1.概述
红透山选矿厂是一座日处理量为2000吨的多金属选矿厂，主要有用矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿和闪锌矿，其次还含有金、银等稀贵金属。选厂厂采用优先浮选流程，浮选顺序为依次浮选黄铜矿——闪锌矿——黄铁矿和磁黄铁矿，其中金、银被富集在铜精矿中。选矿过程中，根据铜、锌、硫及金、银的不同特性，浮选中需添加氧化钙、异丁基黄药、丁铵黑药、硫酸铜、2#油和11#油。选矿生产用水单耗为5—6吨/吨原矿，年消耗水量为410万吨。选矿厂所排出的废水，由于是采用浮选方法选矿后的废水，其中含有剩余浮选药剂及重金属等有害成分，直接排放会对环境造成较大危害;净化处理成本又比较大，会增加企业负担;如果能循环利用，不仅减少污染物排放，降低环境污染，而且节约生产用水，一举两得。但在多金属矿物选矿中，不同的有用矿物浮选所用的药剂各不相同，选矿废水中的剩余药剂很可能对选别过程造成负面影响，因此，多金属选矿废水循环利用一直是选矿专业的一大难题。红透山选矿厂经过大量试验研究，将选矿废水应用于生产，取得了很好的效果。
选矿废水成分表 表-1
从红透山选矿废水中的成分看，悬浮物和化学需氧量COD都严重超标，PH值则低于标准值，铜、锌等重金属离子还在标准范围内。
2.小型试验
小型试验是生产试验的基础，可以为生产应用提供依据。我们用未加任何处理的选矿废水与原生产用水——大河水进行小型对比试验，考察选矿废水中的有害杂质对浮选指标的影响。由于硫浮选是红透山选矿厂的最后一道作业，在所添加的浮选药剂中，只有氧化钙对其有负面影响，而选矿废水的PH值偏酸性，有利于硫的上浮。因此，在试验过程中，仅对铜、锌进行了考察，试验结果见表-2。
大河水与选矿废水小型对比试验结果 表-2
从试验结果看,在选铜作业中，使用大河水时，铜精矿的品位和回收率都高于使用选矿废水，但用废水时，铜精矿中锌的损失少于大河水;在选锌作业中，用废水时，锌精矿的产率增大，精矿品位低，并且锌精矿含硫高，硫的损失高于大河水，而锌的回收率却远高于大河水。
考虑到选矿废水中的主要成分，可能是COD和重金属离子对浮选产生了影响，我们对选矿废水进行了处理，加入氧化钙并使其充分接触空气，降低COD和重金属含量，再次进行试验，试验结果见表-3。
大河水与选矿废水小型对比试验结果 表-3
从试验结果看，处理后的废水试验结果，铜精矿的品位和回收率都与大河水相当，而铜精矿含锌低于大河水，锌精矿品位也有所提高，可见，处理后的废水比较适合浮选。
3.生产试验
根据小型试验的结果，经过实地考察研究，决定进行生产试验。将选矿生产产生的废水全部集中于尾矿库中，在尾矿坝下修建曝气池，面积达530平方米，曝气池修成阶梯形，以使废水充分接触空气和有足够的沉淀时间，降低水中COD和悬浮物，曝气池下出口用管道与原有的供水井连接，采用原供水系统供生产用水。在磨矿过程中加入大量的氧化钙，调整矿浆PH值，兼顾降低有害重金属离子的影响。改造后，使用选矿废水进行了为期一个月的生产试验，生产试验结果见表-4、表-5。
生产试验结果 表-4
生产试验结果 表-5
使用废水期间现场表现为浮选泡沫有些粘，加上刮出产品金属量的增大，经常出现泡沫槽满槽现象，且铜泡发灰，不利于浮选工判断品位。从两者指标对比来看，使用废水期间铜原矿品位略高于大河水使用期间，锌原矿品位比生产水高0.358%;从精矿品位看，废水铜精矿品位比生产水低1.196%，锌精矿品位高0.655%;废水铜、锌精矿回收率分别比大河水高0.78%和2.6%。另外，从金属互含情况看，废水均低于大河水，但从尾矿含铜看，废水高于大河水，有可能是使用废水使这部分铜的可浮性降低。从以上指标分析看，除铜精矿品位外，其他指标废水均好于大河水。
