選礦廢水循環利用現狀

A. 尾礦的尾礦如何處理

尾礦是指礦山企業在選礦完成後排放的廢渣礦渣，多以泥漿形式外排，日積月累形成尾礦庫。尾礦庫佔地面積大，而且極具安全隱患，另外在尾礦庫中富含的選礦葯劑尾礦的水滲透到地下，對環境、地下水也會造成極大的污染。因此選礦尾礦處理是擺在礦山生產者面前的一大問題。
尾礦是采礦企業在一定技術經濟條件下排出的「廢棄物」，但其中大多含有各種有色、黑色、稀貴、稀土和非金屬礦物等，是寶貴的二次資源，當技術、經濟條件允許時，可再次進行有效開發。尾礦制砂利潤豐厚，尾礦如何處理呢？
目前，對尾礦的處理方法一般是作為礦山地下開采采空區的充填料，即水砂充填料或膠結充填的集料；或者有的直接在尾礦堆積場上覆土造田，種植農作物或植樹造林。其實尾礦最具經濟效益的處理方法還是尾礦制砂和作為建築材料的原料，例如經過處理的尾礦可以作為水泥、瓦、加氣混凝土、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料等的原料，為尾礦砂可以替代一部分的機制砂用來製作混凝土、修築公路、路面材料等。
國內外目前對尾礦資源的綜合利用可以概括為下列幾種途徑：
（1）首先要盡量做好尾礦資源有用組分的綜合回收利用，採用先進技術和合理工藝對尾礦進行再選，最大限度地回收尾礦中的有用組分，這樣可以進一步減少尾礦數量。有的選礦廠向無尾礦方向發展。
（2）尾礦用作礦山地下開采采空區的充填料，即水砂充填料或膠結充填的集料。尾礦作為采空區的充填料使用，最理想的充填工藝是全尾礦充填工藝，但目前仍處於試驗研究階段。在生產上採用的都是利用尾礦中的粗粒部分作為采空區的充填料。選礦（皮帶輸送機）廠的尾礦排出後送尾礦制備工段進行分級，把粗砂部分送井下采空區，而細粒部分進入尾礦庫堆存。這種尾礦處理方法在國內外均已得到應用。
（3）用尾礦（制砂機）作為建築材料的原料：製作水泥、硅酸鹽尾砂磚、瓦、加氣混凝土、鑄石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花磚、泡沫玻璃和泡沫材料等。
（4）用尾砂修築公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。
（5）在尾礦堆積場上覆土造田，種植農作物或植樹造林。
（6）把尾礦堆存在專門修築的尾礦庫內，這是多數選礦廠目前最廣泛採用的尾礦處理方法。 水處理技術:尾礦池是大容積的沉澱－貯存池，可以利用地形設置在峪谷、坡地、河灘或平地上，以堤壩圍築而成。池內設置排水井和排水管，或沿邊緣開設排水溝，尾礦水在池內澄清凈化後溢流排出。尾礦水中的懸浮物沉澱在池底部貯存。廢水在池內至少停留一晝夜。此法可有效地去除廢水中的懸浮物，重金屬和浮選葯劑含量也有所降低。停留時間愈長，處理效果愈好。尾礦池溢流水可循環使用。重選、磁選和單一金屬礦的簡單浮選，對水質要求不高，水循環利用率可達80%，或完全不排水。當尾礦顆粒極細以及部分呈膠體狀態，可向尾礦水中投加混凝劑以加速澄清過程和提高處理效果。如在尾礦水中投加石灰，可去除60～70%的黃葯和黑葯。 尾礦池上清液如達不到排放標准時，應作進一步處理。
常採用的處理方法有：①去除重金屬可採用石灰中和法和焙燒白雲石吸附法。去除 1毫克銅需石灰0.81毫克，1毫克鎳需石灰0.88毫克，pH要求控制在8.5以上。用粒度小於 0.1毫米的焙燒白雲石吸附可去除銅、鉛離子。去除1毫克銅需白雲石25毫克，1毫克鉛需白雲石2.5毫克。②去除浮選劑用礦石吸附法，採用鉛鋅礦石可吸附有機浮選劑，去除1毫克有機浮選劑需鉛鋅礦石200毫克。用活性炭吸附法處理更為有效，但價格昂貴。③含氰廢水主要採用化學氧化法，如漂白粉氧化法；也可用硫酸亞鐵石灰法和鉛鋅礦石法除氰，每克氰加200克礦石，可去除簡單氰化物約90%，或復合氰化物約70%。高濃度含氰廢水可以回收氰化鈉。

