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摘要：随着我国钢铁产业的进一步发展，铁矿石开采与生产能力也得到了进一步提升，然而针对尾矿水的利用与回收工作仍存在一些问题。本文以原矿性质介绍与尾矿库的基本情况作为切入点，阐述了实现尾矿水处理回收的意义，并论述了尾矿水处理回收的试验流程，对相关注意事项进行了明确，供从业人员参考。
关键词：尾矿废水；回收再利用；试验研究
一般来说，尾矿水又称为选矿废水，通常包括：选矿工艺排水、尾矿池溢流水以及矿场排水等三个部分。由于尾矿水当中常常含有大量的重金属离子、化学成分、浮选药剂残留等等，可能会对环境造成严重危害，因此，实现对尾矿水的有效回收和再利用对实现环境可持续发展具有重要作用。
1原矿性质介绍与尾矿库的基本情况
1.1原矿性质介绍
本矿属于高温热液接触交代矽卡岩型多金属磁铁矿床，磁铁矿占据矿石总量的较大比重，其他矿石类型还包括：矽卡岩磁铁矿、假象赤铁矿等等。矿内金属矿物包括磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，矿内脉石矿物包括：辉石、透闪石、绿泥石、金云母等等。其中黄铜矿是矿内最重要的铜矿物，呈粒状分布于脉石矿物当中，矿石大多属于中硬度矿石，岩石硬度系数约为8~12。
1.2尾矿库基本情况
在本铁矿当中，尾矿库属于傍山型四等库，下游有居民点以及选矿厂，为头顶库类型，因此，矿内管理人员采用渗压传感器、表面位移传感器以及摄像探头对尾矿库区进行实时监测与管理，使尾矿库的生产安全与运行安全得到有效保障。该尾矿库设计总库容为130.44×104m3，设计有效库容104.35×104m3。目前尚处于初期库容阶段。相关矿场企业与管理人员应针对尾矿库各项参数进行深入分析和研判，使管涌、流土等现象得以有效规避，使尾矿水得到更加有效地回收与利用。
2实现尾矿水处理回收再利用的要求与意义
2.1尾矿库水处理的要求
在当前尾矿库当中废水的PH值大于10，属于碱性废水，不利于矿场进行再次浮选，因此，为保障尾矿库废水得以再次有效利用，应将PH值进行有效降低，并有效降低地下水的稀释用量，进一步控制尾矿水处理成本，实现废水的循环再利用，同时也减少废水的排放量。
2.2尾矿水回收的意义
2.2.1有利于尾矿库坝体稳定
实现铁矿尾矿水的回收再利用，能够有效保障尾矿库坝体的稳定性与安全性。在铁矿开采工作当中，浮选、重选等环节都需要使用大量的水资源，在传统的矿石开采流程当中，这些尾矿水只能排放至尾矿池当中，随着铁矿开采量与开采能力的不断提升，选矿环节当中产生的尾矿废水同样也会越积越多，一旦矿场企业的废水回收与利用能力受到影响，则会产生漫溢、浸润等风险和问题。一方面会对尾矿库的坝体稳定性与安全性造成严重威胁；另一方面还可能产生大量粉尘与噪声，影响周边环境。在经过对大量尾矿库进行调查和研究后，我们能够发现，影响尾矿库安全的最重要因素就是其坝外坡角度，一旦尾矿库坝外坡角度过大，则库内废水、废浆的浸润线就会进一步提升，安全风险与稳定风险受到一定危害，因此实现尾矿选矿废水的有效处理与再利用，能够进一步提升尾矿库的干滩长度，有效降低库内废水废浆的浸润线，保障尾矿库坝体的安全稳定，进而降低风险事故的发生概率。
2.2.2降低对水资源的污染
在铁矿开采过程当中，浮选工艺是一项极为重要的环节，能够对细粒嵌布、选别难度较大的矿物进行有效选别，进而使铁矿矿石的选别指标得以有效提升。然而在铁矿石浮选过程当中，相应的化学药剂的填入是必不可少的。以本矿为例，常用的选矿药剂包括：黄药、起泡剂、PH调节剂、石灰等等，可根据不同类型的矿石进行药剂的选择。然而这些药剂在与铁矿矿石内部的重金属离子以及放射性物质产生反应后，可能会使选矿废水当中的重金属离子、药剂组分、氯酸根、硫酸离子等有毒有害物质的含量进一步提升，这些物质不仅会对水生动植物产生强烈危害，还可能会积累在生物链条当中，进而对人体健康产生一定程度上的威胁。因此，尾矿废水的乱排滥放会对周边环境和水资源产生极大危害，对实现节能减排、绿色环保的矿业发展目标也形成了一定限制。而从另一个角度看来，如果矿场企业能够依托相关废水处理与回收技术实现对尾矿选矿废水的再利用，就能够有效降低废水直接排放对环境与水资源产生的污染与危害，避免对水生动植物的生存与成长产生各类不良影响，提升环境保护力度，降低了水污染防治工作难度，使污染治理工作的水平与质量得到有效进步。