综合上述指标分析，单从废水使用期间与前期使用大河水期间指标对比看，使用废水，铜、锌精矿回收率都有不同程度提高，锌精矿品位也有一定提高，且金属互含减少。
4.生产实践
红透山选矿厂在废水循环利用初期，选矿指标都比较好，但经过半年多的生产后，由于废水中的有害成分的积累，生产指标受到了一定的影响，主要表现在铜指标上，回收率较低。废水循环利用后，废水成分与之前未利用时的对比见表-6。从表上看，无论是COD、悬浮物，还是重金属离子都有了明显的升高。针对这一情况，在尾矿坝下又增加了一座曝气池，面积达4100平方米，增加了选矿废水的沉淀、曝气时间，进一步降低废水中的有害成分，并在生产过程中，针对选矿废水的特点，及其在生产中产生的现象，对现有的浮选药剂制度进行了调整。
选矿废水循环利用前后成分对比表 表-6
捕收剂异丁基黄药是浮选铜、锌、硫的共同的捕收剂，选矿废水中剩余的药剂主要还是黄药，根据生产中的浮选现象适当降低捕收剂黄药的用量，节约了选矿成本。
2)减少起泡剂的用量
选矿废水中剩余的起泡剂造成浮选泡沫粘性增大，根据这种现象，减少了铜、锌、硫浮选起泡剂的用量，在泡沫较粘时，锌、硫浮选甚至不用起泡剂。
3)减少捕收剂丁铵黑药用量
由于回水利用后，泡沫发粘，而黑药又具有一定的起泡性，因而需要降低黑药的用量。
4)白灰用量的变化
由于选矿废水PH值为5~6，偏酸性，所以在选矿废水使用之初，我们认为应该增加白灰的用量来提高矿浆PH值，并需要用白灰来消除矿浆中的有害离子。因此，在生产试验时，我厂的白灰用量曾一度增加，但是，经过一段时间生产运行后，在选锌过程中，由于白灰用量的增加，矿浆粘度增大，锌精矿品位不易控制，经常出现锌废品。因此，我们增加磨矿的一段白灰用量，降低或撤消二段白灰的添加，收到了很好的效果。
5)硫酸铜用量的变化
在选矿废水使用之初，由于白灰用量的增加，增大了硫酸铜的消耗，在降低二段白灰用量之后，硫酸铜用量也相应要降低。
5.效益分析
根据选矿废水的特点及生产变化情况调整药剂制度后，经过2011年的生产，这种药剂制度比较适合回水利用，生产指标有了很大提高，在精矿品位完成计划指标的情况下，铜回收率提高0.96%，年创效益362万元;锌回收率提高1.28%，年创效益129万元;降低了黄药、黑药浮选油和硫酸铜的消耗，年节约药剂成本100多万元，年节约生产用水270万吨，为企业多创效益726万元。
6.结论
红透山选矿厂生产的废水为多金属选矿废水，内含剩余浮选药剂及重金属离子，选矿厂认真研究了废水的组成，针对废水中对选矿生产有害的成分采取有效措施去除。经过一系列的小型试验和生产试验，将选矿废水成功循环应用于生产，并在生产中调整药剂制度，使选矿废水适合生产需要。红透山选矿废水循环利用于生产，不仅使选矿技术指标得到了提高，还节省了药剂消耗，节约了生产用水，年节约药剂成本100多万元，节约生产用水270万吨，为企业多创效益726万元;同时，所产生的社会效益更是不可估量，并且可以为其他类似选矿厂提供废水循环利用的依据，是一个有利于社会，有利于企业的改造项目。
声明：
“多金属选矿废水循环利用实践研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司选矿厂
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2024年07月19日 ~ 21日 
