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西藏某铜钼矿选矿废水净化处理与回用研究

文档作者：达娃卓玛，孙春宝，李国栋文档来源：北京科技大学土木与环境工程学院		点击数：	更新时间： 2025年05月27日
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第３７ 卷第２ 期
２０１５ 年４ 月
甘　肃　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１５
文章编号：１６７２-４４６１（２０１５）０２-０００４-０４
西藏某铜钼矿选矿废水净化处理与回用研究
达娃卓玛，孙春宝，李国栋
（北京科技大学土木与环境工程学院，北京　１０００８３）
摘　要：西藏某铜钼矿，由于矿石中存在大量易泥化的脉石矿物，在碎磨过程中产生大量的次生矿泥，导致选矿废
水存在难以沉淀的微细粒级矿物颗粒，且残存大量的浮选药剂，导致在铜钼混合浮选阶段混合精选效率较低、现场
不易操作等不利影响。通过使用絮凝剂来沉淀微细粒级矿物颗粒，利用高原特有的强烈的紫外线暴晒条件降低
ＣＯＤ， 经过处理后的废水回用于铜钼混合浮选试验，闭路试验结果表明经处理后的废水净化效果较好，回用对浮选
指标的影响较小。
关键词：铜钼矿；废水回用；絮凝沉淀；紫外线降解
中图分类号：ＴＤ９２６．５　　　　　　文献标识码：Ａ
Study on the Purification and Recycling of Dressing Wastewater
from A Tibet Cu-Mo Mine
ＤＡＷＡ Ｚｈｕｏ-ｍａ，ＳＵＮ Ｃｈｕｎ-ｂａｏ，ＬＩ Ｇｕｏ-ｄｏｎｇ （Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ａ Ｔｉｂｅｔ Ｃｕ-Ｍｏ ｍｉｎｅ ｈｏｓｔｓ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅａｓｙ ｐｒｏｎｅ-ａｒｇｉｌｌａｔｉｏｎ ｇａｎｇｕｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｐｒｏｄｕｃｅｓ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｓｌｕｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ-ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｇｒａｉｎｓ ｆｒｏｍ ｄｒｅｓｓｉｎｇ
ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｒｄ ｔｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｍｎａｎｔｓ ｏｆ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ
ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｓ ｔｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ-ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ＵＶ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ
ＣＯＤ．Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｌｏｓｅｄ-ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ
ｇｏｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｓ ｓｍａｌｌ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ．