B. 選礦設備生產中尾礦水如何循環使用呢

實現尾礦水的循環抄利用：

1、對尾礦的回收利用將尾礦漿全部輸送到尾礦場中，在尾礦場經過較長時間的澄清，澄清後的尾礦水經過尾礦場的溢流井流入排水管，排除壩外從而返回選礦廠再利用。

2、還可以設置濃縮機，用來將尾礦進行脫水，使一部分或全部溢流水作為回水送到選礦廠使用，這種方法廠用於重選廠或次選廠，回水率可達40%-70%

從浮選機排出的尾礦水，雖然經過澄清、自然氧化和分解，但仍含有一些有毒物質，這樣的廢水流入地下，會對地下水造成嚴重的污染，對當地地下水環境造成無法挽回的重大污染。條件允許的條件下一定要對廢水進行消毒處理，建造消毒池，加入化學葯劑進行對重金屬進行化學沉澱處理。

C. 選礦廠的污水如何有效處理

(一) 混凝斜管沉澱法處理選礦廢水

來自車間的廢水，首先通過沉砂池進行固液分離，沉砂池沉砂通過卸砂門排入尾礦砂場。沉砂池溢流出的上清液，通過投葯混合後進入反應器充分混凝反應，然後流入斜管沉澱器，使細粒懸浮物、有害物進一步去除，斜管沉澱器的沉泥，通過閥門排至尾礦砂場。通過此工藝後，廢水即達國家允許排放標准。根據環保的要求，斜管沉澱器出水進入清水池，用清水泵打回車間回用，節約用水，並使廢水閉路循環，實現零排放。其工藝流程如圖1。

(二) 混凝沉澱-活性炭吸附-回用工藝

此法是目前國內選廠採用較多的選礦廢水回用方法，通過對不同礦山的選礦廢水試驗研究發現，對同一選礦廢水投入不同葯劑或同一葯劑不同的量，其結果也不一樣。但其共同點如下：

①凝劑效果比較試驗：分別採用聚合硫酸鐵(PFS)、混合氯化鋁(PAC)、明礬作混凝沉澱劑，結果表明，採用明礬作為混凝劑較為經濟合理，其最佳用量一般可控制在30mg/L左右。

②聚丙烯醯胺PAM對混凝效果的影響：PAM的加入，進一步提高了廢水的混凝處理效果，但由於其是有機高分子，導致水中COD值上升.在實踐中，將混凝處理效果的變化和COD值的增加結合考慮，一般採用PAM的投入量0.2mg/L即可。

③沉降時間對廢水的影響：確立混凝後的靜置時間為30min。

④吸附試驗：粉末活性炭的用量比顆粒活性炭的用量少，基本在其一半的情況下，即可達到相同的效果。同時，由於粉末活性炭易進入精礦，不會在水循環中積累，故選用其做為吸附劑。其最佳用量一般為50～100mg/L。

⑤浮選試驗：廢水經混凝沉澱、活性炭吸附後，可全部回用，且對選礦指標無任何影響。經過明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉澱，然後用粉末活性炭(50～100rag/L)工藝凈化後，出水水質不但達到國家礦山廢水排放標准，而且回用結果表明，經該工藝處理後的廢水，不僅可以全部回用，不影響選礦指標，在選礦過程中還減少了浮選葯劑用量，給企業帶來了相當的經濟效益。同時，由於廢水的回用，使每天的新鮮水用量減少，這對於水資源短缺的我國來說，更具有減少污染、凈化環境的社會意義。該法流程簡單，效果好，具有廣泛的工業應用前景。

(三) 選礦廢水資源化利用綜合方法

專業人士經過大量的水處理試驗和選礦對比試驗綜合研究，總結出一條解決礦山選礦廢水的較好方案。以鉛鋅礦為例，其工藝流程如圖2所示。

由於各種廢水水質不同，在回用處理過程中，調節池起著調節水質、水量的作用。混凝沉澱池可加強混凝劑與廢水的混合，使微細粒子成長，使之變成可通過沉澱除去的懸浮物。反應池用於廢水進一步深化處理，利用消泡劑把廢水中多餘的起泡劑反應掉，削弱對浮選指標的影響。

D. 礦山廢水、廢渣綜合治理現狀

（一）礦山廢水綜合治理現狀

西南地區根據各省資料統計，礦山年排放廢水量為1261254.91×10⁴m³，綜合利用量82230.73×10⁴m³，綜合利用率6.6%。但礦山廢水排放及綜合治理利用情況較復雜。從不同企業來看，一般大中型國有企業多具有較為完善的廢水循環綜合利用的設施，因此綜合治理利用率較高，而私有、小型礦山企業廢水處理及綜合利用很少，多為任意排放。

