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礦山廢水的七種解決方法,快來pick適合你的一種!

日期:2020-12-07 | 來源:中國振動機械網
選礦生產過程中產生的廢水是礦山環境污染的主要因素之一,其中所含的污染物主要有固體懸浮物、持久性重金屬離子、浮選藥劑及油污等,這些廢水不經治理直接排放,將會對廠區周邊及下游地..

選礦生產過程中產生的廢水是礦山環境污染的主要因素之一,其中所含的污染物主要有固體懸浮物、持久性重金屬離子、浮選藥劑及油污等,這些廢水不經治理直接排放,將會對廠區周邊及下游地區的河流、土壤、農田、濕地等產生破壞性影響,并最終危害人類健康。因此,有效治理和循環利用選礦廢水非常重要。
 


1、選礦廢水的來源

一般而言,選礦廠生產過程中的所有外排水統稱為選礦廢水,具體來說包括:

(1)洗礦廢水:含有大量細粒級的礦泥和少量礦石顆粒;  

(2)破碎系統廢水:主要含有礦石顆粒,經沉淀后可回用;  

(3)設備冷卻水用:包括破碎機、球磨機的冷卻水和真空水泵的水封水,水量較小,污染物主要為油性物質,經處理后可循環利用;  

(4)重選和磁選廢水:主要含有礦物顆粒和懸浮物,澄清后基本可全部回用;  

(5)浮選廢水:主要來源于精礦、尾礦通過濃密、過濾兩段脫水工藝后產生的溢流水及尾礦庫溢流水,含有浮選藥劑及少量懸浮物;  

(6)沖洗廢水:各廠房的地面沖洗水; 

(7)其他:選礦流程中的“跑、冒、滴、漏”及事故池排水等。
 


砂石礦山廢水


2、選礦廢水的特點

(1)排放量大

選礦廢水的排放量大,與我國礦石資源的品質低下、選礦工藝復雜、入選礦石量大等因素密切相關??傮w來說,我國目前每處理1噸礦石,磁選、浮選法需用水4~7m3,重選法需用水20~26m3,浮磁聯選需用水6~10m3,重浮聯選需用水20~30m3。這些用水除少部分循環利用,大部分則隨尾礦以漿體的形式排出選礦廠。

(2)懸浮物、總溶固含量高

固體懸浮物含量高是選礦廢水的最直觀特征,這些固體懸浮物主要是微細粒原生礦泥顆粒和次生礦泥顆粒,若選礦過程中使用了水玻璃等分散劑,則廢水中固體懸浮物的含量將更高、穩定性更好,更不易沉降。

(3)成分復雜

殘留化學藥劑和重金屬離子是選礦廢水形成危害的主要因素,也是最難治理的因素。這種情況在有色金屬礦山表現得尤其嚴重。絕大多數礦山的選礦廢水中不同程度含有銅、鉛、鋅、鎘、鍺、鉻、砷等重金屬離子,由于重金屬離子具有不可降解性,將長期潛伏在水體中,使其成為選礦廢水治理的難點。

殘留的化學藥劑主要是浮選過程中加入的捕收劑、起泡劑和調整劑,它是導致水體化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、pH值(強酸或高堿)等指標超標的主要因素。
 


西班牙力拓河因礦山污染被戲稱為“紅酒河”


選礦廢水的基本特征取決于選礦廠的規模、礦石的性質、磨礦細度、工藝流程和藥劑制度等。通常選礦廠規模越大,廢水排放量就越大;磨礦粒度越細,廢水中固體懸浮物含量就越高;礦石性質越復雜,廢水中重金屬離子種類就越多、濃度就越高,COD、pH值等指標也越容易超標。

3、選礦廢水的危害

選礦廢水的水質特征決定了其對生態環境和人類健康構成的潛在危害,主要表現在以下幾個方面:

