礦山采場廢水應(yīng)用于硫鐵礦選礦試驗研究

龔新宇，馬秀華，吳小玲，彭 玄

（廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司計量檢測中心，廣東云浮 527300）

礦山采場廢水應(yīng)用于硫鐵礦選礦試驗研究

龔新宇，馬秀華，吳小玲，彭 玄

（廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司計量檢測中心，廣東云浮 527300）

采用硫鐵礦礦山采場酸性廢水和新水進行了硫鐵礦選礦對比試驗。試驗結(jié)果表明，酸性廢水可調(diào)整礦漿至選礦適宜pH值，選礦指標及后續(xù)廢水處理均不受影響，可直接用于硫鐵礦選礦，為采場酸性廢水應(yīng)用于硫鐵礦選礦提供了技術(shù)依據(jù)。

酸性廢水；硫鐵礦；選礦

某硫鐵礦礦山每年產(chǎn)生約450萬m3的礦山廢水，目前主要是處理達標后排放，少量用于選礦生產(chǎn)；而選礦每年要消耗大量新水。如果礦山廢水能直接用于硫鐵礦選礦，可以減少礦山廢水總量，節(jié)約新水，可以減少調(diào)整礦漿pH值加入的硫酸用量，從而減少后續(xù)廢水處理的石灰用量，廢水處理費用將大幅下降，無疑將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。通過對采場酸性廢水進行硫鐵礦浮選小型試驗，為采場酸性廢水的直接用于硫鐵礦選礦提供依據(jù)。

1 原料性質(zhì)

1.1 礦石性質(zhì)

試驗所用的礦石取自某沉積、變質(zhì)熱液大型硫鐵礦選廠生產(chǎn)線。試樣的礦物組成相對較簡單，主要金屬礦物為黃鐵礦，其它金屬礦物含量甚少；脈石礦物主要是石英、綠泥石、絹云母等。試樣的主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，粒度分析結(jié)果見表2。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果%

表2 試樣粒度分析結(jié)果

由表1可知，礦石中主要化學(xué)成分是S、Fe、SiO2等。S含量為31.76%，有色金屬元素Cu、Pb、Zn等含量低。由表2可知，試樣粒度細，-0.038 mm含量占85.2%。

1.2 廢水性質(zhì)

試驗用水為礦山采場廢水，是露天采場山前和山后廢水處理站的原水，由于礦石開采過程中，礦床中的硫化礦物在空氣、水和微生物的作用下，發(fā)生溶浸、氧化、水解等一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成了酸性廢水［1～3］，經(jīng)測量其pH值為2.55，其水質(zhì)分析結(jié)果見表3。

表3 采場廢水水質(zhì)分析結(jié)果mg／L

2 試驗方法及流程

礦石浮選在XFD-63型單槽浮選機中進行小型浮選試驗，容積分別為1.5 L、1.0 L、0.5 L。每次礦樣用量500 g，力求磨礦細度、礦漿濃度、浮選時間等工藝參數(shù)一致。試驗分別用采場酸性廢水和新水按圖1所示的一粗一精一掃的閉路試驗流程，進行了5個連續(xù)閉路試驗，取平衡后的最后三個試驗樣品進行分析檢測并計算硫的回收率，同時考察用采場酸性廢水選礦后的尾礦水與用新水選礦后的尾礦水的組分含量的變化情況。

圖1 硫浮選試驗工藝流程圖

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 調(diào)漿作業(yè)

礦漿的pH值對硫鐵礦選礦非常重要，有必要測定pH值隨調(diào)漿時間的變化情況，模擬現(xiàn)場工藝條件，礦漿濃度為45%，攪拌后測定pH值隨時間的變化情況，測定結(jié)果如圖2所示。

圖2 礦漿pH值隨時間的變化圖

從圖2可知，利用廢水調(diào)漿，在短時間里礦漿的pH值就升高到5.4左右，如果從磨礦作業(yè)給入選礦系統(tǒng)，可以很好地解決礦山廢水酸性大對設(shè)備腐蝕嚴重的問題。這主要是礦石中含有堿性物質(zhì)，如氧化鈣、氧化鎂等，隨著礦石中堿性物質(zhì)與廢水中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，礦漿的pH值逐步升高所致。目前該礦山硫鐵礦的選礦中加入硫酸調(diào)整礦漿pH值，顯然，用廢水可以不加硫酸，這樣能簡化操作并降低成本。

