磷矿废水处理技术研究及其环境效益分析

磷矿废水处理技术研究及其环境效益分析

杨普

四川发展天盛矿业有限公司 四川省凉山彝族自治州雷波县 616550

摘要：因选矿废水排放量较大，且废水中含有较多重金属离子和选矿药剂，随意排放废水将会对环境造成严重污染。因此，科学利用废水，采取有效的回用技术至关重要。每年我国所排放的工业废水总量中有10分之1为选矿废水，处理率在4.23％左右，采用混凝沉淀法、吸附法、化学氧化法、生物膜法等措施完成选矿废水的处理与回用，从而降低水生态污染。

关键词：磷矿选矿；废水处理；废水回用技术

引言：一直以来，我国磷矿资源十分丰富，但我国现有的资源多为贫质胶磷矿，在选矿时对磨矿细度要求较高，且浮选药耗大，废水中含有多种固体悬浮物与药剂，其中的COD、总磷污染严重超出排放标准，废水排入水体后将会给周围水域带来污染危害。因此，有必要针对磷矿选矿废水进行有效处理。

.

磷矿废水的成分及危害分析

.

磷矿废水多来源于选矿过程，污染物质成分如下：（1）有机污染物磷矿废水中存在较多残留的有机悬浮药剂和抑制剂。抑制剂有S711和Ssos，捕收剂有脂肪酸和皂类物质。（2）无机污染物内包含铜、铁、锰等有害金属，以及氟化物、硫化物、分散剂水玻璃。（3）磷矿选矿期间，固体悬浮物内含有大量碱性物质，SS浓度在15000mg/L以上[1]。

由于磷矿石具有多样性特征，所以磷矿废水也会呈现出复杂性特点，磷矿反浮选作为矿选的重要工艺，通常需要在酸性条件下进行，废水的酸碱值在7以内，直接排入水体后pH值有所改变，不仅抑制微生物正常生长，同时也会影响水体自净功能的提升。磷矿废水在没有经过处理后直接排入水体，将会对水域造成污染，多数矿山企业会建立在郊区，周围有较多农田，会因水污染而引发环境问题，有毒有害物质将通过食物链全部富集到人体中。高碱性磷矿废水内的固体悬浮物不仅给设备带来腐蚀性影响，同时产生的沉淀污泥将会堵塞管道，造成二次污染问题。对此，实现工业废水的循环利用至关重要。

.

磷矿选矿废水处理与回用技术应用

.

2.1混凝沉淀法

该方法是当前比较常见的选矿废水处理方法，以选矿废水中的矿物颗粒为对象，还能处理水中重金属离子。混凝沉淀期间，在废水内加入混凝剂与助凝剂，可选择无机类聚合氯化铝与有机类高分子，选择助凝剂时一般首选聚丙烯酰胺。混凝沉淀工艺的应用需科学确定混凝剂用量、混凝pH值以及沉淀时间等参数，以此保证最佳处理效果。选择三氯化铁为混凝剂，设定pH值为7.5，三氯化铁的用量控制在986.67mg/L，经过25分钟的反应时间，反应之后静置60分钟，此时砷的去除率高达99.14％，以满足污水排放标准。但混凝沉淀法在应用期间也有所不足，残余的混凝剂会引发有机污染问题，对不同选矿废水进行处理时，有必要确定混凝工艺的使用条件[2]。

2.2吸附法

吸附法主要是依靠固体吸附剂的化学与物理吸附性能，将废水中的污染物高效去除，常见的吸附剂主要有材料和生物吸附剂两种，比如活性炭、膨润土等。有研究人员使用粉煤灰为吸附剂，粉煤灰可以处理含有Hg的废水，去除率在95％以上。此外，粉煤灰可以去除废水中的Cu2+，25℃下，经过30分钟的处理后，去除率在98.2％左右。将混凝沉淀法与吸附法结合应用，对选矿废水净化处理，经过混凝沉淀后的废水中，铅离子浓度下降，但浮选药剂依然存在，此时可采用活性炭吸附处理方法，降低废水当中的COD浓度和铅离子浓度。

