选厂环境保护与治理.docx

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选厂环境保护与治理

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第一节选矿厂废水处理

1.选矿厂的污染源有哪些？

选矿厂的污染源有废水、废气、废渣，其中以废水污染物尤为突出。

选矿药剂、蓄积性毒性物质如汞、铬、镉及重金属等，使总的环境质量形势趋于恶化。

如氰化物外排废水将成为水体的主要污染源；废气的排放对人群、生物群构成直接危害；废渣的堆弃造成生态环境的恶化等。

2.对选矿厂的产物进行检测的目的是什么？

对选冶厂的产物进行试验室检测的目的，是为了确定废物中的哪些组分对环境会造成有害影响。

需要提出的问题是：

（1）在废物中发生化学反应及生化反应的生成物是什么？

（2）废物排放对水质会造成什么影响？

（3）废物及其分解产物对接受废物的环境中动植物的毒性如何？

进行多种检测程序后，可按上述标准将废物归类。

这些检测程序包括酸性外排矿水的检测、金属溶解检测及生物检测。

3.除去氰化物的方法有哪些？

（1）天然分解法：

挥发法；生物分解法；氧化法；光分解法。

（2）氧化法：

碱性氯化法：

氯气法、次氯酸盐法、电解再生法；SO2-空气法；臭氧化法；过氧化氢法；酸化-挥发-再中和-AVR法；吸附法：

硫化亚铁法、离子交换及酸性再生法、离子浮选法；电解法；转型-沉淀法：

变成硫氰酸盐、变成氰亚铁酸盐-氰铁酸盐。

4.碱性氯化法的优、缺点？

碱性氯化法的优点是：

（1）应用非常广泛，有经验可以借鉴；

（2）要处理的进料是碱性的；

（3）反应完全，且速度适当；

（4）毒性金属能除去；

（5）氯容易以不同形式得到；

（6）既容易实现连续操作又适合间歇操作；

（7）基建投资较低；

（8）相对来说有较好的工作可靠性控制；

（9）在氰酸盐允许排放的条件下第一段氧化反应容易被控制。

缺点主要是试剂费用高、氰化物等不能回收，铁和亚铁氰化物通常不能破坏。

5.次氯酸钠除氰原理是什么？

在碱性条件下，NaClO氧化废水中的氰化物可分成两个阶段，首先把氰化物氧化成氰酸盐，再进一步氧化成二氧化碳、氨和氮气。

根据这种分段反应的性质，在处理含氰废水时，把氧化反应控制到完成第一阶段、然后让CNO-水解成C02和NH3（称之为不完全氧化）；而后投入足量的NaClO，使CN-彻底氧化成CO2和N2（称之为完全氧化）。

6.过氧化氢法净化含氰废水的原理是什么？

过氧化氢首先是把氰根氧化为氰酸根，然后氰酸根再水解成碳酸根，其反应式为：

CN-＋H2O2——CNO-＋H2O

CNO-＋2H2O——NH4+＋CO32-

该反应十分迅速。

H2O2与氰反应后不产生任何有害有毒产物。

7.酸化-挥发-再中和法处理含氰废水反应过程是怎样的？

HCN是极易挥发的（沸点26℃），从而容易用空气分离法从溶液中分离出来，尤其在低pH下。

为了促使金属一氰络合物按适用速度解离成HCN，降低pH值是必要的。

该法由酸法、挥发、中和（A·V·R=AVR）三步组成：

①酸化，解离金属氰络合物中的CN，并转化成HCN；②用强烈的空气鼓泡挥发HCN，同时用石灰液反复循环回收放出的HCN；③充气后的酸性贫液再中和除去金属离子（然后，金属沉淀回收，溶液排放）。

