专利名称：锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法
锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法技术领域
本发明属于选矿废水处理技术领域，涉及一种锡矿选矿废水处理循环利用的方法。
背景技术：
选矿废水处理是环境友好型企业的重要体现，是清洁生产的重要要求之一。选矿 厂碎矿和选矿过程中外排的废水称为选矿废水。在有色金属选矿中，处理It矿石浮选法用 水4 7m3，重选用水20 ^m3,浮磁联选用水23 27m3，重浮联选用水20 30m3，除去循 环使用的水量，绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆的形式排入尾矿库。
多年来选矿废水处理工艺，国内外一直采用尾矿库自然堆积、日光照射、自然沉清 的措施进行处理，回水部分返回生产流程应用，部分选矿因其处理矿石性质不同，外排水质 量一直达不到国家环保检测标准。
目前国内在浮选过程中，为了有效地将目的矿物分选出来，需要在不同的作业加 入大量的浮选药剂，主要有捕收剂、起泡剂、有机或无机的活化剂、抑制剂、分散剂等，部分 金属离子、悬浮物、有机或无机药剂的分解物质等都残存在选矿废弃溶液中，形成含有大量 有害物质的选矿废水。直接排放该选矿废水，将对环境造成严重污染，这使得我国矿山每年 采矿与选矿排出的污水达12 15亿t，占有色金属工业废水的30%左右。传统的选矿废 水处理，一般是以尾矿库为主要处理设施，尾矿经过尾矿库的自然沉降、阳光照射分解，尾 矿砂自然堆积，回水自然沉清返回选矿厂继续使用。经过检索，我们发现近些年对选矿废水 处理有了新的突破，现综述如下
目前常用的选矿废水处理方法主要有氧化处理法、混凝法、吸附法、化学沉淀法、 生物降解法、尾矿库自然沉降法等。针对以上所述废水中的污染，可以采用的处理单元分别 如下
悬浮物主要采用预沉淀、混凝-沉淀法。
酸碱性废水废水相互中和法、尾矿碱度中和酸性。
重金属离子调节原水pH值沉淀或浮选技术、硫化物沉淀、石灰-絮凝沉淀、吸附 技术(包括生物吸附)、蟹合树脂法、离子交换法、人工湿地法。
黄药、黑药铁盐混凝-沉淀法、漂白粉氧化、Fenton氧化降解法、人工湿地技术。
氰化物自然净化法、次氯酸盐-液氯氧化、过氧化氢氧化法、铁络合物结合法、难 溶盐沉淀法、酸化-挥发再中和法、硫酸锌-硫酸法、二氧化硫空气氧化法、电解氧化法、臭 氧氧化法、离子交换法、生物降解法、人工湿地法。
中国专利200410014572. 1，铅锌硫化矿选矿废水循环利用法。铅锌硫化矿选矿废 水通常包括铅、锌、硫、锌尾、尾矿浓缩废水五种废水。该方法是将选矿废水中加入硫酸，调 节PH值为8 11 ；加入有机硅消泡剂、絮凝剂和硫酸铝进行温凝沉淀，消除废水中悬浮物 和重金属离子。硫酸铝的加入量为10 50mg/L，絮凝剂的加入量为0. 1 lmg/L。将混凝 沉淀后的废水再加入0 300mg/L的活性炭进行吸附，降低废水中的有机药剂含量。处理后的选矿废水回用于选矿选锌作业，也可以将尾矿水直接回用于选硫作业，也可以将选矿 废水进行适当处理后回用于磨矿、选铅和其它选矿作业。通过直接回用和新鲜水补充，从而 实现成本低、选矿指标好、废水零排放和彻底杜绝选矿废水对环境的污染。
中国专利200810031493. X，一种高效降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法。该 方法是在选矿废水中先添加聚合硫酸铁3 IOppm作为混凝剂进行絮凝沉降；沉降后调节 选矿废水PH值为9 11，将选矿废水注入浮选槽，在浮选机的搅拌下通入臭氧并控制臭氧 浓度为10 lOOppm，时间为10 30min进行氧化处理，并利用抽风系统收集从浮选槽上方 溢出的臭氧，再通入下一级浮选槽。该方法与曝气法或生物处理法联合使用。
吉鸿安.利用臭氧分解选矿废水中黄药和二号油。甘肃冶金，2008年第3卷第3 期。臭氧的氧化能力强，约为氯氧化能力的两倍。氧化反应速度也比氯快，同时又不存在二 次污染。臭氧作为消毒剂在世界上应用已有百年的历史，它可以除臭、除色、除味和灭菌、杀 毒及分解破坏有机物，生成物中不存在致癌与可能致癌的有机物，所以在水处理方面引起 了专家们的重视。近年来，臭氧和活性炭超声波的联用已应用于国外的水消毒中。利用臭 氧的强氧化能力来氧化分解选矿废水中的浮选药剂黄药类和二号油，效果明显，可使其得 到深度处理。基本原理是臭氧是强氧化剂，它在水中的氧化还原电位仅次于氟臭氧可以 氧化分解废水中的还原性物质，达到净化废水的目的。选矿废水中的有害物质黄药、二号油 和硫离子等均可被臭氧氧化，生成盐类和其它无毒物质。黄药和硫离子极易被氧化，而二号 油是一种很稳定、难分解、难自净的有机化合物，只有在强氧化剂作用下才能被氧化。选矿 药剂具有异常气味，黄药浓度在小于0. 005mg/L，二号油小于0. 2mg/L以下时，才能消除它 们的特殊气味，这也是废水中黄药和二号油的排放标准。利用臭氧法处理选矿废水中的药 剂是可行的。臭氧能使选矿废水中浮选药剂黄药和二号油得到深度处理，处理后黄药小于 0. 0005mg/L、二号油小于 0. 01mg/L。