2.3化学氧化法

采用氧化剂对废水中的污染物氧化分解处理，将有机污染物氧化为容易分解的物质，最终分解反应为二氧化碳，降低COD含量。应用H2O2和O3氧化剂，可以有效去除废水中残留的药剂。应用次氯酸钠法处理选矿废水，pH值设置为4，加入100g/L的NaCLO，经过30分钟的反应时间处理废水，使COD处理效果达到最佳。优化混凝沉淀、氧化、曝气以及吸附工艺，将磷矿选矿废水中的重金属离子与选矿药剂混凝沉淀去除，再应用CL02氧化处理废水，将水中的COD成分去除，再采用曝气的方式去除剩余污染物，经过处理后的废水不仅无色无味，也能够循环利用。

2.4化学沉淀法

向选矿废水内加入化学物质，使化学物质与废水中的污染物产生化学反应，最终生成无法与水相溶的沉淀物，达到污染物分离的目的。一般情况下，化学沉淀法用于对含有铜、铅、汞、硫等有毒物质的废水处理，在废水中加入氢氧化物和硫化物，经过物质反应形成金属盐沉淀，成功去除金属离子。再向废水内加入钡盐，产生铬酸盐沉淀。废水中加入石灰可产生氟化钙沉淀，废水中加入石灰去除氟化物。与其他方式相比，化学沉淀法使用起来更加简单，且设备投资成本较低，操作更加方便，但是需要应用大量沉淀剂，还需提前对废浆进行固液分离处理，整体处理成本偏高。

2.5生物膜法

依据实验情况，采用絮凝沉淀、生化降解相结合的方法处理磷矿选矿废水。生物膜法在应用期间会经历以下三个阶段：

（1）絮凝沉淀阶段。该阶段的目的在于去除废水中的固体SS和Ca。将大颗粒固体去除之后，废水才可以进入水处理系统，但尾矿浓密机无法脱除小颗粒的固体，因此需要采用絮凝沉淀的方法降低固体含量。

（2）生化降解阶段，该阶段包含厌氧段与好氧段两部分。作为细菌的重要载体，生物调料属于一种较轻且多孔的材料，主要分为硬性和软性两种，其中厌氧段为软心填料，好氧段为硬性填料，不管是好氧菌或是厌氧菌，都需要附着在填料上，再分解有机物，但是水体中和反应器的底部会存在游离性细菌，使反应器形成相对平衡的正态系统。厌氧段可以用来隔绝氧气，使细菌的生长环境利于产生厌氧菌，并在软性填料中附着，厌氧菌适合弱酸性生长环境，水流内的大分子吸附在填料上，同时对其酸化水讲解，难以分解的大分子将会被厌氧菌划分为易于分解的小分子、二氧化碳、水，随后小分子将会随水流发展到好氧段。好氧段细菌可以将小分子分解为水和二氧化碳，曝气管为好氧菌带来足够的氧气，填料的表层和内部分别为好氧菌与厌氧菌，厌氧段没有被分解的大分子将会吸附于填料内完成酸化水解，从而形成微循环。

（3）臭氧氧化阶段。可以说臭氧就是氧化性能较强的物质，这是废水处理需经历的最后阶段，能够以生化降解为基础破坏废水有机物分子结构，降低有机物的起泡能力，进而达到废水的回用效果。

2.6电化学法

使用电化学法处理磷矿废水时，常用到的有普通电化学法和电解浮上法两种。其中普通电化学法就是在利用废水内的悬浮颗粒物表面吸附层的电位，用平板电极与外加电场相同，改变吸附层电荷离子的浓度，加快颗粒物的沉降速度，从而达到有效的固液分离方法。优化装置设计方法，以有机玻璃为电解槽，将铁和不锈钢材料分别作为阳极与阴极材料，对磷矿废水处理，处理后的水还能够回收利用。电解浮上法主要是应用电解槽的阳极，使其在溶解中形成氢氧化物，絮凝废水中的杂质，阳极与阴极处产生大量气泡，使絮凝物上浮到水面。

总结：总而言之，采用不同的磷矿选矿废水处理方式，经过处理后将达到排放标准的水再次用于生产，从而简化处理工艺，利用废水中的残余药剂，减少成本消耗。综合利用混凝沉淀法和化学处理方法，提高磷矿选矿废水的处理效率，使废水处理与回用技术应用水平不断提升。

参考文献：

[1]付凯. 磷矿选矿废水中有机药剂的脱除研究[D].贵州大学,2019.

[2]黄志亮,张战利.磷矿浮选废水处理工艺及研究进展[J].化工矿物与加工,2018,47(08):62-64+70.