矿山采场废水应用于硫铁矿选矿试验研究

龚新宇，马秀华，吴小玲，彭 玄

（广东广业云硫矿业有限公司计量检测中心，广东云浮 527300）

矿山采场废水应用于硫铁矿选矿试验研究

龚新宇，马秀华，吴小玲，彭 玄

（广东广业云硫矿业有限公司计量检测中心，广东云浮 527300）

采用硫铁矿矿山采场酸性废水和新水进行了硫铁矿选矿对比试验。试验结果表明，酸性废水可调整矿浆至选矿适宜pH值，选矿指标及后续废水处理均不受影响，可直接用于硫铁矿选矿，为采场酸性废水应用于硫铁矿选矿提供了技术依据。

酸性废水；硫铁矿；选矿

某硫铁矿矿山每年产生约450万m3的矿山废水，目前主要是处理达标后排放，少量用于选矿生产；而选矿每年要消耗大量新水。如果矿山废水能直接用于硫铁矿选矿，可以减少矿山废水总量，节约新水，可以减少调整矿浆pH值加入的硫酸用量，从而减少后续废水处理的石灰用量，废水处理费用将大幅下降，无疑将产生很好的经济效益和环境效益。通过对采场酸性废水进行硫铁矿浮选小型试验，为采场酸性废水的直接用于硫铁矿选矿提供依据。

1 原料性质

1.1 矿石性质

试验所用的矿石取自某沉积、变质热液大型硫铁矿选厂生产线。试样的矿物组成相对较简单，主要金属矿物为黄铁矿，其它金属矿物含量甚少；脉石矿物主要是石英、绿泥石、绢云母等。试样的主要化学成分分析结果见表1，粒度分析结果见表2。

表1 试样化学多元素分析结果%

表2 试样粒度分析结果

由表1可知，矿石中主要化学成分是S、Fe、SiO2等。S含量为31.76%，有色金属元素Cu、Pb、Zn等含量低。由表2可知，试样粒度细，-0.038 mm含量占85.2%。

1.2 废水性质

试验用水为矿山采场废水，是露天采场山前和山后废水处理站的原水，由于矿石开采过程中，矿床中的硫化矿物在空气、水和微生物的作用下，发生溶浸、氧化、水解等一系列物理化学反应，形成了酸性废水［1～3］，经测量其pH值为2.55，其水质分析结果见表3。

表3 采场废水水质分析结果mg／L

2 试验方法及流程

矿石浮选在XFD-63型单槽浮选机中进行小型浮选试验，容积分别为1.5 L、1.0 L、0.5 L。每次矿样用量500 g，力求磨矿细度、矿浆浓度、浮选时间等工艺参数一致。试验分别用采场酸性废水和新水按图1所示的一粗一精一扫的闭路试验流程，进行了5个连续闭路试验，取平衡后的最后三个试验样品进行分析检测并计算硫的回收率，同时考察用采场酸性废水选矿后的尾矿水与用新水选矿后的尾矿水的组分含量的变化情况。

图1 硫浮选试验工艺流程图

3 试验结果与分析

3.1 调浆作业

矿浆的pH值对硫铁矿选矿非常重要，有必要测定pH值随调浆时间的变化情况，模拟现场工艺条件，矿浆浓度为45%，搅拌后测定pH值随时间的变化情况，测定结果如图2所示。

图2 矿浆pH值随时间的变化图

从图2可知，利用废水调浆，在短时间里矿浆的pH值就升高到5.4左右，如果从磨矿作业给入选矿系统，可以很好地解决矿山废水酸性大对设备腐蚀严重的问题。这主要是矿石中含有碱性物质，如氧化钙、氧化镁等，随着矿石中碱性物质与废水中的酸性物质发生反应，矿浆的pH值逐步升高所致。目前该矿山硫铁矿的选矿中加入硫酸调整矿浆pH值，显然，用废水可以不加硫酸，这样能简化操作并降低成本。

3.2 闭路试验

采用废水和新水分别进行了硫浮选闭路试验，试验流程如图1所示，试验结果见表4。

表4 废水和新水进入选矿闭路对比试验结果%

由表4可知，用新水和废水选矿的技术指标非常接近，选矿过程稳定，不存在有害离子干扰浮选过程的现象。

对闭路试验得到的硫精矿产品进行了化学成分检测分析，结果见表5。与硫精矿行业技术指标进行了对比可知，用新水与废水选矿，硫精矿中杂质含量相近，产品质量没有明显差异，质量符合硫精矿产品标准优-Ⅱ［4］。

表5 废水与新水选矿精矿分析结果%

3.3 选矿尾矿废水的成分分析

将新水和矿山废水选矿尾矿放置24 h澄清后，取表层清液进行常规的水质分析，结果见表6。

表6 原矿山废水及尾矿废水水质分析mg／L

表6可看出，原废水经过选矿后，除锰含量增加110%，COD含量增加约30%外，其它有害成分都是成几倍甚至几十倍的下降。锰离子的增量主要是矿石中的锰溶解所致，降锰可通过调整最终尾矿的pH值来解决。COD增加的主要原因是选矿药剂的加入，用新水选矿COD也是增加的，增加数量与废水选矿相当，约100 mg／L。

其它有害物质含量降低可能有两个方面的原因：一是废水中含有一定量的铁离子，在浮选的充气搅拌过程中，易生成羟基铁［FeO（OH）］，即铁黄和氢氧化铁胶体，这类物质善于吸附重金属离子生成沉淀物进入尾矿砂中；二是尾矿本身有一定的吸附作用，这从尾矿废水处理站反馈的数据中得到了证实，有些离子如铊经过选矿及尾矿管道长距离输送后降低了20%～30%。

4 结 语

1.矿山废水直接应用于选矿生产中，可将矿浆调整至合适的pH值，选矿过程及指标均不受影响，硫精矿产品质量符合行业标准，达优-Ⅱ级。

2.废水应用于选矿，减少了用新水选矿新增加的废水量。选矿过程中不加硫酸，选矿后产生的废水有害成分含量降低，后续整个矿山石灰用量减少，废水处理成本无疑是降低了。

［1］ 高中才.硫铁矿床疏干水用于选矿作业的试验研究与实践［J］.化工矿物与加工，2011，（3）：24-27.

［2］ 罗凯，张建国.矿山酸性废水治理研究现状［J］.资源环境与工程，2005，（1）：45-48.

［3］ 张倩.酸性硫铁矿废水处理试验及工程应用研究［D］.西安：长安大学，2008.

［4］ 《选矿手册》编委会.选矿设计手册［M］.北京：冶金工业出版社，1990.

Research on the App lication of Wastewater from Stope in Beneficiation of Pyrite

GONG Xin-yu，MA Xiu-hua，WU Xiao-ling，PENG Xuan
（Calibrating and Measuring Center of Yunliu Guangye Mining Co.，Ltd.，Yunfu 527300，China）

The comparative experiments of the beneficiation of sulfide ore using the acid wastewater and freshwater were carried out.The results show that the proper pH value of the pulp can be adjusted by the acid wastewater，and the beneficiation performance and the following wastewater treatment can not be affected，so the acid wastewater can be directly used in the beneficiation of pyritemine，providing technical basis for the application ofwastewater into beneficiation.

acidic wastewater；pyrite；beneficiation

X751

A

1003-5540（2016）03-0007-02

2016-02-29

龚新宇（1963-），男，高级工程师，主要从事选矿工艺技术及管理工作。