王方东等人，黑色矿山选矿废水处理技术的改进。工业用水与废水，2006年第37 卷第3期。为提高浓缩机的沉淀效率和尾矿输送浓度，将18m的浓缩机改成了旋流絮凝沉 淀池。是在18m浓缩机中心支柱和耙架之间安装一个旋流反应器，它的形状呈圆台状，内部 装设多层旋流导板。旋流絮凝沉淀池采用深层进水，大大缩短了固体颗粒的沉淀距离，使中 粗颗粒很快沉入压缩层。相对降低了池体中部和上部水体的浓度，而细颗粒被迫进人浓度 较高的压缩区上部。由于稠密颗粒的碰撞，大大消减了它们的能量，使相当数量的细颗粒停 留下来不能上浮，相应提高了底流浓度。研究了阴离子型聚丙烯酰胺的沉降效果，并实施了 浓缩机底流计算机自动控制。结果表明改进后的选矿废水处理系统具有良好的处理效果。 出水水质均达标排放。尾矿浆排放量由180m3/h控制到不大于115m3/h，浓缩机底部排污率 由15%提高到31. 89%。
在上述相关性检索中，我们看到选矿废水就是选矿厂生产过程中产生的含药、含 泥和其它金属等污水，该水用于尾矿输送，与尾矿合并称为尾矿矿浆，输送至尾矿库沉淀浓 缩，分离出尾矿砂和回水。也有采用化学处理污水方法，效果也较好。因处理原矿不同，选矿 废水性质也不一样，单一重选厂，因选矿工艺简单，不含选矿药剂，废水处理工艺简单；对于 原矿中金属元素多，矿物种类多的矿石，往往需要重选-磁选-浮选的联合选矿工艺，其工 艺复杂，涉及到的选矿药剂也较多，因此选矿废水性质复杂，废水处理工艺也相应复杂。近 几年来，国内外选矿企业采取了相应措施，极积处理选矿废水，回水利用，减少外排量，提高清水质量。但是，由于技术进步和资金投入的限制，选矿废水处理效果并不十分理想，回水 利用率较低，国内平均为75 85%，浪费了水资源，对环境造成了一定影响。由此可见，目 前尚无一种经济、适用、处理成本较低、对选矿指标影响较小的废水处理方法，尤其是在锡 矿的选矿废水处理方面更为突出。发明内容
本发明的目的是针对处理复杂矿石的选矿厂废水处理成本较高，进一步提高选矿 废水中药剂成份利用率和废水利用率，又不影响选矿指标，实现选矿废水零排放，变废为 宝，需外排的水质量符合农业灌溉用水标准和鱼牧业用水标准，防止选矿废水或尾矿对环 境的破坏或污染，提高循环经济效益的一种防、治结合的锡矿选矿废水四步处理循环利用 方法。
本发明是这样实现的
锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，包括低含量超细选矿、化学处理、物理 处理、生物处理四个步骤，具体方法如下
(1)低含量超细选矿方法，是在锡矿选矿中应用重选高效抛废技术、选择性磨矿技 术、超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术，减少选矿废 水的产生量和外排量的锡矿选矿方法。
(2)采用化学处理废水方法，增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，使锡矿选矿废水中聚 丙烯诜胺的重量浓度由0. 5%提高到0. 9 1. 1%，提高锡矿选矿选矿废水沉清率，并提高 选矿废水中药剂成份利用率。
(3)物理处理处理锡矿选矿废水方法，改造尾矿库系统，延长沉降距离由200m延 长600 800m，增加沉降时间由10小时增加25 27小时，充分利用自然条件，自然沉降、 阳光照射分解，提高回水质量，提高回水利用率，回水利用率大于97%。
(4)采用生物处理技术，在尾矿库坝体采用厚度为500 IOOOmm人工土层复盖，并 引入人工植被，在尾矿库内引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生 态环境。
以上所述的锡矿选矿新技术的应用，具体的技术方案是采用跳汰机、园锥选矿 机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30%，粒度为1 4mm含锡品位小于0. 1% 的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金属含量，降低了主流程选矿用水量 和用药量；选择性磨矿技术以不同品位、不同粒度的矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿 强度的磨矿工艺，降低锡石过粉碎，使70%以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负 荷和药剂消耗量，锡石回收率提高到65%以上；超细粒絮凝载体浮选技术利用载体粗选， 分散精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；细粒锡石回收技术，采 用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，回收粒度小于37 μ m的微细粒锡石，沉降率提高 到70%以上，选矿废水流程内循环技术是利用选矿技术、化学方法等，使部分废水能在流程 内自动净化，自动转化为生产用水，降低废水进入尾矿库的排放量，降低生产用水能耗，提 高选矿废水的利用率，选矿废水利用率由86%提高到97%以上。