(1)強酸或強堿性廢水外排會降低所接受水體的自凈功能,危害水中藻類、魚類及其他水生動植物的生長,嚴重時會導致水生生物死亡。

(2)廢水中的懸浮物會降低水體的透明度,影響浮游植物的光合作用,加劇水體富營養化,破壞水體生態環境。

(3)含有大量重金屬離子的廢水排入水體或土壤中,通過植物的根部吸收進入體內,過量會影響植物的生長和發育,嚴重時將導致植物枯萎、死亡;重金屬過量還能使水生動物機體代謝紊亂、誘發疾病、影響發育;最嚴重的是能通過食物鏈的富集危害人類的健康。

(4)廢水中殘留的藥劑,如黃藥,在酸性條件下可直接分解生成二硫化碳,污染環境;黃藥還能影響水生浮游植物的生長,異丙基鈉黃藥濃度為5mg/L以上的水體可在3天內致全部浮萍死亡。氰化物是劇毒藥劑,極少量的氰化物及其衍生物就會使人、畜短時間內中毒死亡。
 


含鎘毒大米


4、選礦廢水常見處理技術


(1)自然凈化法

自然凈化法作為最廉價、最簡單的廢水治理方法,被我國的選礦廠普遍采用。自然凈化法常以尾礦庫為構筑物,廢水通過管道運輸至尾礦庫,在庫內發生沉淀、水解、氧化、揮發、光照降解甚至生物分解等作用,使懸浮顆粒和殘余藥劑濃度降低,甚至基本去除。

自然凈化的效果與曝曬時間、光照強度、水體溫度、初始pH值、溶解氧等因素有關。通常曝曬時間越長、光照強度越強、溫度越高,自然凈化效果越好。

自然凈化法具有成本低、管理方便、無二次污染等特點,但存在凈化不徹底、耗時長、氣候等自然因素干擾大等問題,特別在高寒地區,往往會因為凈化效率低下而影響廢水的回用。因此,自然凈化法通??勺鳛檫x礦廢水的預處理方法,或用于成分相對簡單的重、磁選廢水的處理。
 


(2)酸堿中和法

酸堿中和法是一種傳統的廢水治理方法,因簡單實用而廣泛采用。這其中既包括酸性廢水中的H+(或堿性廢水的OH-)與中和劑中的OH-(或H+)發生反應,生成中性水分子,同時,礦漿的合適堿度也有利于重金屬離子與氫氧根離子反應生成難溶的氫氧化物沉淀,從而消除重金屬污染。

生產實踐中常用的中和劑有石灰、消石灰、硫酸、堿性廢水廢渣(電石渣等)、酸性廢水廢氣(CO2、SO2及其溶液等)等。在選擇中和劑時應優先考慮廠區周邊的廢料,以達到“以廢治廢”的目的。理論上各重金屬在一定pH范圍內均能沉淀,因此控制好pH值是中和法的關鍵。

酸堿中和法具有管理方便、費用較低、操作簡便、處理量大、適應性強和運行穩定等優點,但也存在一些問題,如在用石灰中和時,設備及管壁結垢嚴重、污泥增量較大、易產生二次污染等。
 


(3)混凝沉淀法

混凝沉淀法是目前治理選礦廢水較成熟的一種方法,常與活性炭吸附或氧化法組成混凝沉淀—活性炭吸附法和混凝沉淀—氧化法?;炷齼艋脑硎腔炷齽┩ㄟ^電性中和與雙電層壓縮作用、凝聚物網捕—共沉淀作用、高分子橋連卷帶作用使廢水中分散的膠體顆粒脫穩,繼而凝聚成大顆粒絮體,并最終沉淀下來。

混凝沉淀法使用的藥劑主要包括凝聚劑和絮凝劑兩大類。凝聚劑主要有氯化鐵、硫酸鐵、硫酸鋁、氯化鋁、聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)等,使用最普遍的絮凝劑是聚丙烯酰胺(PAM)?;炷齽┑倪x擇至關重要,它直接關系到凈化效果的好壞。近年來,改性傳統混凝劑和開發新型混凝劑成為研究的熱點。

混凝沉淀法可以有效去除選礦廢水中的懸浮顆粒和一些重金屬離子,是一種成熟、穩定、高效的廢水治理方法,但也存在對有機化學藥劑凈化不徹底,因藥劑用量過大易產生二次污染等問題。
 


