山东金岭铁矿选矿厂废水处理与综合利用，解决淡水资源短缺问题

山东金岭铁矿选矿厂废水处理与综合利用，解决淡水资源短缺问题

“://gtjia“://gtjia 废水处理及综合利用 方启佳 钟明 张伟 夏俊 （山东金岭铁矿） 摘要 根据现有工艺流程的特点，对整个厂区废水进行了处理和综合利用，整个工艺每年回收废水730多万m3/a，回收利用率达93%以上，解决了淡水短缺的问题，同时避免了环境污染，具有广泛的社会效益和经济效益。 关键词 废水处理 综合利用 经济效益 社会效益 我国是一个淡水资源短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，美国的1/5，居世界第121位，是世界上人均水资源最匮乏的13个国家之一。近年来，全国大多数城市的地下水都以点状、面状受到了一定程度的污染，且有逐年加重的趋势。 如此严峻的形势对工业用水提出了更高的要求。选矿厂一般为湿法作业，用水量很大，每吨原矿耗水量约5-15m3，而选矿废水不仅含有大量重金属离子污染，而且还有选矿药剂的污染。目前选矿厂废水的处理与综合利用，不仅关系到正常生产和经济效益，更重要的是对整个矿业的环境保护有着乐观的意义。从有限水资源效益最大化出发，科学分析现有工艺流程特点及浮选药剂对选矿过程的影响，实施科学的废水处理利用方案，取得了很大的经济效益和社会效益。

1选矿工艺流程及药剂制度山东金岭铁矿是山东省钢铁工业的重要原料基地之一，除生产主产品铁精矿外，还综合回收铜、钴金属。选矿厂始建于1967年，经扩建后，现已成为磨矿能力150万吨以上、年产铁精矿120万吨以上的大型矿山企业。山东金岭铁矿矿石为高温热液接触交代矽卡岩型含铜磁铁矿。矿石以磁铁矿为主，其次为假赤铁矿。金属矿物以磁铁矿为主，其次为黄铁矿（含钴）、黄铜矿及微量磁黄铁矿。脉石矿物主要为透辉石、透闪石。 其次为绿泥石、方解石、石榴石及微量金云母、绢云母等。选矿原流程为：预磁选-浮选-磁选联合流程：-14mm粉矿经湿法预选弃渣后进入闭路磨矿，分级溢流浓度约23%，分级溢流细度约70%（-200目）；分级溢流先混合浮选回收硫化矿物，混合浮选精矿分别浮选压硫、浮铜，得到铜精矿和钴精矿。混合浮选尾矿经磁选机连续三次磁选后，将三磁精矿送入永磁圆筒真空过滤机，滤饼即为铁精矿。基本药剂制度：捕收剂为黄药（约60g/t），起泡剂为2号油（约20g/t）。 2/3油药参与混合粗选，1/3油药参与混合扫选，PH调节剂为石灰（PH为8-9），黄铁矿（含钴）抑制剂为石灰（PH12）。

2 废水来源及其危害2.1 废水来源废水主要有三种类型：第一是细石湿法预选产生的大量废水；第二是生产过程中产生的废水。这主要包括破碎除尘器产生的废水以及清理地面和设备时产生的废水；第三是尾矿库中的废水。这些废水中含有大量的金属离子和浮选药剂，如果随意排放，不仅造成水资源的浪费和金属的损失，更重要的是会严重污染环境。废水的处理与利用已成为选矿厂节能降耗的关键，需要根据废水的特点对各部分废水进行集中处理，充分提高水资源的利用率。选矿废水具有水量大、悬浮物浓度高、重金属浓度高、pH值高、有机浮选药剂浓度高、起泡性强等特点。 这类废水如果直接排放，会对周围的生态环境造成严重的污染，而且会通过各种渠道污染土壤和水源，可直接或间接进入植物和人体，通过不断的积累造成危害。2.2选矿废水的危害废水中主要含有丰富的铁、铜、钴等金属离子，其中含量最多的金属离子是铁离子。水中铁含量过高时，饮用会有腥、涩的感觉，用来洗衣服、洗瓷器会染成黄色，长期饮用含铁量高的水，会患胆结石、肾结石、牙齿发黄等疾病。废水中的铜离子等重金属离子会在人体内富集，当大量重金属残留在人体内时，容易对人体内脏器官，特别是肝胆造成负担，使人体内代谢紊乱，严重的则出现肝硬化、腹水等。

