% ～ 92.38%。
北 京 矿 冶 研 究 总 院 采 用“ 好 氧 生 化—氧化—双膜法”工艺，处理西部黄 金 伊 犁 有 限 责 任 公 司 尾 矿 废 水，处 理 水量为 600m3/d，出水达到《地表水环 境 质 量 标 准 》（GB3838-2002）Ⅱ 类 水 体 水 质 要 求 ( 其 中 COD ≤ 15mg/l，氨 氮 ≤ 0.5mg/l，总 氰 化 物 ≤ 0.05mg/ l)，生化段可将 COD 由 500mg/l 处理到 60mg/l 以下。
沫 偏 大、易 碎，附 着 矿 泥 较 多，精 矿 品 位 不 好 控 制，回 收 率 明 显 降 低 的 问 题， 采用新的药剂制度（捕收剂为异戊基黄 药 ：丁基黄药 =1 ∶ 1、抑制剂为纤维素 用量增加 40%），镍金属回收率得到显 著提高，同时尾矿金属损失明显减少。
吴兆清等 [2] 在基本上不改变工艺结 构基础上改变药剂制度达到废水回用的 目的，使选矿废水回用率达到 80%，实 现尾矿库废水零排放。
2 有色金属选矿废水的危害性 选矿废水中主要的有害物质是重
金属、各种选矿药剂以及悬浮物等，不
20 世界有色金属 2013年 第10期
Cover Report | 封面报道
图 1 期刊文献量年代变化
经严格治理排放会对周边生态环境产 生严重污染。水中的悬浮物主要影响水 生物生活条件，如阻塞鱼鳃，影响藻类 的光合作用。过高的悬浮物可能淤积河 道，引水灌溉会使土壤板结。含选矿药 剂的废水排入河湖，会在河湖中产生恶 臭，水 中 鱼 虾 减 少，鱼 肉 有 异 味，对 人 体的危害主要是影响神经系统、肝脏和 肾 脏。重 金 属 可 能 在 土 壤、农 作 物、水 生生物等逐渐富集并通过食物链进行传 递，最终威胁人类的健康。除了对人体 有危害外，还能造成农作物的减产和水 产养殖的水生生物的死亡。
（2）选 矿 废 水，包 括 选 厂 排 放 的 尾 矿废水、精矿浓密池溢流水等。
（3）车 间 冲 洗 废 水，这 种 废 水 是 对 设备、地板等进行冲源自文库所产生的废水。
（4）设 备 冷 却 水，包 括 碎、磨 矿 设 备油冷却器的冷却水和真空泵排水，这 种废水只是温度高，基本未受污染，各 企业大部分设备冷却水均循环利用。 1.2 有色金属选矿废水的污染特征
我国有色金属选矿废水处理的研究 现状
近十多年来，高等学校、科研院所 和公司企业等单位对有色金属选矿废水 处理开展了大量的研究工作，取得了令 人瞩目的成绩。笔者利用《万方数据》电 子资源，查阅了 2000 ～ 2012 年期间有 关有色金属选矿废水处理的 100 多篇期 刊论文、博硕士学位论文和会议论文。
结论 通过对 2000 ～ 2012 年期间有色金
属选矿废水处理相关论文的检索和统计 分析，得出以下结论 ：
（1）我国有色金属选矿废水处理的 相关研究处于稳定增长阶段。
（2）有色金属选矿废水常用的处理 方法为化学沉淀法、混凝沉淀法、自然 降 解 法、氧 化 法、吸 附 法 等，近 年 来 一 些新技术（生化法）逐渐成为新的研究 热点。
近年来，在选矿废水处理回用与生 产工艺相结合，适度处理－分质回用等 方面进行了较多的研究，刘绪光 [1]、吴 兆清等 [2] 通过改变药剂制度达到废水回 用的目的。张艳 [3]、李海令 [4]、谢光炎 [5] 等，采 用 适 度 处 理 － 分 质 回 用 的 方 法， 使选矿废水大部分得以回用。
另外，生化法处理选矿废水的文献 从 2009 年 的 0 篇 增 加 到 了 2012 年 的 6 篇，正逐渐成为新的研究热点。北京矿 冶研究总院开发了高浓度好氧生化法选 矿废水处理技术，具有污泥浓度高（活 性污泥浓度是传统活性污泥法的 2 ～ 3 倍）、能有效抵抗有机物负荷冲击，提高 微生物对重金属的耐受性，氧利用率高 （为传统工艺的 3 ～ 4 倍）、占地少、运 行费用低、运营管理方便等优势，处理 后水质可稳定达到有色金属工业排放标 准和相关地方标准。
文 | 杨晓松 邵立南
选矿废水排放量大，水中重金属、悬 浮物和化学需氧量等各项指标不 同程度地超过国家排放标准，容易对选 矿厂周边生态环境造成严重的影响。有 色金属工业新排放标准出台和地方更 严标准颁布，常规处理技术的应用更加 局限。例如 ：铅锌工业污染物排放标准 （GB25466-2010）、广 东 省 水 污 染 物 排 放 限 值（DB44/26-2001）等 均 对 选 矿 废水排放指标提出了更加严格的要求 ： COD 从 100mg/l 降 到 70mg/l ；SS 从 100mg/l 降 到 50mg/l ；Cd、As、Pb 等
（3）我国有色金属选矿废水处理研 究的发展趋势 ：向与选矿工艺改造相 结合的方向发展 ；从末端治理后回用 向适度处理 - 分质回用集成方向发展 ； 从传统处理工艺向先进实用处理工艺 方向发展。世
会泽铅锌矿建立了选矿废水分质回 用及末端废水处理回用工程，选矿废水 分 质 回 用 工 程 规 模 为 6000m3/d，末 端 选矿废水处理回用工程规模 5200m3/d。
2 从末端治理后回用向适度处理—分质 回用集成方向发展
多 股 废 水 混 合 后，最 终 经“ 末 端 治 理”后回用，这种方式由于混合后水质 变得特别复杂，增加了处理和回用的难 度，增 加 了 处 理 费 用。为 此，必 须 开 展 适度处理－分质回用技术的研究。
刘绪光 [1] 针对吉恩铜镍选厂回用尾 矿库选矿废水产生的浮选泡沫不实，泡
21 2013年 第10期 世界有色金属
封面报道 | Cover Report
表 2 有色金属选矿废水的处理方法
处理方法
处理原则
试剂
特征
存在的问题
中和法
加酸碱进行中和反应
Ca（OH）2、NaOH
操作简便，便于实现连续运转，运 对 残 余 选 矿 药 剂 的 去 除 效 果