某硫化铜钼选厂尾矿回水利用技术

    我国95%的能源和85%的原材料来自矿产资源。随着快速的人口膨胀和经济发展，对矿产资源的需求越来越大。与此同时伴随着矿山的开采开发，会产生大量的尾矿水。尾矿水是固体矿山选矿后尾矿浆中的主要成分。当尾矿矿浆被输送到尾矿池后自行重力分选、沉淀析出尾矿水。我国尾矿水的年排放量大约为36亿t，其中大部分没有经过任何处理，直接存锗在尾矿坝中。

    某铜钼选厂采用磨矿－混合浮选－分离选别流程，经过一次粗选，一次扫选和三次精选得到铜钼混合精矿，最后进行铜钼分离。该矿山位于干旱少雨地区，水资源一直是制约企业发展的瓶颈。而大量尾矿水堆积在尾矿坝中，使水资源更加拮据的同时，还占用了大量的土地，对周边的环境造成严重的污染，对人们的生命健康也造成了重大威胁。因此，尾矿水治理以及尾矿回水的利用研究已经成为选矿厂急需解决的重大问题。

    尾矿水净化是指对矿水中的有害物质进行物理、化学处理，使其含量降低至符合回用或排放要求。尾矿水的净化方法取决于有害物质的成分、数量、排人水系的类别以及对回水水质的要求，常用方法有：①自然沉淀。利用尾矿库或者其他沉淀池，将尾矿矿浆中的尾矿颗粒除去。②物理化学净化。利用吸附材料将某些有害物质除去。③化学净化。加入适量的化学药剂，促使有害物质转化为无害物质。

    尾矿水经过净化后回水再用，既可以缓解选厂水资源短缺的矛盾，又可以解决环保安全方面问题。尾矿水的循环再利用是目前国内外废水治理技术的重点，常见方法有：①浓缩池回水。为节省新水耗，常在选厂内或选厂附近修建尾矿浓缩池或倾斜板浓缩池等回水设施进行尾矿脱水，尾矿砂沉在浓缩池底部，澄清水由池中溢出，并送回选厂再用。浓缩池的回水率一般可以达到40%～70%。②尾矿库回水。尾矿排入尾矿库以后，尾矿矿浆中所含水分一部分残留在沉积尾矿的空隙中，一部分聚集在尾矿库内自然澄清，降解有毒有害物质，另一部分在库内蒸发。尾矿库回水就是把剩余的这部分澄清水回收，供选厂使用。

    一、实验方法

    该铜钼选矿厂最终尾矿水水质化验结果见表1。该尾矿水呈深灰色，浊度为49.4，pH＝13。

表1  尾矿水水质成分／（mg·L^－1）

    本文采用全新水、未经处理尾矿回水、经处理后的尾矿回水进行选矿试验，并对比选矿效果，选矿试验流程见图1。

图1  选矿试验流程

    二、试验结果

    （一）全新水试验

    按照图1所示流程，使用全新水进行浮选试验，结果见表2。

表2  全新水试验结果

    （二）未经处理尾矿回水试验

    按照图1所示流程，使用未经处理的尾矿回水进行了浮选试验，结果见表3。

表3  未经处理的尾矿回水试验结果

    由表3可知，未经处理的尾矿回水使钼精矿的品位及回收率稍有降低，且因为未经处理的尾矿回水中含有大量的Na₂S，当此尾矿水返回到流程中使用时，对铜矿物产生抑制，所以无法得到合格的铜精矿，铜精矿回收率低。这是该尾矿水不能直接返回流程中使用的原因。

    （三）阴离子絮凝剂处理后的尾矿回水试验

    阴离子絮凝剂的主体基于聚丙烯酰胺，桥连基团是阴离子。直接向尾矿水中添加阴离子絮凝剂进行处理，然后用处理过的尾矿水进行试验，试验流程见图1，结果见表4。

表4  阴离子絮凝剂处理后的尾矿回水试验结果

    由表4可知，采用阴离子絮凝剂处理后的尾矿水进行试验后钼精矿品位有所下降，铜精矿的品位和回收率稍有提高，分选效果与未经处理尾矿回水接近。

    （四）阳离子絮凝剂处理后的尾矿回水试验

    阳离子絮凝剂的主体基于聚丙烯酰胺，桥连基团是阳离子。直接向尾矿水中添加阳离子絮凝剂进行处理，然后用处理过的尾矿水进行试验，试验流程见图1，结果见表5。

表5  阳离子絮凝剂处理后的尾矿回水试验结果

    由表5可知，采用最离子絮凝剂处理后的尾矿回水进行试验后得到钼精矿品位及回收率与采用阴离子处理后的尾矿回水试验所得数据差别不大，铜钼回收率及品位均在小范围内波动，试验效果仍不理想。

    （五）经KMG处理后的尾矿回水试验

    KMG是昆明冶金研究院研制的一种有机药剂，药剂的主要组分为高分子聚糖，来源广泛无毒，价格便宜，表观上与高分子絮凝剂相仿，具有桥联作用，絮凝液体中的悬浮物。该药剂的另一个重要特点是具有吸附能力，能吸附矿浆中的某些物质。向尾矿水中直接添加KMG可以降低尾矿水pH值，消除液体中的残余硫化钠和悬浮物。用KMG处理过的尾矿水水质化验结果见表6，颜色为浅灰色，浊度为20，pH＝7～8。按照图1所示流程，采用经KMG处理后的尾矿回水进行浮选试验，结果见表7。

表6  KMG处理后的尾矿水成分／（mg·L^－1）

表7  经KMG处理后的尾矿回水试验结果

    表7结果表明，使用经水处理剂KMG处理过的尾矿回水进行试验，所得钼精矿和铜精矿指标都较用阴离子或阳离子絮凝剂处理后的尾矿回水指标好，与采用全新水选矿时指标相近。因此可以使用KMG对尾矿水进行处理，并可返回流程使用。

    （六）闭路实验

    采用经KMG处理后的尾矿回水，在开路闭路的基础上进行了闭路实验，闭路流程见图2，结果见表8。

图2  闭路试验流程

表8  闭路试验结果

    由表8可知，采用经KMG处理的尾矿水回进行闭路试验，获得了钼精矿品位48.53%、回收率90.96%、含铜0.50%，铜精矿品位19.23%、回收率88.50%、铜精矿含钼0.19%的满意指标，进一步证明KMG处理的尾矿水适合于在该选厂返回使用，达到了研究目的。

    三、结语

    （一）某铜钼选厂采用磨矿－混合浮选－分离流程，经一粗一扫三精得到铜钼混合精矿，最后进行铜钼分离。该选厂的尾矿水碱度高，硫化钠含量高，如果直接返回利用会对铜矿物产生一定的抑制作用。尾矿回水试验表明，未经处理的尾矿回水和经阴离子絮凝剂或阳离子絮凝剂处理过的尾矿回水试验均得不到理想的试验结果。而采用KMG处理的尾矿回水试验可以得到钼精矿品位45.36%、回收率80.23%、含铜0.69%，铜精矿品位22.24%、回收率74.08%、含钼0.19%的较好指标。

    （二）对尾矿废水进行处理再回用可以实现较低成本条件下的回水综合利用，具有较高的经济效益和社会效益。