Ke y Words： Ｃｕ-Ｍｏ ｍｉｎｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅ；ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ；ＵＶ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
1　引言
西藏某铜钼矿山地处青藏高原，现有选矿厂日
处理量为６０００ ｔ，选厂铜钼混合浮选流程为两次粗
选、三次精选及两次扫选。由于处理的矿石存在大
量脉石细泥与微细粒次生铜，在碎磨过程中易产生
大量的次生矿泥，导致在回用的废水中存在大量的
微细粒级矿物颗粒，且在铜钼混合浮选过程中添加
大量的浮选药剂丁胺黑药和松醇油，亦大量残存于
废水中。如果废水不经过处理，大量矿泥颗粒物在
流程中的恶性循环以及残余的浮选药剂，将导致浮
选过程泡沫发粘，易发生跑槽现象，浮选工人难以操
作，且铜钼混合精选效率较低。本研究主要针对该
铜钼混合浮选废水的特点，一方面，利用自然沉淀及
添加絮凝剂的方式来降低废水中的固体悬浮物，另
一方面，利用高原特有的强烈紫外线暴晒条件降低
ＣＯＤ，从而降低废水回用对浮选指标以及现场操作
的不利影响。
2　水样、药剂及仪器设备
2．1　水样
现场铜钼混合浮选废水主要来自铜钼混浮选阶
段尾矿的浓密机溢流水，该部分废水水量为２ ８３４
ｍ ３ ／ｄ。选矿废水含有多种无机及有机药剂，残余药
剂浓度高，含重金属离子和化合物、悬浮物等，ｐＨ 值
高，该浓密机溢流水特性如表１ 所示。本研究试验
用水均采用现场尾矿沉降１５ ｍｉｎ 后上层澄清部分。
表1　废水特性
样品名称ｐＨ ＣＯＤ
／（ｍｇ／Ｌ）
ＳＳ
／（ｍｇ／Ｌ） ＮＨ３-Ｎ Ｃｕ ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
Ｐｂ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
Ｚｎ２＋
／（ｍｇ／Ｌ）
６０ ｍ 浓密机溢流 ７ １０１ １９０ １．３ ——— ０．１８１８ ０ ０．６３３ 　　注：ＣＯＤ 为快速消解分光光度法测定化学耗氧量。
　　由表１ 数据可知，现场尾矿浓密机溢流水ＳＳ 及
ＣＯＤ 较高，说明该尾矿回水固体悬浮物含量较高，
回用于混合浮选，固体悬浮物将包裹在矿物表面，使
得矿物对药剂的吸附量发生变化，将提高或降低精
矿的品位和回收率，若其中含有胶体物质，可能会使
矿浆黏度变大，影响浮选效果；而残余药剂量大可能
会使浮选效率降低［ １］ 。2．2　仪器和设备
ＰＨＳ-３Ｃ ｐＨ 计，ＸＪＴ 多功能搅拌器，ＤＲ２７００ 分
光光度计，ＸＦＤ 系列浮选机，锥形球磨机（ＸＭＱ-２４０
倡９０），ＡＣＳ-６ 电子称，ＹＰ１０２Ｎ 电子天平。
3　废水净化试验结果与讨论
3．1　自然净化试验
选矿废水暴露于自然环境中时，其中的浮选药
剂（ＣＯＤ） 和微细矿物颗粒（ＳＳ） 会不同程度的降
解［２］ ，因此应该首先考虑废水的自然净化。取１０００
ｍＬ 废水置于烧杯中，暴露于空气中且置于室内，每
隔不同的时间段，取少量上清液进行分析，试验结果
见图１ 所示。
图１　自然条件下废水自净试验结果
　　由图１ 结果可知，经过３６ ｈ 的沉降后ＳＳ 的去
除率不到５０％，ＣＯＤ 去除率为３０．３％。通过试验现
象可知自然条件下废水很难自然澄清，废水沉降性
能较差，因此考虑添加絮凝剂来加速ＳＳ 的去除。3．2　絮凝剂选择及用量试验
⑴絮凝剂种类试验。考察不同絮凝剂对尾矿沉
降效果的影响，分别取１０００ ｍＬ 水样于烧杯中，分别
添加石灰、可溶性淀粉、聚丙烯酰胺及羧甲基纤维素
钠各２０ ｍｇ／Ｌ，然后定量加入凝聚剂，同时用搅拌器
在一定转速下搅拌一定时间，搅拌完后水样沉淀１５
ｍｉｎ，利用虹吸法每隔不同的时间取少量上层清液，
测其ＳＳ 含量。试验结果如图２ 所示。
图２　絮凝剂种类对净化效果的影响
　　由图２ 可知，石灰和可溶性淀粉均对尾矿废水
的沉降起抑制作用，而聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素