这一方法化学过程如下：

酸化Ca（CN）2+H2SO4——CaSO4+2HCN

吸收2HCN+Ca（OH）2——Ca（CN）2+2H2O

8.离子交换法净化回收含氰化物废水的特点是什么？

离子交换法的优点：

①能使氰化物和重金属降到很低水平；②能回收氰化物和金属；③可以除去硫氢酸盐。

其缺点：

①解吸的硫酸用量大；②HCN气体是危险的，必须小心密封；③树脂床有可能被金属沉淀物堵塞；④投资费用相对高些。

9.处理含氰废水还有哪些其它方法？

（l）活性炭吸附催化氧化法处理含氰废水，是近年来研究的新方法。

处理废水的成本低，在处理废水中氰化物的同时，可以回收金等有价金属，做到了综合回收、效益显著，为从纯消耗转变为盈利性污水处理开辟了一条新途径。

其处理后的废水，其中Cu、Pb、Zn、Cl等杂质含量较少，尾矿坝外排水完全可以循环使用，达到“零排放”的良好效果。

既可以节省用新鲜水的费用，又可以免缴污水排放费，解决了用水紧张的问题。

（2）管道曝气法是酸化法处理含氰废水二次处理的好方法之一。

还可以增加NaCN的回收率，并可以使废水达标排放。

（3）自然净化法是将废水不经人工处理而直接排到尾矿坝的一种常规方法，经自然净化后，废水完全返回循环使用。

此方法使用需慎重。

废水返回不能产生恶性循环。

要求尾矿坝不能渗漏、污染地下水和地表水，距离水源养殖区和自然保护区要远。

该方法虽然省钱简单，但危险性大，一旦渗漏和跑水，后果非常严重。

若没有安全和防护措施，不宜采

（4）酸化法、氯化法和自然净化法联合流程。

第一步用酸化法回收氰、降低废水处理成本。

第二步用氯化法处理废水中剩余的氰；最后经尾矿坝自然净化，可以达到高含氰低排放的良好效果，对于要求废水排放指标很严的地方适合采用此方法。

但该流程比较复杂，成本投资比较高。

10.氰化物是怎样使人中毒的？

氰及化合物的毒性主要来自氰根，它通过呼吸道、消化道及皮肤等进入人体，产生氰化氢，抑制细胞色素氧化酶，使之不能吸收血液中的溶解氧，造成神经机能麻痹，最后导致人体内部组织急速缺氧而窒息死亡。

氰化物属剧毒。

口服0.1g氰化钠或0.12g氰化钾或0.05g氢氰酸，瞬间可致人死亡。

若吸人0.02～0.5mg/L的氰化氢气体时，呼吸道被麻痹；若吸入0.3mg/L的氰化氢气体，在2～3min内即可致人死亡。

11.氰化物中毒有哪些症状？

人被氰化物中毒后的症状大体分三个阶段。

（1）轻微症状阶段：

此时出现有恶心、呕吐、便溺等现象，口感有杏仁苦味，呼吸稍快、头部充血、有头昏感。

（2）呼吸困难阶段：

此时患者出现耳鸣、震颤、全身乏力、呼吸困难、眼球突出、痉挛、麻痹、角弓反张等现象。

（3）麻痹阶段：

此时患者大小便失禁，条件反射消失，肚肠泻空、高度角弓反张以致死亡。

12.氰化物中毒后应采取哪些措施？

发现氰化物中毒，应马上采取以下急救措施：

促使所有人员在2.5min之内撤离现场，到空气新鲜的地方；对中毒较重者，要及时吸入亚硝酸戊醋，然后注射1％的亚甲蓝加25％～50％的葡萄糖25～30mL，注射30％的硫代硫酸钠30～40mL，注射强心剂、兴奋剂，进行人工呼吸；经30～40min后，再进行一次药物处理，其用药量按上述药量的1/2即可；对恢复知觉的患者，要及时口服1:

5000高锰酸钾溶液或过氧化氢溶液，或2％小苏打溶液、或2％硫代硫酸钠溶液500mL洗胃、直至患者呕吐。

13.处理含汞废水的方法有哪些？

（1）还原法：

硼酸钠还原法、金属还原法；

（2）硫化法处理含汞废水；（3）静态吸附法处理含汞废水；（4）溶剂萃取法处理含汞废水；（5）凝聚沉淀法处理含汞废水。

14.处理含砷废水的方法有哪些？

（1）石灰法；

（2）石灰-铁盐法；（3）硫化法；（4）软锰矿法；（5）综合回收法；（6）磷酸盐法；（7）活性炭、活性铝吸附法；（8）反渗透法；（9）离子交换法。

15.处理含浮选药剂废水的化学方法有哪些？

化学法处理含浮选药剂废水的方法有五种。

（1）氧化分解：

采用的氧化剂

液氯、漂白粉、次氯酸钠等进行氧化分解。

其作用是：

“活性氯”破坏废水中的黄药，使之被氧化成无毒的硫酸盐，处理时pH以7～8.5为宜。

处理效果好坏，主要取决于试剂用量的掌握适当。

投药量太少，处理不完全；投药量过多，净化液中有“活性氯”存在。

（2）臭氧化法

处理黄药效果较好，而且无“活性氯”存在。

但电耗大，至今未能广泛用于生产。

（3）电解法

用白金作电极，直流电压为0.5V，电流为40mA进行电解（分解黄药）。

（4）置换回收法

向含有黄药、并有重金属生成氢氧化物沉淀的废水中，在控制pH值条件下加入硫化钠，可将黄药置换出来加以回收利用。

（5）酸化或碱化法

在尾矿库入口废水中投加硫酸（按100～200mg/L），可破坏选矿废水中黄药，使其出水水质达到国家排放要求《地面水三级排放标准》。

也可在尾矿库中投加石灰，随金属氢氧化物沉淀而吸附浮选药剂一起带入库底淤泥中。

16.处理含浮选药剂废水的物理方法有哪些？

（1）曝气法

含浮选药剂废水于尾矿库贮存停留一段时间，经过曝气处理，可使浮选药剂含量大大降低。

（2）紫外线照射法

利用250～550nm紫外线照射，可破坏废水中浮选药剂达到净化的要求。

17.处理含浮选药剂废水的物理化学方法有哪些？

（1）吸附法

吸附剂采用活性炭、炉渣、高岭土等。

如高岭土20g/L时，丁基黄药去除率达89％松节油去除率达80％。

（2）凝聚法

向含有浮选药剂的废水中投加凝聚剂，废水中的金属和浮选药剂则能凝聚而沉淀。

（3）离子交换法

对含黄药的废水经沉淀、过滤、中和后通过AB-17型树脂或阳离子树脂，可除去废水中的黄药。

18.含重金属酸性废水的处理方法有哪些？

（1）中和法处理含重金属酸性废水

（2）硫酸亚铁法处理含重金属酸性废水

利用亚铁盐除去废水中的金属，废水与铁化合物混合，然后加入碱进行中和，用空气氧化以完成反应。

结果产生出铁盐沉淀物、氢氧化物沉淀物的络合盐和重金属，经过滤并用磁力使沉淀物从溶液中分离出来。

（3）反渗透法处理含重金属酸性废水

最近国外有成功地用反渗透法用于处理矿山含重金属酸性废水。

重金属：

Cu、Pb、Zn、Ni、Cd等去除率达98％以上，pH值在7左右。

（4）处理含重金属酸性废水的其他方法

其他方法还包括：

离子交换法、充电隔膜超滤法、电渗析法、电解沉积法、活性炭合成的聚合吸附剂法（特别适用于除去络合重金属），氢硼化钠还原法和美国最近推出的所采用一种淀粉黄酸盐药剂均是处理矿山含重金属酸性废水的方法。

19.处理含重金属酸性废水的石灰中和法有哪几种？

石灰中和法一般有一次中和法、二次中和法和三次中和法：

（1）一次中和法

这种一次中和法目前国内采用的较多。

优点是设备较少，操作方便；缺点是加药量难以控制，处理效果较差。

最好用pH值自控加药量。

（2）二次中和法

这种方法一般适用于pH值很低，含二价铁盐较多的酸性废水。

二次中和法的优点是石灰乳分两次加入，pH值容易控制，一次中和槽控制pH值为4～5，二次中和槽pH值控制在6.5～8.5；废水中二价铁盐与石灰乳反应后，生成Fe（OH）2。