圖6-1 會東鉛鋅礦露天采場西邊坡變形體整治

1—礦山廢渣；2—長石石英砂岩；3—鈣質砂岩；4—泥質粉砂岩；5—泥岩；6—硅質白雲岩；7—條帶狀白雲岩；8—厚層白雲岩；9—R₂碳質破碎體；10—滑坡體；11—滑坡滑動方向；12—逆斷層；13—性質不明斷層；14—治理工程之一：水泥護；15—治理工程之一：抗滑樁；16—治理工程之一：錨索；17—下寒武統筇竹寺組二段；18—下寒武統筇竹寺組一段；19—下寒武統麥地坪組二段；20—下寒武統麥地坪組一段；21—上震旦統燈影組二段

從不同礦產類型看，金屬礦產以地表露天開采為主，礦坑排水較少，廢水主要來自選礦的尾礦排水。按正規設計，將尾礦庫排水又回到選礦廠循環使用，選礦水是可以循環使用的，綜合治理利用率很高。能源礦山廢水廢液年產出量最多，約為1130129.42×10⁴m³，佔西南地區礦山廢水產出量的88%；而能源礦山多為小企業，廢水廢液綜合治理利用率很低，僅為4.50%。金屬類礦山的廢水、廢液產出量最少，約占總量的9.0%，但金屬礦山國有大中型企業占的比重大，生產工藝較先進，因此其廢水廢液循環綜合利用較好，綜合利用率為30%～50%。其他非金屬礦中以鈣芒硝為主的化工原料非金屬礦產多為井下爆破落礦，水溶抽取，廢水循環使用，因此，廢水廢液的循環綜合利用率較高，大於50%。建材類非金屬礦山用水較少，廢水廢液綜合利用率亦很差，幾乎為零。

西南地區以四川省礦山廢水利用率最高，為19.61%，該省年產礦山廢水量58897.15×10⁴m³，年排放量34226.19×10⁴m³，年處理量8110.44×10⁴m³，年循環利用量11554.45×10⁴m³（表6-6）。

（二）礦山廢渣綜合治理現狀

西南地區礦山廢渣年產量57674.32×10⁴t，年排放量49156.15×10⁴t，累計堆放量332165.50×10⁴t，年綜合利用量為3362.11×10⁴t（重慶881.67×10⁴t、西藏195.22×10⁴t、雲南614.60×10⁴t、四川800.74×10⁴t、貴州869.58×10⁴t），綜合利用率為5.83%。礦山固體廢渣的綜合治理利用較復雜，既與固體廢渣利用價值有關，也與西南地區礦山廢渣綜合利用技術水平和資金投入有關。西南地區能源礦山廢渣綜合利用效率較高，一般在30%以上，如四川為31.85%，貴州為38.37%，重慶為48.94%，雲南較低為20.32%。非金屬礦山廢渣綜合利用率次之，一般為10%以上，如雲南14.52%，重慶31.85%，四川偏低為7.2%。金屬礦山廢渣綜合利用率最低，為1.5%～2.7%。