钴对农作物有毒性，当钴浓度为10mg/L时，可使农作物死亡，使面部及耳部血管扩张，引起轻度低血压、皮疹、耳鸣及神经性耳聋。选矿剂可污染水体。黄药对动物和人的毒性主要表现在对神经系统、肝脏等脏器的损害，对造血系统也有不良影响。被黄药污染的水体中的鱼、虾有难闻的黄药气味。黄药易溶于水，在水中不稳定，尤其在酸性条件下更是如此，其分解产物CS可是一种含硫污染物。2#浮选油（松油），为黄棕色油状透明液体，不溶于水，是一种无毒的选矿剂，但能在水面产生难闻的泡沫。 3、目前国内废水处理及综合利用方法 3.1废水处理 处理废水的方法很多，随着科技的进步和进步，还会有新的处理方法不断被淘汰。目前废水处理方法一般分为物理法、化学法、生物法等。物理法是利用物理作用处理废水的方法。例如重力沉淀、混合沉淀等可以去除选矿厂废水中的离子。化学法是利用化学反应的作用处理废水。例如中和法处理矿山、选矿厂的酸碱废水；化学沉淀法处理选矿厂废水中的重金属离子。生物法是利用微生物的作用处理废水。例如我国某选矿厂废水在尾矿库中进行自然净化，取得了良好的效果。

3.2尾矿水的综合利用尾矿水是选矿厂最大的废水来源，其回收利用程度直接制约着整个选矿生产。尽可能提高尾矿循环水的利用率，实现闭路循环，是国内外废水处理技术的重点。尾矿废水经过净化后进行回用，既可以解决水源短缺，降低电耗，又可以解决对环境的污染。常用的方法有：（1）浓缩池回水。由于选矿厂排出的尾矿浓度一般较低，为了节省新水用量，在选矿厂内或周围常修建尾矿浓缩池或斜板浓缩池等回水设施，对尾矿进行脱水处理。尾矿砂沉至浓缩池底部，澄清水从池中溢出，送回选矿厂再利用。 浓缩池的回水率一般可达40%-70%，大型选矿厂或重力选矿厂均承担浓缩池的回水，一方面可在浓缩池中获得大量的回水，减轻供水水源的负担；另一方面由于尾矿浓度提高，矿浆量减少，可降低尾矿运输费用。（2）尾矿库回水。传统的尾矿排放方式为全尾矿排放（也称湿排）：尾矿排入尾矿库后，尾矿浆所含水分一部分滞留在沉积的尾矿缝隙中，一部分聚集在尾矿库中自然澄清降解有毒有害物质，一部分在池中蒸发。尾矿库回水是将澄清水的剩余部分循环利用，供选矿厂使用。 （3）尾矿压滤干排技术。尾矿压滤干排技术是近年来发展起来的一项新型尾矿处理技术，1994年在山东平邑归来庄金矿首次应用，并被国家黄金局作为新技术在全国黄金矿山大力推广，但在铁矿中的应用尚不多见。

近年来，由于征地、搬迁农民的难度，建立尾矿设施的成本会较高，因此尾矿压滤干排技术越来越受到矿业公司的重视。具体流程是：磨矿、浮选车间排出的尾矿经过浓缩槽后，溢流水返回回水槽，处理后循环使用。底流加压输送到压滤车间过滤，形成含水量20%左右的尾矿干饼，经传送带送至尾矿干堆场堆放，压滤水处理后返回回水槽循环使用。尾矿水不外排，实现了尾矿干堆场废水“零排放”。这种尾矿排放方式有两个好处，一是尾矿干堆场稳定性好，有利于安全； 二是实现了零排放，不污染环境，有利于环境保护。4废水处理及综合利用结合自身工艺特点，对各废水来源进行认真分析，针对各工段废水制定了科学的处理方案，经过有效实施，实现了整个厂区水的全闭环循环，不仅节约了水资源、保护了环境，而且进一步提高了金属回收率，具有很大的经济效益和社会效益。4.1湿法预选废水处理及应用为节省能耗，逐步实现生产系统的稳定化、高效化，选矿厂通过实验室试验和半工业试验结果，在磨矿前增加了一条粉矿湿法预选工序。 选矿厂针对问题不断进步和改进，实现了粉矿由CTS-1050×1000磁选机预选，精矿直接进入球磨机给矿环节，不仅增加了处理能力，还节省了能耗。

但预选尾矿中细石料含有大量废水，若直接作为尾矿外排，会造成大量水资源浪费，且运输成本高。由表1分析可见，+2mm以上各粒径预选尾矿品位均低于或接近我矿湿选尾矿品位（Cu：0.038%、Co：0.0082%），金属分配率很低，可作为合格尾矿抛出。-2mm以下磁选尾矿中铜、硫、钴品位均明显高于原矿（Cu：0.98、S：0.75、Co：0.018）。