一、金礦選礦廢水的一般情況
國內(nèi)絕大多數(shù)金礦都采用浮選工藝對金礦石進行處理，其中會是用到多種化學(xué)藥劑，用以更有效的利用化學(xué)物相性差異實現(xiàn)對對礦物的有效分離。在金礦浮選作業(yè)中，較常見的全泥氰化浸出工藝，這種處理方法成本相對較低，分離率較高，但利水資源消耗量相對較大，實際選礦過程中產(chǎn)出的污水危害較大，必須進行二次處理。因此，金礦選礦廢水處理的首要需求是減少污染物，使排出廢水達到國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，這也是金礦選礦廢水出處理的最核心的要求。
除一般的污染物處理外，選礦廢水的處理還需要考慮兩類特殊問題：其一，選礦工藝操作工程中消耗水資源量大，單純處理廢水仍有可能出現(xiàn)較大規(guī)模的水資源浪費，因此選礦廢水的處理還需要考慮水的回收與在利用;其二，選礦的中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污水內(nèi)含有一定量的尾礦漿，其直接處理成本較高，同時內(nèi)部含有一定比例的礦物，如果是金銀等貴金屬就有較高的再選價值，因此金礦選礦污水也有必要進行再次處理來進一步挖掘礦產(chǎn)資源價值。
二、金礦廢水污染物處理的一般方法和改良
(一)一般選礦污水處理工藝比較
選礦廢水處理的基本方法是將污水其中傾倒，通過一定時間的靜置使懸浮物沉淀，由此對進一步得出的廢物料、廢水進行處理。少數(shù)礦物在選礦過程中產(chǎn)生的污水中污染物類型單一，可以直接通過該自然凈化的方式處理。但僅就金礦選礦廢水來說，自然凈化法并不實用，目前并沒有一種一次處理完全能夠使廢水達標(biāo)的處理方法，大多數(shù)情況下需要將多種方法進行組合使用。其中常見的方法主要有如下四類：
第一類，物理吸附法。主要采用活性碳等多孔性吸附劑來吸附廢水中的少數(shù)幾種污染物，這種處理方法效果明顯，能夠使吸附后剩余污水的處理難度下降。但常用活性碳材料使用成本相對較高，對于金礦選礦這種用水量較高的污水處理而言不十分適用，而選用低成本吸附劑(如爐渣、泥煤等廉價材料)的效果較差，不能明顯降低后續(xù)處理成本。因此在金礦選礦廢水處理中物理吸附法在最終處理時的使用率較低，但部分企業(yè)在基于氰化物處理的多次浮選優(yōu)化工藝中會提高活性炭使用率，這對最終的污染物處理也有一定的積極影響。
第二類，化學(xué)沉淀法。在過去我國金礦生產(chǎn)中最常使用的選礦污水處理方法是氧化沉淀法，主要處理選礦污水中的重金屬砷。一般處理方法為在污水液中添加石灰石漿，其與三價和五價砷離子、鈣離子結(jié)合為可沉淀的砷酸鈣和亞砷酸鈣，從而分離污水中的砷。實際處理后的沉淀物相對穩(wěn)定，但近年來污水處理研究多認為三價砷的沉淀物性質(zhì)穩(wěn)定略有不足，并有相對更高的毒性，因此一般建議先對污水中的三價砷做氧化處理(轉(zhuǎn)化為五價砷)再進行進一步的沉淀處理。
第三類，電化學(xué)法。這是近年來在國內(nèi)污水處理領(lǐng)域逐漸流行起來的一種新型處理方法，其本質(zhì)是對廢水中有害物質(zhì)進行電解，利用顆粒碳等作惰性物制作陰極，以鐵等制作陽極，將廢水池建構(gòu)為原電池，充分利用鐵的還原作用，將污水中的部分污染性氧化物的組分還原，其中陽極部分的鐵在反應(yīng)后形成凝絮，進一步提供吸附作用。這種處理方法對污水中重金屬氧化物的還原處理效果較好，比如對鋅、鉛、鉻的處理效果及其理想(處理率最高可超過99%)。
第四類，過濾法。這是污水處理最原始的一種處理思路，但現(xiàn)代污水處理中的過濾法更為先進也更為復(fù)雜，其中選礦廢水的處理常采用連續(xù)過濾法，主要采用逆流原理，實現(xiàn)自下而上的多級過濾，同時過濾后的廢料還能夠再次返回特殊選礦環(huán)節(jié)進行二次處理，實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的有效利用。
(二)金礦選礦廢水處理方法的對比與改良建議