(4)化學氧化法

化學氧化法是深度治理選礦廢水中殘留浮選藥劑的有效方法,特別是近年發展起來的高級氧化技術(AOP)能徹底去除廢水中持久性難降解有機污染物?;瘜W氧化法的實質是,氧化劑通過奪取廢水中有機污染物中的H原子等途徑,將有機污染物氧化成無毒或低毒的小分子物質,或轉化為容易從水中分離的物質,從而降低廢水的COD、BOD。常見的氧化劑有臭氧、Fenton試劑、雙氧水、次氯酸鈉等。

化學氧化法治理選礦廢水具有操作穩定、反應徹底、處理效率高并能提高廢水的可生化性等特點,特別對于處理高COD的有機廢水具有顯著優勢,但也存在運行費用較高等問題。
 


(5)人工濕地法

人工濕地法是近年來發展起來的新型廢水治理技術,因其生態化的治理理念而廣受國內外學者的青睞。人工濕地是仿照自然濕地人工修建并參與監督控制的具有流動或靜止水體的淺水水域,是以基質—植物—微生物為核心的綜合生態系統,可通過基質截留、過濾、吸附,植物吸收、攔截,微生物攝食、分解等途徑去除廢水中的污染物,充分發揮了物理、化學和生物的協同作用。

人工濕地法在國外應用較早;我國的凡口鉛鋅礦較早開展了這方面的研究,并發現以寬葉香蒲為主的水生植物凈化礦山廢水效果很好,水質可以明顯改善。

人工濕地法為治理選礦廢水提供了一條綠色化、生態化的技術路線,符合我國的基本國策,具有廣闊的推廣前景。但也存在基質易堵塞、占地面積大、受氣候等因素干擾大等局限性。
 


(6)微生物處理法

微生物處理法是一種很有發展前景的廢水治理方法,對于礦山酸性廢水具有顯著的優勢。其凈化原理是利用微生物的新陳代謝作用降解水體中的污染物,從而達到凈化廢水的目的。微生物由于本身特有的化學結構和生物特性,可以與呈溶解態或膠體態的有機污染物或重金屬離子發生吸附、分解作用或將它們轉化為不溶性化合物而分離去除。篩選并馴化出合適的菌株是微生物法治理選礦廢水的重點。

微生物法治理選礦廢水擁有巨大的發展潛力,具有環境友好、選擇性好、二次污染少等特點,甚至還可以回收某些重金屬原料,但如何篩選出適應性強的菌種是個難題。
 


(7)光催化氧化法

光催化氧化技術是20世紀80年代快速發展起來的一種新的廢水治理技術,因降解速度快,凈化度高,節能環保而成為選礦廢水治理領域研究的熱點。

光催化氧化廢水的原理可以結合半導體能帶理論解釋:光催化劑吸收光能,電子受輻射躍遷,生成活性很高的電子-空穴對,可以與吸附在催化劑粒子表面的-OH或H2O作用生成氧化性極強的·OH,·OH能將有機物氧化成H2O和CO2等小分子無機物。

TiO2是一種理想的光催化劑,因耐腐蝕、催化效率高而成為現階段研究的熱點,但因其帶隙較寬(3.2eV),導致對太陽能的利用率較低。TiO2的摻雜改性和尋找新催化劑成為研究的突破口。

光催化氧化法具有巨大的開發價值,已成為廢水治理一個新的研究領域,但目前更多處于實驗室研究階段,對其凈化機理還有待深入探討。
 


由于各種金屬及非金屬礦物性質及選別方法的不同,礦山產生的選礦廢水其性質及成分也存在差異,應根據不同來源廢水的性質及選礦工藝對回水性質的要求,選用合適的廢水處理技術及廢水回用方法,盡量降低回水使用對生產技術指標的影響,合理調配使用選礦廢水,使最大量的選礦廢水在選礦工藝內循環使用,控制并減少選礦廢水的對外排放量。提高選礦廢水循環利用率,實現廢水的清潔排放是未來我國礦山發展的主要發展方向,是企業實現可持續發展的必要手段。


責任編輯:曉麗
本文關鍵詞:礦山環境 選礦 廢水治理
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