3.2 閉路試驗

采用廢水和新水分別進行了硫浮選閉路試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果見表4。

表4 廢水和新水進入選礦閉路對比試驗結(jié)果%

由表4可知，用新水和廢水選礦的技術(shù)指標非常接近，選礦過程穩(wěn)定，不存在有害離子干擾浮選過程的現(xiàn)象。

對閉路試驗得到的硫精礦產(chǎn)品進行了化學(xué)成分檢測分析，結(jié)果見表5。與硫精礦行業(yè)技術(shù)指標進行了對比可知，用新水與廢水選礦，硫精礦中雜質(zhì)含量相近，產(chǎn)品質(zhì)量沒有明顯差異，質(zhì)量符合硫精礦產(chǎn)品標準優(yōu)-Ⅱ［4］。

表5 廢水與新水選礦精礦分析結(jié)果%

3.3 選礦尾礦廢水的成分分析

將新水和礦山廢水選礦尾礦放置24 h澄清后，取表層清液進行常規(guī)的水質(zhì)分析，結(jié)果見表6。

表6 原礦山廢水及尾礦廢水水質(zhì)分析mg／L

表6可看出，原廢水經(jīng)過選礦后，除錳含量增加110%，COD含量增加約30%外，其它有害成分都是成幾倍甚至幾十倍的下降。錳離子的增量主要是礦石中的錳溶解所致，降錳可通過調(diào)整最終尾礦的pH值來解決。COD增加的主要原因是選礦藥劑的加入，用新水選礦COD也是增加的，增加數(shù)量與廢水選礦相當(dāng)，約100 mg／L。

其它有害物質(zhì)含量降低可能有兩個方面的原因：一是廢水中含有一定量的鐵離子，在浮選的充氣攪拌過程中，易生成羥基鐵［FeO（OH）］，即鐵黃和氫氧化鐵膠體，這類物質(zhì)善于吸附重金屬離子生成沉淀物進入尾礦砂中；二是尾礦本身有一定的吸附作用，這從尾礦廢水處理站反饋的數(shù)據(jù)中得到了證實，有些離子如鉈經(jīng)過選礦及尾礦管道長距離輸送后降低了20%～30%。

4 結(jié) 語

1.礦山廢水直接應(yīng)用于選礦生產(chǎn)中，可將礦漿調(diào)整至合適的pH值，選礦過程及指標均不受影響，硫精礦產(chǎn)品質(zhì)量符合行業(yè)標準，達優(yōu)-Ⅱ級。

2.廢水應(yīng)用于選礦，減少了用新水選礦新增加的廢水量。選礦過程中不加硫酸，選礦后產(chǎn)生的廢水有害成分含量降低，后續(xù)整個礦山石灰用量減少，廢水處理成本無疑是降低了。

［1］ 高中才.硫鐵礦床疏干水用于選礦作業(yè)的試驗研究與實踐［J］.化工礦物與加工，2011，（3）：24-27.

［2］ 羅凱，張建國.礦山酸性廢水治理研究現(xiàn)狀［J］.資源環(huán)境與工程，2005，（1）：45-48.

［3］ 張倩.酸性硫鐵礦廢水處理試驗及工程應(yīng)用研究［D］.西安：長安大學(xué)，2008.

［4］ 《選礦手冊》編委會.選礦設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

Research on the App lication of Wastewater from Stope in Beneficiation of Pyrite

GONG Xin-yu，MA Xiu-hua，WU Xiao-ling，PENG Xuan
（Calibrating and Measuring Center of Yunliu Guangye Mining Co.，Ltd.，Yunfu 527300，China）

The comparative experiments of the beneficiation of sulfide ore using the acid wastewater and freshwater were carried out.The results show that the proper pH value of the pulp can be adjusted by the acid wastewater，and the beneficiation performance and the following wastewater treatment can not be affected，so the acid wastewater can be directly used in the beneficiation of pyritemine，providing technical basis for the application ofwastewater into beneficiation.

acidic wastewater；pyrite；beneficiation

X751

A

1003-5540（2016）03-0007-02

2016-02-29

龔新宇（1963-），男，高級工程師，主要從事選礦工藝技術(shù)及管理工作。