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西藏某銅鉬礦選礦廢水凈化處理與回用研究

文檔作者：達娃卓瑪，孫春寶，李國棟文檔來源：北京科技大學土木與環(huán)境工程學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月27日
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第３７ 卷第２ 期
２０１５ 年４ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ?。停牛裕粒蹋蹋眨遥牵?
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１５
文章編號：１６７２-４４６１（２０１５）０２-０００４-０４
西藏某銅鉬礦選礦廢水凈化處理與回用研究
達娃卓瑪，孫春寶，李國棟
（北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，北京?。保埃埃埃福常?
摘　要：西藏某銅鉬礦，由于礦石中存在大量易泥化的脈石礦物，在碎磨過程中產生大量的次生礦泥，導致選礦廢
水存在難以沉淀的微細粒級礦物顆粒，且殘存大量的浮選藥劑，導致在銅鉬混合浮選階段混合精選效率較低、現(xiàn)場
不易操作等不利影響。通過使用絮凝劑來沉淀微細粒級礦物顆粒，利用高原特有的強烈的紫外線暴曬條件降低
ＣＯＤ， 經過處理后的廢水回用于銅鉬混合浮選試驗，閉路試驗結果表明經處理后的廢水凈化效果較好，回用對浮選
指標的影響較小。
關鍵詞：銅鉬礦；廢水回用；絮凝沉淀；紫外線降解
中圖分類號：ＴＤ９２６．５　　　　　　文獻標識碼：Ａ
Study on the Purification and Recycling of Dressing Wastewater
from A Tibet Cu-Mo Mine
ＤＡＷＡ Ｚｈｕｏ-ｍａ，ＳＵＮ Ｃｈｕｎ-ｂａｏ，ＬＩ Ｇｕｏ-ｄｏｎｇ （Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ａ Ｔｉｂｅｔ Ｃｕ-Ｍｏ ｍｉｎｅ ｈｏｓｔｓ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅａｓｙ ｐｒｏｎｅ-ａｒｇｉｌｌａｔｉｏｎ ｇａｎｇｕｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｐｒｏｄｕｃｅｓ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｓｌｕｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ-ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｇｒａｉｎｓ ｆｒｏｍ ｄｒｅｓｓｉｎｇ
ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｒｄ ｔｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｍｎａｎｔｓ ｏｆ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ
ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｓ ｔｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ-ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ＵＶ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ
ＣＯＤ．Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｌｏｓｅｄ-ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ
ｇｏｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｓ ｓｍａｌｌ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ．