本发明的优点和积极效果
本方法以防为主，防、治结合的方法，通过重选高效抛废技术、选择性磨矿技术、超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术等选矿新技术、新工 艺，减少选矿废水的产生量，化学处理方法是增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，提高选矿废水 中微细颗粒的沉降率和药剂成份利用率，减少废水中药剂和微细粒颗粒含量，提高选矿废 水流程内的净化量，物理处理是延长沉降距离，增加沉降时间，最后进行生物处理的四个步 骤处理锡矿选矿废水，回水质量达到农业灌溉用水标准和鱼牧业用水标准，回水利用率大 于97 %，基本做到零排放，在锡原矿品位仅为0. 5 %时，锡石回收率达到65 %以上，锡精矿 产品含锡品位达到50%以上，实现高效循环经济。本技术方案从源头降低选矿废水的产 生量，防治结合处理已产生的选矿废水，通过尾矿库生态重建，实现人与环境的和平友好共 处。
图1 是改造后的锡矿选矿废水处理流程示意图。
图2 是原锡矿选矿废水处理流程示意图。
附图的简要说明
图1是改造后的锡矿选矿废水处理工艺，本方法的工艺特点以防为主、防治结合， 根据处理原锡矿的矿石性质，采用先进的锡矿选矿工艺技术，降低锡矿选矿废水和微细粒 颗粒的产生量，降低锡矿选矿药剂的使用量，从而减轻选矿废水的治理工作，通过物理方 法、化学方法、生物方法综合处理废水，提高废水处理效率，使锡矿选矿废水达到农业灌溉 标准，回水利用率达到97%以上，锡矿回收率提高到65%以上，实现了在无大、暴雨情况下 的选矿废水零排放。
图2是改造前的锡矿选矿废水处理工艺，已有锡矿选矿废水处理，一直采用尾矿 库自然堆积、日光照射、自然沉清的方法进行废水处理，回水部分返回生产流程应用，部分 选矿因其处理矿石性质不同，外排水的质量一直达不到国家环保检测标准。
具体实施方式
实施例1
在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛 废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30%，粒 度为3 4mm含锡品位小于0. 1 %的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金 属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、 不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎， 使70%以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高 到了 65%以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散 精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理 废水方法，增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯诜胺的浓度由0. 5% 提高到1%，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长 800m，沉降时间由10小时增加27小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物 理处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度 为1000mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环6境，进一步提高回水质量，回水利用率由86%提高到了 98%以上，选矿废水达到农业灌溉 标准，实现环境友好，人与自然的和平共处。
实施例2
在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛 废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30%，粒 度为2 3mm含锡品位小于0. 1 %的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金 属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、 不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎， 使70%以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高 到了 65%以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散 精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理 废水方法，增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯诜胺的浓度由0. 