钠对尾矿废水沉降显现出了明显的促进作用。聚丙
烯酰胺的效果优于羧甲基纤维素钠，因此需确定聚
丙烯酰胺的最佳用量。
⑵聚丙烯酰胺用量试验。考察不同聚丙烯酰胺
用量对尾矿沉降效果的影响，分别取１０００ ｍＬ 水样
于烧杯中，分别添加聚丙烯酰胺各１０ ｍｇ／Ｌ、２０ ｍｇ／
Ｌ、３０ ｍｇ／Ｌ、４０ ｍｇ／Ｌ，用搅拌器在一定转速下搅拌
一定时间，搅拌完后水样沉淀１５ ｍｉｎ，利用虹吸法每
隔不同的时间取少量上层清液，测其ＳＳ 含量，试验
结果如图３ 所示。
图３　聚丙烯酰胺用量对净化效果的影响
　　由图３ 可知，８ ｈ 后尾矿废水的上清液ＳＳ 含量，
随着聚丙烯酰胺的用量增加而逐渐减少，而当聚丙
烯酰胺用量为３０ ｍｇ／Ｌ 时ＳＳ 含量最低为５７ ｍｇ／Ｌ。3．3　pH 对净化效果的影响
用１０ ｍｏｌ／Ｌ 的Ｈ２ ＳＯ４以及８ ｍｏｌ／Ｌ 的ＮａＯＨ 调
节已添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ 水样的ｐＨ 值，考察
第２ 期　　　　　　　　　　达娃卓玛，等：西藏某铜钼矿选矿废水净化处理与回用研究　　　 ５
不同ｐＨ 值对铜钼混合浮选废水沉降效果的影响，
试验结果如图４ 所示。试验数值为沉降８ ｈ 后上清
液ＳＳ 含量。
图４　ｐＨ 对混凝效果影响结果
　　由图４ 可知，矿浆ｐＨ 值为１０ 最好，考虑到浮
选产生的尾矿浆ｐＨ 为７～８，为不影响浮选，因此对
此废水的ｐＨ 不进行调节。3．4　沉淀时间对净化效果的影响
在添加絮凝剂聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ，且ｐＨ 在７
～８之间，对该废水进行沉降试验（图５）。
图５　沉淀时间对净化效果的影响
　　由图５ 可知，在此条件下ＳＳ 的去除效果较明
显，而对ＣＯＤ 的去除效果不明显，因此利用高原特
有的强烈紫外线照射来加强ＣＯＤ 的降解效率。
3．5　暴晒时间对净化效果的影响
废水中固含量在自降的情况下，３６ ｈ 去除率只
能达到５０％，通过添加聚丙烯酰胺３０ ｇ／ｔ，８ ｈ 去除
率即可达到５０％。而ＣＯＤ 在自然条件下仅可去除
２０％，因此考虑通过高原紫外线暴晒降低ＣＯＤ 含
量。由某文献可知，在其他条件相同的情况下，受紫
外线照射者比受可见光照射者的黄药降解要快。由
现场流程可知［３］ ，该废水中残留的药剂为丁基黄
药、丁胺黑药以及松醇油。
在废水中添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ，用搅拌器
在一定转速下搅拌一定时间，并且调整ｐＨ 值于７～
８，搅拌完后水样沉淀１５ ｍｉｎ，置于阳光下暴晒，利用
虹吸法每隔不同的时间段取少量上层清液，ＣＯＤ 及
ＳＳ 变化如图６ 所示。
图６　暴晒时间对ＣＯＤＣＲ 去除效果的影响
　　可知经过阳光暴晒１２ ｈ 后ＣＯＤ 去除率达到
５０％，２４ ｈＣＯＤ 去除率达６３％，３６ ｈ 去除率达７８．
６％。考虑现场日照最长为每天１１ ｈ，因此确定最佳
暴晒时间为８～１２ ｈ。
4　废水回用试验
将以上最佳条件处理的废水、未处理的回水以
及清水回用于如图７ 的闭路流程，试验原矿多元素
分析如表２ 所示，试验结果如表３ 所示。
表２　闭路试验样多元素分析
元素Ｃｕ Ｐｂ Ｚｎ Ａｕ倡Ａｇ倡Ｍｏ
含量／％ ０．９８ ０．６６ ０．２６ ０．３２ ３０．７１ ０．０２８ 　　注：倡单位为ｇ／ｔ。
图７　闭路试验流程
　　由表３ 数据可知，在ｐＨ 为７～８ 的情况下，在尾
矿废水中添加聚丙烯酰胺３０ ｍｇ／Ｌ 并且置于自然光
下沉降暴晒１２ ｈ 后回用于闭路浮选流程，得到的精
矿较之于清水闭路流程在保证Ｃｕ 回收率的前提下
提高了Ｍｏ 的回收率；而较之于未净化废水的闭路
流程，在保证Ｃｕ、Ｍｏ 回收率的前提下，可以提高混
合精矿中Ｃｕ、Ｍｏ 的品位。说明该废水处理方法净
化效果较好，有利于现场浮选。
６ 　　　　　　　　　甘　肃　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３７ 卷
表3　不同条件下废水回用闭路试验结果
编号产物名称产率／％ 品位／％ 回收率／％