表6-6 四川省礦山廢水廢液統計 單位：10⁴m³

E. 節約與綜合利用現狀

2.1.1 我國礦產資源節約與綜合利用水平不斷提高

經過近幾十年的努力，我國礦產資源節約與綜合利用領域取得了重要進展。礦產資源法規政策正在完善，礦產資源綜合勘查、綜合評價、資源節約與綜合利用技術水平有了進一步提高。如：煤炭行業大力推廣了無煤柱開采技術、一次采全高的綜合機械化開采技術、矸石轉換採煤技術，小型煤礦推廣了壁式採煤技術；金屬礦山推行無底柱分段崩落采礦技術，加強放礦管理；有色、黃金礦山大量應用膠結充填、尾砂充填，改善淺孔留礦的開采工藝；化工礦山改革了緩傾斜礦體的采礦方法，使資源開采技術指標有了較大進步；攀枝花釩鈦磁鐵礦、白雲鄂博稀土-鐵礦、金川銅鎳多金屬礦等一批大型重點礦床的綜合利用問題得到基本解決或有了重大進步；我國鋼鐵工業利用了大量低品位鐵礦資源，甚至全鐵品位低於10%的超貧磁鐵礦也在我國近兩年的鐵礦開發熱中得到利用，遠低於世界鐵礦平均品位的44%；選礦-拜耳法的工業應用使我國大量鋁硅比小於8的鋁土礦資源獲得利用；黃金堆浸技術大大降低的金礦生產成本，紫金山金礦據此已成為國內最大的黃金生產礦山，最低開采邊界品位已降到0.2克/噸，礦山可利用資源量由探明的5噸多增加到260噸以上，達到國際領先水平；銅、金、鈾等低品位難選冶礦石的地下溶浸和就地浸出亦實現了工業化；粉煤灰、煤矸石的利用取得了突破性進展；很多有用成分在金屬礦和非金屬礦選礦、冶煉、加工過程中得到回收。2005年以來，我國共生、伴生礦產資源實現綜合開發的約佔1/3；黑色金屬礦共生、伴生的30多種有用成分中，有20多種得到了綜合利用；一些有色金屬共生、伴生礦產70%以上的成分得到了綜合利用，50%以上的釩、22%以上的黃金、50%以上的鈀、碲、鎵、銦、鍺等稀有金屬來自於綜合利用；煤礦礦井瓦斯抽放利用率占抽放總量的43%。2007年全國工業固體廢物產生量為175767萬噸，比上年增加16.0%；排放量為1197萬噸，比上年減少8.1%；綜合利用量、貯存量、處置量分別占產生量的62.8%、13.7%、23.5%（環境保護部，2008）。

我國資源開發利用技術裝備水平不斷提高，產業化進程不斷加快。新型高效預處理技術和浮選葯劑的應用，促進了含金銀多金屬礦的綜合回收。爐渣回收和磁選深加工技術的應用，使轉爐鋼渣、電爐爐渣等得到了廣泛的綜合利用；利廢建材設備製造基本實現國產化，全煤矸石生產燒結磚技術裝備已達到國際先進水平；粉煤灰綜合利用向大摻量、高附加值方向發展；燃用煤矸石、煤泥等低熱值燃料發電的循環流化床鍋爐容量最大已達450噸/小時，不僅提高了廢物利用效率和發電效率，也有效地降低了污染物排放。廢舊金屬利用方法取得了新的突破，從以傳統的回爐冶煉為主，轉變為製成各種產品，直接利用的比重明顯提高。

資源節約與綜合利用取得了顯著的經濟、環境和社會效益。資源綜合利用成為許多企業調整結構、提高經濟效益、改善環境、創造就業機會的重要途徑，成為新的經濟增長點。2006年，建材工業固體廢物利用量4.53億噸，2007年固體廢物利用量5.56億噸（環境保護部，2008）。自2000年開始啟動禁止粘土實心磚，推行新型牆體材料，至2006年年底，全國推進牆體材料革新累計綜合利用固體廢棄物達11億噸，節約土地180多萬畝，節約能源9600萬噸標准煤，減排二氧化碳近2億噸，二氧化硫150萬噸，環境效益顯著（中國建築材料聯合會，2008）。燃用煤矸石發電也發展迅速，安排數萬人就業。金川有色金屬公司依靠科技進步，通過加強礦產資源的綜合利用，使鎳產量增長了4.1倍，伴生銅和鈷冶煉回收率達88%，鉑、鈀、金的冶煉回收率達70%。僅僅通過開展資源綜合利用所取得的經濟效益就高達25億元，為同期利稅的44.5%。另外，攀枝花鋼鐵公司、包頭鋼鐵公司、大冶鐵礦等礦山企業的實踐，都證明了開展礦產資源節約與綜合利用取得了顯著的經濟和社會效益，促進了生態建設和環境保護，推動了礦產資源節約利用和循環經濟的發展，也是礦山生存和發展的需要。