5%提 高到1. 1%，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长 700m，沉降时间由10小时增加沈小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物理 处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度为 800mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境，进 一步提高回水质量，回水利用率由86%提高到了 98%以上，选矿废水达到农业灌溉标准， 实现环境友好，人与自然的和平共处。
实施例3
在锡矿选矿中采用浮选-磁选-重选的联合选矿工艺技术，首先采用重选高效抛 废技术选矿，采用跳汰机、园锥选矿机、复合螺旋溜槽等高效重选设备，抛出产率为30%，粒 度为1 3mm含锡品位小于0. 1 %的尾矿，实现了高效抛废目的，提高了进入主流程的锡金 属含量，降低了主流程选矿用水量和用药量；再应用选择性磨矿技术、根据锡矿不同品位、 不同粒度的锡矿石分别采用不同磨矿介质、不同磨矿强度的磨矿工艺，降低锡矿石过粉碎， 使70%以上的金属以重选方式得到回收，减少了浮选负荷和药剂消耗量，锡石回收率提高 到了 65%以上；然后应用选择性磨矿技术超细粒絮凝载体浮选技术利用了载体粗选，分散 精选的方法，回收废水中的微细粒金属，提高废水的澄清效率；锡矿选矿废水采用化学处理 废水方法，增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，使锡矿选矿废水中聚丙烯诜胺的浓度由0. 5%提 高到0.9%，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；然后改造尾矿库系统，沉降距离由200m延长 650m，沉降时间由10小时增加25小时，充分利用自然条件，自然沉降、阳光照射分解的物理 处理处理锡矿选矿废水方法，提高回水质量；最后采用生物处理技术，采用人工复土厚度为 600mm，人工植被，引进适应性较强鱼、蛙、水草等水生生物或植物，重建尾矿库生态环境，进 一步提高回水质量，回水利用率由86%提高到了 97%以上，选矿废水达到农业灌溉标准， 实现环境友好，人与自然的和平共处。
权利要求
1.锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于包括低含量超细选矿、化 学处理、物理处理、生物处理四个步骤，具体方法如下(1)锡矿低含量超细选矿，是在锡矿选矿中应用重选高效抛废技术、选择性磨矿技术、 超细粒絮凝载体浮选技术、细粒锡石回收技术、选矿废水流程内循环技术，减少选矿废水的 产生量和外排量的锡矿选矿工艺；(2)采用化学处理，是增加化学试剂聚丙烯诜胺用量，提高锡矿选矿选矿废水沉清率；(3)物理处理处理锡矿选矿，是改造尾矿库系统，延长沉降距离，增加沉降时间，充分利 用自然沉降、阳光照射分解；(4)采用生物处理技术，在尾矿库坝体采用人工土层复盖，并引入人工植被；在尾矿库 内引进适性较强水生生物或植物，重建尾矿库生态环境。
2.根据权利要求1所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于增加 化学试剂聚丙烯诜胺，是使锡矿选矿废水中聚丙烯诜胺的重量浓度由0. 5%提高到0. 9 1. 1%。
3.根据权利要求1所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于沉降 距离由200m延长600 800m，沉降时间由10小时增加25 27小时。
4.根据权利要求1所述所述锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，其特征在于 在尾矿库坝体人工土层复盖厚度为500 1000mm，人工植被，在尾矿库库内引进的水生生 物或植物是鱼、蛙或水草。
全文摘要
本发明公开了锡矿选矿废水四步法处理循环利用的方法，包括选矿新技术、化学处理、物理处理、生物处理四个步骤，特征在于以防为主，防治结合，其方法是应用选矿新技术、新工艺，从源头减少选矿矿水和微细粒颗粒的产生量，降低选矿药剂的使用量；采用化学方法处理，使锡矿选矿废水中聚丙烯烍胺的浓度由0.5％提高到0.9～1.1％，提高部分废水的沉清率；采用物理方法增加沉降距离和沉降时间，沉降距离由200m延长600～800m，沉降时间由10小时增加25～27小时；采用水生生物或植物鱼、蛙、水草等处理废水，实现生态重建，达到了农业灌溉标准，选矿回水利用率由86％提高到97％以上，实现了人和环境的和平友好共处。
文档编号C02F9/14GK102030445SQ20101051803
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者兰政伟, 吴伯增, 朱文涛, 梁增永, 王万忠, 陈建明, 黄承波, 黄润芝, 黄艳 申请人:广西华锡集团股份有限公司车河选矿厂