Ｃｕ Ｍｏ Ｃｕ Ｍｏ
混合精矿 ４．３６ ２１．５２ ０．６０ ９４．２４ ８７．２５ 未净化废水 尾矿 ９５．６４ ０．０６ ０．００４ ５．７６ １２．７５ 原矿 １００．００ ０．９９ ０．０３ １００．００ １００．００ 混合精矿 ３．３５ ２７．８８ ０．８５ ９４．１５ ８７．１０ 清水 尾矿 ９６．６５ ０．０６ ０．００２ ５．８５ １２９．０ 原矿 １００．００ ０．９９ ０．０３ １００．００ １００．００ 混合精矿 ３．７２ ２５．２１ ０．７ ９４．２０ ８７．１１ 净化废水 尾矿 ９６．２８ ０．０６ ０．００４ ５．８０ １２．８９ 原矿 １００．００ １．００ ０．０３ １００．００ １００．００ 5　结语
⑴现场废水固体悬浮物含量（ＳＳ）以及药剂残
余量（ＣＯＤ）较高，回用于铜钼混合浮选易产生泡沫
发粘，现场不易操作的现状。
⑵采用向尾矿废水中添加絮凝剂降低固体悬浮
物含量，同时利用高原阳光具有强烈紫外线的条件，
通过暴晒降低药剂残余量的方法处理尾矿废水，可
以将尾矿废水的ＳＳ 由１９０ ｍｇ／Ｌ 降低到４０ ｍｇ／Ｌ，
ＣＯＤ 由１０１ ｍｇ／Ｌ 降低到５５ ｍｇ／Ｌ。
⑶通过将未处理废水、清水以及处理后的废水
回用于铜钼混合浮选闭路流程，处理后的废水浮选
可在不降低Ｃｕ、Ｍｏ 回收率的前提下，提高混合精矿
中Ｃｕ、Ｍｏ 品位。利用处理后的废水浮选可降低现
场新水补加量，减少了高原缺水的压力。
参考文献：
［１］　李洪帅，刘殿文，宋凯伟，等．选矿废水对浮选的影响
［Ｊ］．２０１２，２１（２）：９４-９６．
［２］　胡　波．复杂多金属硫化矿选矿废水处理与回用工艺
研究［Ｄ］．２０１２．
［３］　翁建浩， 王　睿，黄道玉．选矿废水中残余黄药降解规
律的试验研究［Ｊ］．化工矿物与加工，２００１（５）：１８-２１．
收稿日期：２０１４-１１-２３
作者简介：达娃卓玛（１９９０-），女，北京科技大学在读硕士研究生。
（上接第３ 页）
　　⑶底板充填体厚度及配筋计算。
为确定充填体厚度，将X ＝ξ×h０ 代入Ｍ 式得：
h０ ＝ M
fcm · b· ξ１ －０ ．５ξ
则： x ＝AS · fy
b· fcm
ξ＝ AS · fy
fcm · h０ · b ＝ρ fy
fcm ＝０．１７５
代入得：ｈ０ ＝０．８３３ ｍ
　　h ＝h０ ＋as ＝０．８３３ ｍ
取高强度充填体厚度为０．９ ｍ，则受拉钢筋截面
积：
AS ＝x· b· fcm
fy ＝ h０ １ － １ － ２M
fcm · b· h０ ·
b· fcm
fy ＝１１４０
根据ＡＳ ，即可选用钢筋。
7　结语
钢筋布置方向根据受力情况，遵循以下原则：在
上下分层回采进路平行时，上分层铺设的受力筋应
沿进路跨度方向布置，构造筋沿进路方向布置，当上
下分层回采进路直交时，上分层铺设的受力筋应沿
上分层进路方向布置，构造筋沿跨度方向布置，根据
所得，受拉钢筋截面积和参照类似矿山经验，最终确
定进路假底布置，设计高强度大于２．５ ＭＰａ 的充填
体，高度为１．０ ｍ。
通过对中段衔接部位的分析研究，虽然目前八
中段以上已经进行了第一分层的回采，但是小铁山
铅锌矿目前设计十三个中段，在十三中段以下仍然
有一定的远景储量。因此，中段衔接部位的分析研
究对以后的生产具有一定的指导意义。
参考文献：
［１］　刘可任．充填理论基础［Ｍ］．北京：冶金工业出版社
［Ｍ］．１９８８．１０．
［２］　刘北辰，陆鸿森．弹性力学［Ｍ］．北京：冶金工业出版社
［Ｍ］．１９８９．４．
［３］　北京矿冶研究总院，白银公司小铁山铅锌矿．机械化难
采矿体上向巷道式尾砂胶结充填法试验研究报告［Ｒ］．１９９３．
１０．
［４］　北京矿冶研究总院．小铁山铅锌矿巷道式充填法试验
回采设计［Ｒ］．１９８７．
收稿日期：２０１４-１０-２７
作者简介：王永智（１９６９-），男，教授级高级工程师，毕业于昆明理工
大学。研究方向：计算机在采矿中的应用。
第２ 期　　　　　　　　　　达娃卓玛，等：西藏某铜钼矿选矿废水净化处理与回用研究　　　 ７

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