Ke y Words： Ｃｕ-Ｍｏ ｍｉｎｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅ；ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ；ＵＶ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
1　引言
西藏某銅鉬礦山地處青藏高原，現(xiàn)有選礦廠日
處理量為６０００ ｔ，選廠銅鉬混合浮選流程為兩次粗
選、三次精選及兩次掃選。由于處理的礦石存在大
量脈石細泥與微細粒次生銅，在碎磨過程中易產生
大量的次生礦泥，導致在回用的廢水中存在大量的
微細粒級礦物顆粒，且在銅鉬混合浮選過程中添加
大量的浮選藥劑丁胺黑藥和松醇油，亦大量殘存于
廢水中。如果廢水不經過處理，大量礦泥顆粒物在
流程中的惡性循環(huán)以及殘余的浮選藥劑，將導致浮
選過程泡沫發(fā)粘，易發(fā)生跑槽現(xiàn)象，浮選工人難以操
作，且銅鉬混合精選效率較低。本研究主要針對該
銅鉬混合浮選廢水的特點，一方面，利用自然沉淀及
添加絮凝劑的方式來降低廢水中的固體懸浮物，另
一方面，利用高原特有的強烈紫外線暴曬條件降低
ＣＯＤ，從而降低廢水回用對浮選指標以及現(xiàn)場操作
的不利影響。
2　水樣、藥劑及儀器設備
2．1　水樣
現(xiàn)場銅鉬混合浮選廢水主要來自銅鉬混浮選階
段尾礦的濃密機溢流水，該部分廢水水量為２ ８３４
ｍ ３ ／ｄ。選礦廢水含有多種無機及有機藥劑，殘余藥
劑濃度高，含重金屬離子和化合物、懸浮物等，ｐＨ 值
高，該濃密機溢流水特性如表１ 所示。本研究試驗
用水均采用現(xiàn)場尾礦沉降１５ ｍｉｎ 后上層澄清部分。
表1　廢水特性
樣品名稱ｐＨ ＣＯＤ
／（ｍｇ／Ｌ）
ＳＳ
／（ｍｇ／Ｌ） ＮＨ３-Ｎ Ｃｕ ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
Ｐｂ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
Ｚｎ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
６０ ｍ 濃密機溢流 ７ １０１ １９０ １．３ ——— ０．１８１８ ０ ０．６３３ 　　注：ＣＯＤ 為快速消解分光光度法測定化學耗氧量。
　　由表１ 數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)場尾礦濃密機溢流水ＳＳ 及
ＣＯＤ 較高，說明該尾礦回水固體懸浮物含量較高，
回用于混合浮選，固體懸浮物將包裹在礦物表面，使
得礦物對藥劑的吸附量發(fā)生變化，將提高或降低精
礦的品位和回收率，若其中含有膠體物質，可能會使
礦漿黏度變大，影響浮選效果；而殘余藥劑量大可能
會使浮選效率降低［ １］ 。2．2　儀器和設備
ＰＨＳ-３Ｃ ｐＨ 計，ＸＪＴ 多功能攪拌器，ＤＲ２７００ 分
光光度計，ＸＦＤ 系列浮選機，錐形球磨機（ＸＭＱ-２４０
倡９０），ＡＣＳ-６ 電子稱，ＹＰ１０２Ｎ 電子天平。
3　廢水凈化試驗結果與討論
3．1　自然凈化試驗
選礦廢水暴露于自然環(huán)境中時，其中的浮選藥
劑（ＣＯＤ） 和微細礦物顆粒（ＳＳ） 會不同程度的降
解［２］ ，因此應該首先考慮廢水的自然凈化。取１０００
ｍＬ 廢水置于燒杯中，暴露于空氣中且置于室內，每
隔不同的時間段，取少量上清液進行分析，試驗結果
見圖１ 所示。
圖１　自然條件下廢水自凈試驗結果
　　由圖１ 結果可知，經過３６ ｈ 的沉降后ＳＳ 的去
除率不到５０％，ＣＯＤ 去除率為３０．３％。通過試驗現(xiàn)
象可知自然條件下廢水很難自然澄清，廢水沉降性
能較差，因此考慮添加絮凝劑來加速ＳＳ 的去除。3．2　絮凝劑選擇及用量試驗
⑴絮凝劑種類試驗。考察不同絮凝劑對尾礦沉
降效果的影響，分別?。保埃埃?ｍＬ 水樣于燒杯中，分別
添加石灰、可溶性淀粉、聚丙烯酰胺及羧甲基纖維素
鈉各２０ ｍｇ／Ｌ，然后定量加入凝聚劑，同時用攪拌器
在一定轉速下攪拌一定時間，攪拌完后水樣沉淀１５
ｍｉｎ，利用虹吸法每隔不同的時間取少量上層清液，
測其ＳＳ 含量。試驗結果如圖２ 所示。
圖２　絮凝劑種類對凈化效果的影響
　　由圖２ 可知，石灰和可溶性淀粉均對尾礦廢水
的沉降起抑制作用，而聚丙烯酰胺和羧甲基纖維素
鈉對尾礦廢水沉降顯現(xiàn)出了明顯的促進作用。聚丙
烯酰胺的效果優(yōu)于羧甲基纖維素鈉，因此需確定聚
丙烯酰胺的最佳用量。
⑵聚丙烯酰胺用量試驗?？疾觳煌郾０?