再经曝气，氧化生成Fe（OH）3，易于沉淀析出，出水水质可达到排放标准。

缺点是设备较多，基建投资大。

（3）三次中和法

这种方法多用于pH值较低，变化较大，含有多种金属离子的酸性废水。

为了使废水中的金属离子能沉淀出来，在一次中和槽将pH值调节在7～9，在二次中和槽中pH值调节至9.5～11。

经沉淀分离后，再在三次中和槽中调节pH值在6.5～8.5，达到排放标准后外排。

第二节选矿厂废气处理

20.选矿厂的废气污染源主要有哪些？

选矿厂排入大气中的污染源主要来自选矿厂对矿石的破碎加工、干筛、干选及矿石的输送过程中产生的粉尘；浮选车间的浮选药剂的臭味；焙烧车间的二氧化硫、三氧化二砷、烟尘；混汞作业、氰化法处理金矿石及炼金产生的汞蒸气、H2、HCN、H2S、CO2及NO2等有害气体；以及坑口废矿石和尾矿尘土飞扬等。

21.汞蒸气是怎样对环境造成污染的？

在用混汞法生产黄金过程中，混汞、洗干、挤汞、涂汞、蒸汞、冶炼等作业的周围，由于汞本身的挥发性强，汞暴露于空气中机率多，所进行操作场地四周环境都不同程度存在着汞蒸气污染。

由于汞的物理，化学性质所决定，汞蒸气和水中汞的污染程度是不同的。

空气中汞蒸气有高度扩散性和较高的脂溶性，当人吸入后可被肺泡完全吸收，并通过血液循环运载全身，因此长期工作在汞蒸汽环境中会引起汞中毒。

22.汞蒸气的处理和回收方法有哪些？

（1）碘络合法净化含汞烟气

（2）硫酸洗涤法净化含汞烟气

（3）充氯活性炭净化法

（4）二氧化锰吸收法

（5）高锰酸钾吸收法回收汞气

（6）吹风置换法处理和回收汞气

23.怎样防护汞蒸气？

矿石混汞和汞金蒸馏的作业场所，是容易发生汞中毒的地方。

按照一般要求，生产厂房中空气含汞的极限浓度＜10μg/m3，才能保障人身健康，实现安全生产。

为此，生产厂房应加通风，抽出的空气经净化后方能排放。

要保证蒸汞作业的设备密封达到完善地步。

对于汞板集气方式首先保证集气效率高，使含汞蒸气气体不外漏，并且当工人在进行汞板操作时，含汞蒸气的气体不经过工人的呼吸带，使工人免受汞的危害。

集气方式有两种：

（l）用于汞板两侧出入。

这种集气方式是使清洁空气由上部两侧进入集气罩内，从罩中间下部进入排气管外排形成气流，罩内中下部设有涡流区，含汞蒸气在罩内中下部滞留不住，操作工人呼吸带始终处于清洁空气中。

