选矿药剂污染及其防治措施吴

摘要：选矿药剂主要指捕收剂、起泡剂、抑制剂、絮凝荆、调整剂，及湿法冶金中所用的萃取荆、萃取用基质改善剂、稀释剂等，包括列入我国水中优先控制污染物黑名单的24种选矿药剂，其中对环境有害的物质有数百种，随选矿废水的排放或通过尾矿库等形式进人环境，在水体、大气和土壤中迁移转化，并形成二次污染。为解决选矿药剂对生态环境带来的严重污染，政府应积极倡导企业使用低毒、低污染选矿药剂，并加大环保型选矿药剂研究的扶持力度，加强选矿药剂的生态风险评估，企业应对选矿废水和尾矿进行综合治理。实施清洁生产工艺。关键词：选矿药剂;污染;防治措施

1 引言选矿包括洗矿、破碎和选矿三道工序。在将有价金属从低含量、多金属共生的矿石中富集起来，加工成金属含量较高的精矿的过程中，需加入各种类型的捕收剂、起泡剂、抑制剂、絮凝剂等。其中大多数为有毒有害物质，如氰化物、砷化物、重铬酸盐、各类烷基黄药、取代苯酚、苯胺、吡啶、烃、烯、醚、酮、醛酯等，这些物质随选矿废水的排放或通过尾矿库等形式进入环境，在水体、大气和土壤中迁移转化，形成二次污染，对生态环境造成严重污染。选矿工艺废水主要有两类：选矿废水和矿石冲洗及其他废水，其中选矿废水中的重选和磁选废水与冲洗废水类似，经简单处理后即可回用。因此，选矿工艺中的污染性废水主要指浮选废水，来源于尾矿、精矿浓密溢流水及精矿滤液。选矿废水的特点是：(1冰量大;(2)废水中的Ss含量高、粒度极细、呈分散的胶态，不易自然沉降;(3)有毒有害污染物种类多;(4)大多处于水源地，造成的污染后果严重。 2 选矿药剂污染 2.1选矿药剂种类选矿药剂主要指捕收剂、起泡剂、抑制剂、絮凝剂、调整剂，及湿法冶金中所用的萃取剂、萃取用基质改善剂、稀释剂等，涉及各类无机或有机合成物数百种。其中列入我国水中优先控制污染物黑名单 (68种)的选矿药剂有24种(包括砷、铍、镉、铬、汞、镍、铊、铜、铅及其化合物)，对环境有害的化学药剂有氰化物、硫化氢、磷化氢、氟化物、砷化物、重铬酸盐、硫酸铜、硫酸锌、二硫化碳、亚硫酸、各类烷基黄药、有机磷、脂肪醇、苯胺、吡啶、烃、烯、醚、酮、醛酯等上百种。 2.2 选矿废水中的主要污染物选矿工艺废水所含污染物，除一部分可通过氧化降解外，大部分很难自然降解，排入环境后，随水流迁移转化，或沉积于底泥、渗入地下水，或通过灌溉进入土壤，这些污染物均可通过食物链进入人或动物体内，并最终影响人体健康。 (1)重金属离子是选矿废水中主要有毒有害污染物，除优先污染物所列砷、铍、镉、铬、汞、镍、铊、铜、铅及其化合物外，还有钴、锌、钼、钯、钨等其他金属及其化合物，以及稀土金属、放射性金属元素。由于重金属元素在自然环境中很难降解，具有在生物体内富集的特性，为潜在长期性有毒有害污染物质，特别是汞、铅、镉、砷、铬、铅六种重金属元素量大、污染范围广，因而危害性也最大。同时水体中的汞、砷等易通过生物甲基化作用，生成毒性更强的二次污染物。 (2)选矿废水中的无机污染物，包括剧毒的氰化物、氰络合物等，有毒物质重铬酸盐、氟硅酸盐等，各种不溶解的粗粒及细粒分散的杂质，酸、碱及硫酸盐、氯化物或氢氧化物。选厂酸性废水的pH值较低，使废水的总酸度增高，重金属更易于溶解在酸性废水中，使毒性加剧。如采用浮选一重选法处理l t 原铜矿石，其废水排放量为27—30 m3。一般选矿用水量为矿石处理量的4—5倍。

