[发明专利]锡铅锌多金属硫化矿选矿废水流程内循环综合回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理工艺，特别是用于锡铅锌多金属硫化矿选矿废水循环回收工艺。 

背景技术

当今世界面临着人口、资源与环境三大问题，世界范围内的环境危机正使人类面临空前严峻的挑战，环境污染、臭氧层破坏、酸雨危害、全球变暖、生物物种多样性锐减等问题严重威胁着世界经济的发展、人类的健康和社会的安定。水资源是各种资源中不可替代的一种重要资源，水资源与环境密切相关，也与人类发展密切相关。由于现代工业的迅猛发展，工业水污染已经成为环境恶化的重要原因，因此水资源问题已成为举世瞩目的重要问题之一。 

中国是一个矿业大国。矿山作为金属资源的重要来源地，为工业发展提供原材料的同时，在开采和选别等过程中会产生大量的生产废水。矿石的主要成分是金属的氧化物和硫化物（少数卤化物），其中硫化矿石是指硫化矿床中未受氧化或轻度氧化的矿石。多金属硫化矿石是天然矿石的重要组成部分，与多数非硫化矿物相比，由于硫化矿物中硫元素的不稳定性，使得硫化矿物易与水中溶解氧及氧化剂发生氧化还原反应。因此在多金属硫化矿的开采、冶炼的过程中需要大量的生产用水，同时排放出大量废水，选矿废水是其重要的组成部分，对水体污染危害极大。锡铅锌多金属硫化矿在选矿过程产生的废水，主要分如下3种形成方式： 

(1)精矿废水：指选矿分离出来的精矿产品（铅精矿、锌精矿、锡精矿）所含的水，通过浓密机、过滤机的脱水作业，获得精矿产品（滤饼）和滤液，该滤液即为精矿废水。 

(2)尾矿废水：指选矿过程结束后留下的矿浆含水，该部分废水通常随尾矿管输送到尾矿坝，在尾矿坝进行自然澄清净化后排放；其流量大小与选矿厂规模紧密相关。 

(3)工业场地冲洗废水：该部分水从冲洗选厂场地的流失矿浆中形成，还有部分洗矿水。 

因矿石性质和所用的选矿药剂不同，选矿过程排放的废水量及其组成会有较大差异。选矿处理用水主要包括破碎用水、磨矿用水、选矿作业所用的补加水、精矿产品脱水的冲洗水、充填用水、选矿药剂溶药用水和其它用途水(包括地面冲洗水、卫生用水和绿化用水等)。选矿废水主要来源于破碎作业中的洗矿、磨矿作业中的分级和选别、各泡沫精矿产品的浓缩脱水、尾矿溢流及湿式除尘、事故排放等作业，其中以尾矿溢流水和产品浓缩水为主。 

在选矿厂，为了有效地进行选矿和分离，需要在不同的作业中加入大量选矿药剂，主要的选矿药剂有：捕收剂、起泡剂、有机和无机活化剂、抑制剂、分散剂和絮凝剂。这些药剂在选矿厂各作业排出的废水中均会有所保留，其中也有一些会被所处理的矿物吸附，存在于选矿厂的各种料流中，另外，金属硫化矿在选矿过程中其金属离子和硫会水解、氧化而以各种形式进入废水中，从而使选矿废水的成分相当复杂。 

选矿流程各作业点排放的废水中的残留药剂及杂质的最终结果大部分并不可知。然而，在选矿流程中的不同地点，这些药剂的浓度有严格的限制。从不同资料引用的数据表明，在硫化物选矿厂的尾矿中，丁基黄药有相当的含量。丁基黄药的浓度范围从微量(小于0.1mg／L)到1．7mg／L，其中在闪锌矿双黑药选矿厂的尾矿水中黑药含量小于0.1mg／L；在白钨矿的选矿尾矿废水中脂肪酸含量小于0.1mg／L。有关研究表明，多金属硫化矿选矿厂选矿过程中黄药、黑药几乎趋向于完全吸附在矿物上，而硫酸酯类捕收剂Z-200则在水中保持有相对高的浓度，因此，其具有从选矿流程中排出的很大趋势。因此，锡铅锌多金属硫化矿在选矿过程产生的废水具有水量大、悬浮物浓度高、重金属浓度高、pH高、有机浮选药剂浓度高和废水起泡性强等明显特征。主要污染物有浓度较高的悬浮物，选矿药剂、酸、铁，以及根据矿石成分不同而含有的硫化物及各种重金属离子、伴生离子，例如Hg、As、Cu、Ca、Pb、Zn、Cr等。 

我们把硫化铁的溶解反应作为例子来说明其形成污染水的机理，硫酸盐的生成： 

2FeS₂+70₂+2H₂0—2FeSO₄2H₂SO₄

上述反应所示，通常在硫化物的溶解过程中同时需要氧和水参加。从反应式中，可以了解到选矿废水中含有大量的二价铁，并具有强酸性的原因。