用量對尾礦沉降效果的影響，分別?。保埃埃?ｍＬ 水樣
于燒杯中，分別添加聚丙烯酰胺各１０ ｍｇ／Ｌ、２０ ｍｇ／
Ｌ、３０ ｍｇ／Ｌ、４０ ｍｇ／Ｌ，用攪拌器在一定轉速下攪拌
一定時間，攪拌完后水樣沉淀１５ ｍｉｎ，利用虹吸法每
隔不同的時間取少量上層清液，測其ＳＳ 含量，試驗
結果如圖３ 所示。
圖３　聚丙烯酰胺用量對凈化效果的影響
　　由圖３ 可知，８ ｈ 后尾礦廢水的上清液ＳＳ 含量，
隨著聚丙烯酰胺的用量增加而逐漸減少，而當聚丙
烯酰胺用量為３０ ｍｇ／Ｌ 時ＳＳ 含量最低為５７ ｍｇ／Ｌ。3．3　pH 對凈化效果的影響
用１０ ｍｏｌ／Ｌ 的Ｈ２ ＳＯ４以及８ ｍｏｌ／Ｌ 的ＮａＯＨ 調
節(jié)已添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ 水樣的ｐＨ 值，考察
第２ 期　　　　　　　　　　達娃卓瑪，等：西藏某銅鉬礦選礦廢水凈化處理與回用研究　　　 ５
不同ｐＨ 值對銅鉬混合浮選廢水沉降效果的影響，
試驗結果如圖４ 所示。試驗數(shù)值為沉降８ ｈ 后上清
液ＳＳ 含量。
圖４?。穑?對混凝效果影響結果
　　由圖４ 可知，礦漿ｐＨ 值為１０ 最好，考慮到浮
選產生的尾礦漿ｐＨ 為７～８，為不影響浮選，因此對
此廢水的ｐＨ 不進行調節(jié)。3．4　沉淀時間對凈化效果的影響
在添加絮凝劑聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ，且ｐＨ 在７
～８之間，對該廢水進行沉降試驗（圖５）。
圖５　沉淀時間對凈化效果的影響
　　由圖５ 可知，在此條件下ＳＳ 的去除效果較明
顯，而對ＣＯＤ 的去除效果不明顯，因此利用高原特
有的強烈紫外線照射來加強ＣＯＤ 的降解效率。
3．5　暴曬時間對凈化效果的影響
廢水中固含量在自降的情況下，３６ ｈ 去除率只
能達到５０％，通過添加聚丙烯酰胺３０ ｇ／ｔ，８ ｈ 去除
率即可達到５０％。而ＣＯＤ 在自然條件下僅可去除
２０％，因此考慮通過高原紫外線暴曬降低ＣＯＤ 含
量。由某文獻可知，在其他條件相同的情況下，受紫
外線照射者比受可見光照射者的黃藥降解要快。由
現(xiàn)場流程可知［３］ ，該廢水中殘留的藥劑為丁基黃
藥、丁胺黑藥以及松醇油。
在廢水中添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ，用攪拌器
在一定轉速下攪拌一定時間，并且調整ｐＨ 值于７～
８，攪拌完后水樣沉淀１５ ｍｉｎ，置于陽光下暴曬，利用
虹吸法每隔不同的時間段取少量上層清液，ＣＯＤ 及
ＳＳ 變化如圖６ 所示。
圖６　暴曬時間對ＣＯＤＣＲ 去除效果的影響
　　可知經過陽光暴曬１２ ｈ 后ＣＯＤ 去除率達到
５０％，２４ ｈＣＯＤ 去除率達６３％，３６ ｈ 去除率達７８．
６％?？紤]現(xiàn)場日照最長為每天１１ ｈ，因此確定最佳
暴曬時間為８～１２ ｈ。
4　廢水回用試驗
將以上最佳條件處理的廢水、未處理的回水以
及清水回用于如圖７ 的閉路流程，試驗原礦多元素
分析如表２ 所示，試驗結果如表３ 所示。
表２　閉路試驗樣多元素分析
元素Ｃｕ Ｐｂ Ｚｎ Ａｕ倡Ａｇ倡Ｍｏ
含量／％ ０．９８ ０．６６ ０．２６ ０．３２ ３０．７１ ０．０２８ 　　注：倡單位為ｇ／ｔ。
圖７　閉路試驗流程
　　由表３ 數(shù)據(jù)可知，在ｐＨ 為７～８ 的情況下，在尾
礦廢水中添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ 并且置于自然光
下沉降暴曬１２ ｈ 后回用于閉路浮選流程，得到的精
礦較之于清水閉路流程在保證Ｃｕ 回收率的前提下
提高了Ｍｏ 的回收率；而較之于未凈化廢水的閉路
流程，在保證Ｃｕ、Ｍｏ 回收率的前提下，可以提高混
合精礦中Ｃｕ、Ｍｏ 的品位。說明該廢水處理方法凈
化效果較好，有利于現(xiàn)場浮選。
６ 　　　　　　　　　甘　肅　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３７ 卷
表3　不同條件下廢水回用閉路試驗結果
編號產物名稱產率／％ 品位／％ 回收率／％
Ｃｕ Ｍｏ Ｃｕ Ｍｏ