2.1.2 我國礦產資源節約綜合開發利用與世界先進水平相比有較大差距

當前，我國大多數礦山企業尚未從根本上擺脫粗放的經營方式，礦產品結構不合理，技術裝備落後，能源、原材料消耗高，資源浪費大，綜合利用率低。據統計，目前我國礦山企業的能源、原材料消耗比國外先進水平高30%～90%，大量可綜合利用的礦產資源作為「廢棄物」白白丟棄，未得到充分利用，每年產生的可利用而未被利用的工業固體廢棄物資源價值，已超過250億元。實際上，資源消耗高、浪費大、利用率低是造成礦山企業成本上升、經濟效益低下的重要原因之一。在礦產資源開發利用過程中，由於技術、條件、管理、意識，特別是企業單純追求經濟效益等多方面原因，在礦產資源的開采、選礦、冶煉等過程中回收率低下，浪費嚴重，使我國資源短缺和緊張的矛盾更加突出。我國黑色冶金礦山的共生、伴生資源綜合利用率不到20%，有色金屬礦產資源綜合利用率約為30%～35%，而國外先進水平在50%以上；我國有色金屬冶煉企業的資源綜合利用率只有40%～60%，資源中還有多種有價伴生元素沒有得到充分回收利用，而國外有色金屬冶煉企業的資源綜合利用率達90%以上（陳曉紅等，2006）。我國非金屬礦山中小企業佔90%以上，技術裝備水平低，大多依靠采富棄貧維持生產利潤，采礦回採率和選礦回收率處於相當低的水平，最低的僅20%～30%。我國煤炭資源綜合回收率僅約30%，與美國煤炭井工回採率的50%相比，1980～2000年煤炭開采20年煤炭資源浪費280億噸。現有我國注水開發的老油田預測平均水驅採收率只有32.7%，陸上稠油油田蒸汽吞吐技術採收率僅為15%左右，油藏開採的採收率，從10%～75%不等，多為30%～50%，平均接近40%；氣藏開採的採收率多為50%～75%，平均65%左右。根據中國有色金屬工業協會統計，我國主要大中型規模礦山銅、鋁、鉛鋅、鎳、錫、銻、鎢、鉬采礦回採率、選礦回收率多在90%左右。但這些統計數據只能反映部分實際情況。當前我國許多中小型礦山並未加入協會。不少礦山對上報諸如開採回採率之類的報表積極性不高，除國有等大型礦山和規模較大礦山企業數據較規范外，數量眾多的中小型礦山企業開采台賬本身就不完備，許多根本拿不出相關數據，填報的數據很多也是「神仙」數字，准確性無從談起。這部分數據不準不是抽查、現場調查所能解決的。

據調查了解，目前我國對列入儲量表的共生、伴生礦產進行較好開發的礦山只佔1/3，大部分共生、伴生資源被丟棄，更加劇了緊缺資源儲量的減少，降低了資源保障程度。另外，在一些地區，亂采濫挖、采富棄貧現象還比較嚴重，造成對資源的嚴重破壞與浪費；礦山尾礦、矸石、廢石等固體廢棄物、礦山廢水和廢氣排放，造成礦山環境污染和破壞，不少礦山未得到處理的「三廢」自然排放引發出嚴重的環境問題；有些重要多金屬礦床，在資源綜合利用關鍵技術尚未獲得根本性解決之前，礦山就倉促上馬，導致寶貴資源的嚴重浪費。

F. 廢水、廢液治理

黑龍江省礦山廢水、廢液年產出量為85194.87萬立方米，主要以能源礦產礦坑廢水為主，其中礦坑廢水為84737.96萬立方米，占排放總量的99.46%；選礦廢水（液）為110.4萬立方米，占排放總量的0.13%；洗煤水為343萬立方米，占排放總量的0.4%；堆侵廢水3.5萬立方米，占排放總量的0.004%。從廢水產出的礦類上看，主要以能源礦產為主，年產出量為84866.67萬立方米，占排放總量的99.61%，貴金屬生產排放為224.17萬立方米，占排出總量的0.26%。2002年全省礦山廢水、廢液年綜合利用量為2938.67萬立方米，綜合利用率為3.44%。其中：礦坑排水的綜合利用量為2442.6萬立方米，綜合利用率為2.88%，占綜合利用總量的83.11%；選礦廢水綜合利量為46.53萬立方米，綜合利用率為42.14%，占總利用量的1.58%；洗煤水的綜合利用率達100%。從礦類上看，能源礦產綜合利用量為2868萬立方米，綜合利用率為3.37%，占總利用量的97.59%；貴金屬利用量為 68.3萬立方米，綜合利用率為30.46%，占綜合利用總量的2.32%。

從地域分布上看，礦山廢水、廢液主要分布在「四大煤城」，其廢水、廢液的排放量佔全省排放量的99.43%，且主要為礦坑水。具體情況如表4-32所示。「四大煤城」礦山廢水、廢液的綜合利用量為2903.91萬立方米，占綜合利用總量的98.81%。

總體上看，黑龍江省礦山廢水，廢液的綜合利用率並不是很高。主要利用水質相對較好的礦坑水，而其他金屬礦山的廢水、廢液中大部分含有銅、鉛、鋅、砷、硫等重金屬，絕大部分礦山都是將排放的廢水經尾礦庫或沉澱池及處理廠進行生化處理後排放在附近的河流或以明渠排放，僅有極少部分企業綜合利用較好，如賓縣的松江銅礦建設了廢水綜合利用循環系統，廢水利用率可達到90%以上。