（2）用于汞板只有一侧出入。

这种集气方式使清洁空气以上部和一侧集气罩内，从另一侧下部经排气管排出，设有涡流区，操作工人不会吸入含汞蒸气的空气。

上面这两种集气方式都需加风机连续运行。

24.怎样对二氧化硫烟气进行净化与回收？

（1）高浓度二氧化硫气体的回收

此类二氧化硫烟气中含SO2浓度在3.5%（体积含量百分比：

VSO2/V空气）以上称为高浓度SO2烟气。

采用接触法生产硫酸，免于外排大气中造成污染，同时回收烟气变成产品，既有经济效益，又净化了空气。

（2）低浓度二氧化硫气体的处理：

低浓度的含SO2烟气，采用高空排放的措施（通常采用50m左右的高烟囱）。

但在阴雨、气压低的天气情况下，SO2气体将会危害地面的庄稼和果树、蔬菜，特别是蔬菜和豆类尤为敏感。

因此，需要处理，用石灰净化废气以除去SO2是最有效的传统方法。

在某些情况下，当要去除的SO2浓度很低时，使用氢氧化钠或碳酸钠是很有效的。

25.怎样用钠碱吸收法处理回收含二氧化硫烟气？

钠碱吸收法采用Na2CO3或Na0H来吸收烟气中的SO2并可获得较高浓度SO2气体和Na2SO4。

碱性吸收剂具有更多优点：

（1）吸收剂在洗涤过程中不挥发；

（2）具有较高的溶解度；（3）不存在吸收系统中结垢、堵塞问题；（4）吸收能力高。

根据再生方法不同有亚硫酸钠循环法、钠盐一酸分解法、亚硫酸钠法。

其中，亚硫酸钠循环一热再生法发展较快。

亚硫酸钠循环法是利用Na0H或者Na2CO3溶液作初始吸收剂，在低温下吸收烟气中的SO2并生成Na2CO3，Na2CO3再继续吸收SO2生成NaHSO3，将含Na2CO3-NaHSO3的吸收液热再生，释放出纯SO2气体，可送去制成液态SO2或制硫酸和硫，加热再生过程中得到Na2CO3结晶，经固液分离，并用水溶解后返回吸收系统。

