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有关矿山废水处理的知识

来源:百家号 视觉中国 矿山废水可以分为矿坑排水和工业废水两种类型。下面从几个不同的方面进行举例,介绍一下有关矿山废水处理的知识。

一、铜矿

日本花岗矿废水处理工程于1962年开始建设,经过一年后投入运转使用,主要是采用硫化氢法处理、回收矿坑水中的铜。花岗矿以组成复杂的黑矿为主,井下坑水呈酸性,水中含有相当量的铜、锌和铁,该矿采用下列净化处理流程。原水为矿坑水和选矿废水的混合物,pH值为2.6,计量加入碳酸钙乳,使三价铁在第一组沉降槽沉淀分离。溢流液(pH=3.8)与硫化氢气体反应,水中的铜以硫化铜状态在第二组沉降槽沉淀浓缩,经过滤脱水,回收滤饼,滤液(pH=3.1)加石灰乳以沉淀二价铁离子,溢流排放于河中,沉淀物与第一组沉降槽之沉淀物一起用泥浆泵排入渣场。

铜、锌、铝、铁的净化率分别为90~99%,二氧化硅为81~83%,总硫为17~20%。该流程的关键是硫化氢的发生设备。花岗铜矿采用单体硫和重油的热分解法制造硫化氢气体,每批投块状单体硫200公斤、重油200公斤,在反应罐中加热到250~320℃使之反应。产生的硫化氢存于气柜中,控制处理水量和品位,以每分钟50~100升的流速导入气体反应槽。

二、黄铁矿

栅原矿是日本最大的黄铁矿山,在过去就有水处理设备了。该矿水处理的特征是适应矿坑中有大量亚铁的特点,将亚铁进行化学氧化以氢氧化铁的状态回收,同时也回收石膏。矿坑水首先用一氧化氮氧化,使硫酸亚铁变成硫酸铁,然后用碳酸钙粉中和至pH=3.8,使氢氧化铁完全沉淀。进一步中和至pH=5.0~5.5时,有大部分铝和石膏析出。为了使析出的石膏有足够大的粒度,还要向中和槽中加入4~5%的石膏作为晶核,析出的成品石膏的粒度约为400~600微米。

三、用化学法净化矿山废水

在罗马某地区的矿区,因为向河流排放矿山废水,而造成了对河流的大量污染。他们在实验室用氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸钙净化井水,处理30分钟后,取得的结果是矿井水的污染成分几乎完全沉淀。但应用碳酸钙时,即使用量很大,也不能使锰沉淀。矿井水中和后,获得的泥渣,因采用的中和反应剂的不同而有异,泥渣的体积同被处理水的体积之比如下:用氢氧化钠时为10%,用氢氧化钙时为10%,用碳酸钠和碳酸钙时为5%。

为了进行研究,他们采用一个半工业装置。把这个移动式装置用于每一个矿山,可以确定用石灰乳处理的条件、氢氧化物泥渣的沉淀参数。在实验室范围内,赭石和氢氧化物泥渣的过滤参数用压滤机、筒式过滤机和真空过滤机来确定。加石灰乳使PH值达到7.5~9,含锰废水要求最大的pH值。将赭石悬浮液从含量高而又符合质量的水中沉淀过滤出去,用氢氧化钙中和矿井水或者赭石的沉清水,然后沉淀并过滤氢氧化物泥渣。

为了确立必要的沉淀面积,要使沉淀器的进料量能保持回收80%的悬浮液,为了提高回收率,还要添加1~2克/立方米的混凝剂。搅拌15~30分钟后,铁、锰、铅、锌、铜等离子沉淀获得了满意的结果,搅拌器中通入空气,使之成为较易沉淀的氢氧化铁。实际上,在赭石的沉淀中,赭石的体积是1.7~3.1立方米/1000立方米矿井水,在中和反应中,矿泥的体积是70~74立方米/1000立方米矿井水。在干燥物中含赭石84~200克/升,氢氧化物19克/升。

活性氯对于净化氰化物是非常有效的,可保证其耗量为110毫克/升时能全面净化氰化物。硫酸亚铁和六聚偏磷酸钠耗量较高,仅能局部净化氰化物。水的杂质浓度随着活性氯耗量的增加而减少,在搅拌30分钟时,活性氯耗量为100毫克/升,氰化物、黄药和酚即被净化。

四、选厂回水利用

选厂回水是指选矿过程中排出的废水,经过简单的处理后,送往选厂循环使用。一方面能减少选厂对新水的需要量,这点对水源缺乏的地区特别重要,另一方面能减少选厂对河流的污染。处理废水的方法是采用浓缩机和沉淀池,在处理过程中,由于矿泥的沉降速度慢,因而需加入明矾,或其他混凝剂,以净化溢流水,剩余的混凝剂不会影响浮选指标。溢流水中含有剩余的捕收剂和铜、锌的硫化物、氰化物的混合物,可以用调整药剂的方法来解决。这些回水中的剩余药剂可以促进浮选、降低药剂的消耗量。由于每个选厂的具体情况不同,在利用回水时必须进行水质分析和试验,看它是否会影响浮选的工艺指标。

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