混合精礦 ４．３６ ２１．５２ ０．６０ ９４．２４ ８７．２５ 未凈化廢水 尾礦 ９５．６４ ０．０６ ０．００４ ５．７６ １２．７５ 原礦 １００．００ ０．９９ ０．０３ １００．００ １００．００ 混合精礦 ３．３５ ２７．８８ ０．８５ ９４．１５ ８７．１０ 清水 尾礦 ９６．６５ ０．０６ ０．００２ ５．８５ １２９．０ 原礦 １００．００ ０．９９ ０．０３ １００．００ １００．００ 混合精礦 ３．７２ ２５．２１ ０．７ ９４．２０ ８７．１１ 凈化廢水 尾礦 ９６．２８ ０．０６ ０．００４ ５．８０ １２．８９ 原礦 １００．００ １．００ ０．０３ １００．００ １００．００ 5　結語
⑴現(xiàn)場廢水固體懸浮物含量（ＳＳ）以及藥劑殘
余量（ＣＯＤ）較高，回用于銅鉬混合浮選易產生泡沫
發(fā)粘，現(xiàn)場不易操作的現(xiàn)狀。
⑵采用向尾礦廢水中添加絮凝劑降低固體懸浮
物含量，同時利用高原陽光具有強烈紫外線的條件，
通過暴曬降低藥劑殘余量的方法處理尾礦廢水，可
以將尾礦廢水的ＳＳ 由１９０ ｍｇ／Ｌ 降低到４０ ｍｇ／Ｌ，
ＣＯＤ 由１０１ ｍｇ／Ｌ 降低到５５ ｍｇ／Ｌ。
⑶通過將未處理廢水、清水以及處理后的廢水
回用于銅鉬混合浮選閉路流程，處理后的廢水浮選
可在不降低Ｃｕ、Ｍｏ 回收率的前提下，提高混合精礦
中Ｃｕ、Ｍｏ 品位。利用處理后的廢水浮選可降低現(xiàn)
場新水補加量，減少了高原缺水的壓力。
參考文獻：
［１］　李洪帥，劉殿文，宋凱偉，等．選礦廢水對浮選的影響
［Ｊ］．２０１２，２１（２）：９４-９６．
［２］　胡　波．復雜多金屬硫化礦選礦廢水處理與回用工藝
研究［Ｄ］．２０１２．
［３］　翁建浩， 王　睿，黃道玉．選礦廢水中殘余黃藥降解規(guī)
律的試驗研究［Ｊ］．化工礦物與加工，２００１（５）：１８-２１．
收稿日期：２０１４-１１-２３
作者簡介：達娃卓瑪（１９９０-），女，北京科技大學在讀碩士研究生。
（上接第３ 頁）
　?、堑装宄涮铙w厚度及配筋計算。
為確定充填體厚度，將X ＝ξ×h０ 代入Ｍ 式得：
h０ ＝ M
fcm · b· ξ１ －０ ．５ξ
則： x ＝AS · fy
b· fcm
ξ＝ AS · fy
fcm · h０ · b ＝ρ fy
fcm ＝０．１７５
代入得：ｈ０ ＝０．８３３ ｍ
　　h ＝h０ ＋as ＝０．８３３ ｍ
取高強度充填體厚度為０．９ ｍ，則受拉鋼筋截面
積：
AS ＝x· b· fcm
fy ＝ h０ １ － １ － ２M
fcm · b· h０ ·
b· fcm
fy ＝１１４０
根據(jù)ＡＳ ，即可選用鋼筋。
7　結語
鋼筋布置方向根據(jù)受力情況，遵循以下原則：在
上下分層回采進路平行時，上分層鋪設的受力筋應
沿進路跨度方向布置，構造筋沿進路方向布置，當上
下分層回采進路直交時，上分層鋪設的受力筋應沿
上分層進路方向布置，構造筋沿跨度方向布置，根據(jù)
所得，受拉鋼筋截面積和參照類似礦山經驗，最終確
定進路假底布置，設計高強度大于２．５ ＭＰａ 的充填
體，高度為１．０ ｍ。
通過對中段銜接部位的分析研究，雖然目前八
中段以上已經進行了第一分層的回采，但是小鐵山
鉛鋅礦目前設計十三個中段，在十三中段以下仍然
有一定的遠景儲量。因此，中段銜接部位的分析研
究對以后的生產具有一定的指導意義。
參考文獻：
［１］　劉可任．充填理論基礎［Ｍ］．北京：冶金工業(yè)出版社
［Ｍ］．１９８８．１０．
［２］　劉北辰，陸鴻森．彈性力學［Ｍ］．北京：冶金工業(yè)出版社
［Ｍ］．１９８９．４．
［３］　北京礦冶研究總院，白銀公司小鐵山鉛鋅礦．機械化難
采礦體上向巷道式尾砂膠結充填法試驗研究報告［Ｒ］．１９９３．
１０．
［４］　北京礦冶研究總院．小鐵山鉛鋅礦巷道式充填法試驗
回采設計［Ｒ］．１９８７．
收稿日期：２０１４-１０-２７
作者簡介：王永智（１９６９-），男，教授級高級工程師，畢業(yè)于昆明理工
大學。研究方向：計算機在采礦中的應用。
第２ 期　　　　　　　　　　達娃卓瑪，等：西藏某銅鉬礦選礦廢水凈化處理與回用研究　　　 ７

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