每浮选lt铅、锌万方数据 舔嬲嬲旗菘圜第l期 吴国振：选矿药剂污染及其防治措施 83 矿石，要排出约5 m3的废水，内含氰化物20—50 g，平均浓度约为4一10 mg/L。 (3)选矿废水中的有机污染物，列于我国水中优先控制污染物黑名单14大类的有挥发性卤代烃类、苯系物、苯胺类、酞酸酯类、丙烯腈等，大多数浮选药剂，如烃类、酚类、醚类、黄酸盐、黄药类(乙基黄药除外)、萜类起泡剂、塔尔油、25号黑药及白精油等，具有中等毒性，苯类、胺类、乙基黄药和溴化Cm，。烷基吡啶，具有强毒性。这些有机物通过毒物的联合作用对动植物机体产生毒害作用，如丙烯腈与乙腈共同存在于生物机体中时，以死亡率作为毒性指标，其毒性将增加—倍;有机选矿药剂多为重金属的络合剂或螯合剂，易与铜、镉、汞、铅、铬等有害重金属形成复合污染，改变重金属元素的迁移转化过程。有毒有害物质通过食物链进入生物体，特别是人体内后，将使酶活性受到抑制并引起基因突变和染色体突变，产生致癌和致畸作用。 2.3 尾矿污染尾矿为选矿后，在当时条件下不宜再分选回收利用的矿山固体废料，常堆放于尾矿库中。我国现有规模较大的尾矿库400多座，金属矿山堆存尾矿达50亿t以上。每年产生尾矿约3亿t，占全国工业固体废物的30%多。由于尾矿粒度一般在0.15 姗以下，于固后的尾矿很容易造成大气污染，同时尾矿废水渗入地下污染土壤和地下水，或混入雨水中通过各种途径污染水源，进人生态系统的物质循环。另一方面，尾矿库占用大量土地资源，尾矿库停用后的生态重建工作十分困难。排人尾矿库的废水，经库内沉淀作用，废水中大部分重金属沉淀在尾矿中，其中选矿药剂的残留物在库内经自然曝气氧化，有毒有害有机物的含量也相应降低。 3 防治措施探讨 3.1 低污染环保型选矿新药剂的研究国外十分重视新型选矿药剂的研制开发，目前已工业应用的药剂品种达数百种，且不断有新药剂出现。其发展趋势是研制高选择性、高效低毒或无毒、低污染或无污染的新药剂。国内一直沿用黄药、黑药、z锄、硫氮酯、脂肪酸等常规药剂，药剂研制采用仿制国外浮选药剂产品，没有形成具有自主知识产权的产品。西北矿冶研究院为我国有色金属选矿药剂主要研究单位之一，为解决选矿药剂的污染问题，从 2002年起开始展开高效低毒环保型捕收剂开发研究工作，其中“高效低毒选冶药剂合成技术”获2008 国家高技术研究发展计划(863计划)资助，该项目从浮选药剂定量构效关系人手，运用分子设计理论的最新成果，在同一反应器里对三个以上简单易得的原料，通过自由基催化缩合反应、多组份液相反应等绿色合成技术，所合成的螯合型系列药剂分子中有两个以上的活性官能团，能与多种过渡金属元素形成稳定的多元软酸软碱反馈键配位螯合物。实验室样品经选矿探索性试验，表明该类产品对铜、铅、锌、镍等有色金属元素及金、银、铂族元素矿物捕收力强、选择性好，用量少且兼有较好的起泡性。同时也具有毒性低、生物降解性好，工艺过程无“三废” 产生等许多优点，有利于实现选矿药剂的清洁生产和减少应用企业对环境的二次污染。