第三节选矿厂废渣处理

26.堆浸后废堆含氰的处理方法有哪些？

（1）自然降解

自然降解可以多种方式发生，如光分解、氧化、挥发、吸附以及生物降解。

在堆浸中氰化物的自然降解是连续发生的，这种破坏可使废堆达到环保要求。

（2）化学破坏

氰化物的破坏最快的方法就是化学氧化法。

许多化学试剂均能氧化氰化物。

最常用的化学试剂含有氧和氯。

氧化反应既可以在堆外反应后返回堆中，也可以将氧化剂加入堆中。

27.自然降解包括哪些内容？

堆中氰化物的破环或损失存在着多种机理，这些机理包括：

细菌，即微生物作用；空气的作用；阳光的作用；与堆材的作用。

（1）微生物作用

氰化物中含有两种基本的生命元素一碳和氮。

氰化物中这些元素以高能态一碳一氮键结合，所以氰化物是微生物理想的食品。

当氰化物和氧、苏打灰以及微量的磷结合，微生物就可旺盛生长，由微生物所进行的氰化物破坏也就完全了。

氰化物氧化生成CO2或碳氢化合物，而氮转化为氮气或蛋白。

生物处理的过程同样也能除去硫氰酸、自由的和金属络合的氰化物、金属以及氨。

生物降解的产物包括硫、氮和碳。

（2）空气作用

空气中的氧是氰化物的一种有效的氧化剂，这个氧化反应过程必须有催化剂。

许多化合物均是有效的催化剂，近来应用氧化硫或亚硫酸根离子作为催化剂。

具有一些活性的材料，如活性炭、氧化铁、氧化锰、粘土（白土）、沸石以及活性硅，也能起到催化剂的作用。

在堆浸液或堆材料中可能存在有以上的某些化合物。

氰化物和空气反应为

4NaCN+502+2H2O——2N2+4CO2+4NaOH

（3）阳光作用

太阳光也能起到催化氧和氰化物反应的作用，紫外线尤其有效。

在堆表面的氰化物或将氰化物喷射入空气中时，在暴露于紫外线辐射下就可和氰进行氧化反应。

28.化学破坏包括哪些内容？

（1）氯化作用

氯对氰化物是一种非常有效的氧化剂。

常用氯的试剂主要有氯气、次氯酸钠以及次氯酸钙。

碱性液氯化法是破坏溶液中氰化物最常用的方法。

从堆中排出的液体可氯化后返回到堆中用于破环堆中残留的氰化物，其他浸出液也可类似处理。

自由的氰化物和氯的反应是快速有效的。

只有铁络合的氰化物抗氯化氧化。

浸出一结束，浸渣就用含有0.5g/L的工业级次氯酸钙溶液处理，每t残留渣需消耗272.4g次氯酸钙，这个方法快速而有效。

（2）空气—二氧化硫

最近INCO公司用空气—S02或空气-亚硫酸盐将氰化物破坏到相当低的水平。

在控制pH的、有少量铜作为催化剂存在的条件下，用废水和S02空气混合处理，可快速分解氰化物。

能选择性地氧化氰化物和金属氰化物络合物，同时也能除去用碱性氯化法不能除去的铁氰络合物。

这个处理过程在室温下仅用石灰水、S02和空气就能进行，残留的总氰化物含量在0.05～1mg/L之间，（在pH为9～10之间）。

目前认为这是最经济最有效的方法。

（3）过氧化氢作用

氰化物也可用H2O2破坏，但费用太高。

29.什么是土地复垦？

矿山采矿不可避免地要占用和破坏部分耕地、农田、草原或森林，影响环境及生态平衡。

但是，可以通过工程措施，使占用的土地得到恢复，重新用于农、林、牧、副、渔业、旅游业、工业及民用场地，这就是矿山的土地恢复与利用，简称土地复垦。

30.尾矿处理方法有哪些？

根据选矿方法的不同，更主要的是尾矿性质的差异。

对尾矿处理也就有着不同的方法。

国内外目前对尾矿资源的综合利用可以概括为下列几种途径：

（1）首先要尽量做好尾矿资源有用组分的综合回收利用，采用先进技术和合理工艺对尾故进行再选，最大限度地回收尾矿中的有用组分，这样可以进一步减少尾矿数量。

有的选矿厂向无尾矿方向发展。

（2）尾矿用作矿山地下开采采空区的充填料，即水砂充填料或胶结充填的集料。

尾矿作为采空区的充填料使用，最理想的充填工艺是全尾矿充填工艺，但目前仍处于试验研究阶段。

在生产上采用的都是利用尾矿中的粗粒部分作为采空区的充填料。

选矿厂的尾矿排出后送尾矿制备工段进行分级，把粗砂部分送井下采空区，而细粒部分进入尾矿库堆存。

这种尾矿处理方法在国内外均已得到应用。

（3）用尾矿作为建筑材料的原料：

制作水泥、硅酸盐尾砂砖、瓦、加气混凝土、铸石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花砖、泡沫玻璃和泡沫材料等。

（4）用尾砂修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。

（5）在尾矿堆积场上覆土造田，种植农作物或植树造林。

（6）把尾矿堆存在专门修筑的尾矿库内，这是多数选矿厂目前最广泛采用的尾矿处理方法。

31.选矿厂尾矿处理的意义是什么？

原矿进入选矿厂经过破碎、磨矿和选别作业之后，矿石中的有用矿物分选为一种或多种精矿产品。

尾矿则以矿浆状态排出。

精矿产率较小，有色金属选矿厂精矿产率一般只有10-20%；尾矿数量很大，产率一般为80％～90%；甚至还要大些。

如果一座日处理为100t的小型选矿厂，每天排放的尾矿量可达80～90t以上；原矿品位高，精矿产率大，则尾矿量少。

大量的尾矿若不妥善处理，危害甚大。

选矿厂排出的尾矿水中常含有大量的药剂及有害物质。

其来源为选矿过程中加入的浮选药剂以及矿石中的金属元素，常见的有氰化物、黄药、黑药、松油、铜离子、铅离子、锌离子，个别情况下还可能有砷、酚汞等。

尾矿水中这些有害物质达不到排放标准时，对人体、牲畜、鱼类及农田均有害。

因此选矿厂尾矿不能任意排放，否则就会造成江河水系、附近土壤甚至地下水资源的污染，从而带来一系列的严重问题，并影响企业的发展。

另一方面，尾矿的概念是相对的，尾矿中含有大量的有用成分。

在目前的技术水平下，有些贵重金属、稀有金属不能回收，但随着科学技术的进步，尾矿中的有用成分可以重新开发利用。

尾矿资源得到综合利用国内外已有许多实例，如湖北省铜录山矿选矿厂尾矿中含有丰富的金、银、铜、铁等有用成分，近年来随着选矿技术的发展，1985年该矿采用弱磁-强磁选技术对尾矿再选，每年从尾矿中回收了数万t的铁精矿，价值数为万元，现正在进一步将尾矿再磨再选，使尾矿中的金、银、铜、铁等有用矿物得到充分回收利用，从而矿山经济效益大为提高。