目前金礦選礦廢水的處理方法也基本以上述處理類型為主，具體處理時使用的方法多以自然沉淀做前置處理，采用化學(xué)沉淀法做大范圍處理，采用電解法和交換法進一步處理。在整個處理過程中，自然沉淀的處理過程沒有太多可操作空間和改進空間;核心處理及集中在化學(xué)沉淀，這也是最有可能完善的環(huán)節(jié);電解法是后續(xù)處理中保證排水標(biāo)準(zhǔn)的方法，在大多數(shù)選礦廢水的處理中有不可替代性，但在金礦選礦廢水中的應(yīng)用極少，未來有進一步推廣應(yīng)用的可能性;其他的硫酸鋅法、離子交換法等方法成本偏高，臭氧氧化法實施難度大且不能有效破壞亞鐵和鐵的氰化物。
總體來看，在金礦選礦廢水的處理中，自然靜置是必要性環(huán)節(jié)，化學(xué)沉淀是核心環(huán)節(jié)，電解處理是可選環(huán)節(jié)。其中，改進空間最大的是化學(xué)沉淀環(huán)節(jié)，該方案在處理中常用的混凝劑有硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁等，各類混凝劑的處理效果有所差異，筆者也通過對比實驗檢驗了三種混凝劑的特點，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，單獨使用三類混凝劑(0.2g/L)并加入助凝劑(氯解磷定1mg/L)的情況，經(jīng)過30分鐘分鐘和處理后測定的重絡(luò)酸鹽去除率分別為53.7%、53.3%、53.2%，污染物去除率分別為85.6%、85.1%、84.7%，綜合而言硫酸亞鐵的處理效果更優(yōu)。同時在混凝沉淀上清物做氧化實驗時發(fā)現(xiàn)，不同氧化劑(二氧化氯、雙氧水、次氯酸鈣)對殘余藥劑(重絡(luò)酸鹽)的分解效果在25mg/L后緩慢接近上限，分別能夠達到58.3%、29.7%、43.2%的去除率，可見25mg/L或更高濃度的二氧化氯效果最高。
因此本文建議金礦廢水處理最宜以硫酸亞鐵(0.2g/L)、氯解磷定(氯解磷定1mg/L)、二氧化氯(25mg/L)聯(lián)合處理，其中二氧化氯僅用于氧化處理階段。對同批次礦物凈化處理后結(jié)果如表1所示，處理水質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。同時該方案相對成本較低，每立方米污水的處理成本低于0.1元，因此也具有一定的經(jīng)濟價值。
三、金礦選礦廢水的循環(huán)利用的思路
在常見礦物的選礦處理中，已處理污水可達到排放標(biāo)準(zhǔn)，也可以再次投入選礦環(huán)節(jié)使用，但一般而言循環(huán)利用的價值增益不顯著。但對于金礦這種稀有礦物而言，選礦廢水本身就存含有較高價值的可回收金，因此污水循環(huán)利用本身有較高價值，而且大多數(shù)金礦在選礦環(huán)節(jié)會進行3次以上的浮選，甚至有超過6次浮選的應(yīng)用案例，其根本目標(biāo)就在于多次浮選以實現(xiàn)對礦石中金礦物的高比例回收。
在這個回收過程中污水本身就已經(jīng)進行了多次利用，只是利用過程并未實現(xiàn)對污水進行凈化處理。結(jié)合這一思路來看，一般的金礦選礦廢水在凈化處理后依然可以投入到初始選礦環(huán)節(jié)作為回用水出現(xiàn)，由此實現(xiàn)再利用，這對于部分類型的礦山而言可能也會創(chuàng)造更高的經(jīng)濟價值。
對此筆者也進行了對比實驗，如表2所示，廢水無論是否經(jīng)過處理，重新投入使用都會小幅提升選礦效益，其中未處理污水利用率更高。因此，從理論上看選礦污水不排放，多次循環(huán)利用的直接經(jīng)濟效益最高，但從現(xiàn)實角度來看，選礦污水的價值增益主要出現(xiàn)在單批次循環(huán)利用中，大幅增加復(fù)選次數(shù)的成本會遠超出直接效益，因此一般建議復(fù)選控制在6次以內(nèi);在此基礎(chǔ)上可以將此后的凈化水進行利用在新批次礦石的選礦中，以此進一步提升經(jīng)濟效益。( >
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