3.2 选矿废水的治理目前，通用的选矿废水治理方法通常有石灰中和沉淀法和絮凝沉淀法两种。石灰中和沉淀法常用于含重金属离子的酸性选矿废水，在中和废水中酸的同时可去除重金属离子，并从沉淀渣中回收有价值金属。絮凝沉淀法通过投加FeSO.和明矾等絮凝剂，使其与重金属氢氧化物颗粒以絮凝模式桥链，结成较大颗粒共同沉淀。为加快重金属氢氧化物的沉淀速度，提高沉淀效率，可采取工艺措施强化沉淀过程，如在沉淀池中加设斜板、斜管装置。上述方法仅只能除去选矿废水中的重金属元素及其中的固态物质，没有考虑对废水中选矿药剂的处理，应选用氧化、离子交换、活性炭吸附、泡沫浮选、生化、电渗析和铁氧体法等方法进行综合治理，在去除重金属污染的同时除去其中的有机浮选药剂。从选矿工艺过程和废水处理方法来看，最有效的措施是应尽量设法循环使用尾矿废水，实现“零” 排放，减少废水总量;其次才是进行净化处理。 3.3 尾矿综合利用尾矿中含有大量可以利用的金属和非金属元素，除从尾矿中提取有用成分(如从有色金属尾矿中浸出金、银、铜等)外，可作为建筑材料、玻璃原料、水泥原料等，用于铁路、公路、混凝土骨料，还可用作矿肥改良土壤。通过对选矿废水水质分析，废水中对选矿影响较大的杂质含量并不高，尾矿库溢流水经自然净化后，水质稳定，可回用于生产。 3.4 清洁生产选矿企业清洁生产建立在对企业现有和计划建设的生产经营活动进行污染预分析和评估的基础上，通过对企业污染物产生和排放的工艺过程和途径分析，找出污染源和产生原因，针对污染物种类和万方数据 迅燃赫尝喾翌甘肃冶金 第3l卷数量，提出控制和减少污染物产生及排放的措施，再经过对备选方案进行技术、环境和经济可行性分析，选定最有前途的污染预防方案加以实施，以达到节能、降耗、减污和增效的目的。按照IsOl400环境管理体系的原则，结合选矿工艺给排水的具体特点，进行分类供水，加强对废水处理工艺和循环水利用的研究，减少废水排放量，充分提高复用率。用无毒或低毒选矿药剂替代高毒性药剂(如氰化物等)，采用回水选矿技术，避免外排含有毒有害物质废水，使选矿系统形成密闭循环体系，最终达到零排放。 3.5 加强选矿药剂的生态风险评估工作《：中华人民共和国安全生产法>已于2002年11 月1日正式实行，安全生产法明确规定生产、经营、运输、储存、使用危险物品或者处置废弃物品的，应由有关部门审批并实施监督管理，并依法进行安全评价。国务院《危险化学品安全管理条例》对危险化学品的生产、经营、储存、运输、使用作了具体的规定。目前，在环境影响评价和矿山企业的日常环保管理工作中，对选矿废水中的有机物的监测只停留在BOD和COD两个氧化指标上，由于BOD、COD 所反应的仅只是废水中可氧化有机物生化和化学需氧量，不可能反映低含量、高毒性的有毒有害物质在废水的浓度，因此，各级职能部门必须按照国家法律法规加强有毒有害危险物质的监测管理工作，通过危险化学品的安全评价和生态风险评价，对选矿药剂的毒性、暴露剂量进行深入研究，建立建全有毒有害选矿药剂的登记制度。

4 结语有色金属矿浮选生产过程中排出含有残存选矿药剂的废水，含有大量有毒有害物质，对生态环境造成很大的危害，并通过食物链威胁到人体健康，由于大多数选矿企业处于相对边远的地区，其危害并不被人们所重视。尽管目前有许多科研院校已经展开了低毒低污染环保型选矿药剂的研究，但我国没有建立起针对选矿药剂的有效评价体系，每一种新的药剂很少有其毒理性指标，均直接用于生产。选矿废水的治理只能作为一种手段，通过清洁生产、循环利用选矿废水、达到零排人，同时采用低毒环保型选矿药剂应是选矿企业最终目标。参考文献： [1]孔繁翔.环境生物学[M].高等教育出版社，2000. [2]戴树桂.环境化学[M].高等教育出版社，1997. [3]赵志龙.有色金属矿山选矿废水中硫化物的治理新途径[J].矿冶，2003(3)：75-78. [4]桌和林，姚文.矿山化学药剂污染及其复合污染问题与探讨[J].矿冶，2002(7)：265.267.收稿日期：20∞明.14 作者简介：吴国振(1966-)，男，高级工程师。主要从事化工环保的科研及产品开发工作。 (上接第8l页) 按实际需要和硬盘的实际大小对主分区和逻辑盘重新定义大小，克隆完成后将新克隆的硬盘安装在不同型号的计算机上; (7)用新克隆的硬盘引导异体计算机，启动后按需要重新安装主板、显示卡、网卡及其他相关硬件的驱动程序，之后新的计算机即可工作，AGC服务器的升级移植完成。 3.2 工作站的升级移植操作员站、工程师站、记录计算机等工作站所需的软件都有安装盘，所以工作站PC机的升级移植可以通过安装的方法完成，当然也可以参照服务器升级移植的方法进行。按照以上方法，在2008年酒钢中板轧机检修期间，成功地对其AGC系统进行了升级，升级以后系统运行非常稳定。 4 结语近十几年来，我们国家从国外引进了许多设备，但由于技术掌握的滞后性及文化差异和语言交流方迅勰勰面产生的歧义，在技术交流和订立合同时，由于认识有限，技术供应方在项目建成后提供的计算机软件可能并不完整，正常运行没有问题，但更新硬件设备后则无法正常运行，而计算机系统本身更新换代非常快，几年后可能很难在市场上找到与项目建设时相同型号的硬件，在维护引进设备的过程中。经常会遇到系统瘫痪后难以恢复的情况，这就需要设备维护人员不断消化吸收引进技术.自主摸索出解决问题的方法。AGC系统的升级移植虽是个特例，但却是在对外来技术进行充分消化吸收基础上的一次有益创新，为基于Windows NT的应用给了一个在缺少安装软件的情况下升级移植的方法。参考文献： [1]李劲.windo髑2000 sefv凹网络管理员手册[M]. [2]戴有炜.Wido啪NT ser唧’4.O中文版实用指南[M].