2.2.3符合矿业可持续发展的要求
2021年11月，我国生态环境部办公厅发布了《关于公开征求《尾矿污染环境防治管理规定(征求意见稿)》意见的通知》，对尾矿污染防治工作与环境管理工作提出了更加深入细致的要求。受我国自然资源发展特点的影响，我国干旱缺水现象较为严重，人均水资源占有量在世界范围内仍处于较低水平，水资源分布不均衡，在总体分额上呈现东南多、西北少的趋势，对矿业发展产生了一定程度上的阻碍。节约水资源，提升水资源利用率是我们每个人都应尽的责任和义务。尾矿废水作为铁矿矿场开采过程当中产生的废弃水源，经相关技术处理过后可实现有效的回收和利用，不仅能够进一步减少水资源的浪费现象，还能降低水资源利用成本，紧跟当前矿业可持续发展的要求，有效贯彻并落实节能减排、绿色发展的原则，使矿业环保工作实现顺利开展。因此在进行尾矿库建设与利用的过程当中，为提升尾矿库废水的回收便捷性，进一步降低尾矿废水回收成本，相关矿场企业管理人员可采取重力自流形式使尾矿废水能够通过管道或沟渠形式回流至矿场内部，实现对尾矿废水的进一步处理和利用。如果尾矿库与矿场之间的输水渠道建设条件较为恶劣，还可以采用动力泵装置对尾矿废水进行压送，进而使其回收利用难度进一步降低，保障尾矿废水的处理工作满足国家相关政策的需求，同时也紧跟矿业可持续发展的相关要求，促进废水处理工作与铁矿开采工作质量和水平的不断进步。
2.2.4降低矿业开采成本
在传统尾矿水排放与处理过程当中，要提升尾矿水的回收利用效能，使其能够有效满足铁矿石浮选工作的相关需求，很多矿场企业都采用地下水对其进行补给与混合，一方面能够使尾矿库当中的选矿废水PH值得到有效调控，使其满足铁矿石浮选与重选的相关要求；另一方面还能进一步增加尾矿废水的水量。然而采用地下水对尾矿水进行补充、稀释和处理会极大提高铁矿矿场的开采成本，使矿场的经济效益受到极大限制与制约，影响了矿场企业的持续健康发展，对保障企业经济效益与社会效益也形成了一定阻碍。因此。采用相关处理措施对尾矿水进行处理回收与再利用，能够有效降低并控制铁矿开采成本，降低矿场企业在铁矿石浮选或重选过程当中针对地下水资源产生的依赖，减少矿场对外界产生的污染排放，同时也使矿场企业的经济效益与社会效益实现共同进步。此外，在矿场内部实现对尾矿水的进一步处理回收与再利用，减少了矿场企业对周边进行环境保护的处理成本，也使矿场企业的三废排放满足国家相关规范和标准的规定，杜绝污染现象的不断深入。
3尾矿水处理回收试验类型与流程
3.1重力沉降试验法
针对尾矿水实施回收利用操作时，可以采用重力沉降试验的方式，提高回收率，继而通过减小酸碱度的方式，为我国绿色矿山建设目标的实现指明方向。由于在矿产开采作业期间，常依靠选矿工艺处理尾矿池污水，因其伴有尾矿浆等悬浮物，致使尾矿水污染性较强。本次研究中专门选用了重力沉降法试验，总结适宜回收尾矿水的主要措施。所谓的重力沉降法是基于固液密度差异性，根据悬浮物、水资源的不同差异，促使在重力作用下产生自动沉降的后果，由此保证尾矿水快速得到净化。相关人员需要提前准备好浓密设备，而后在浓密设备辅助下，对尾矿水中的固体物杂质进行清理，促使从浓密设备中排出的尾矿水分成悬浮物与水得以分离，继而实现尾矿水的再利用。在开展此项试验时，基本上每秒能够达到3.52×10-5m的沉降量。但需注意的是经由重力沉降法处理后的尾矿水本身去除效果并不强，仍有部分重金属离子处于未分离状态，这样会导致此种方法干预下形成的尾矿水以浑浊状态呈现。为了进一步改善尾矿水回收利用现状，还可以对其实施深层次处理，并在浓密设备处理后，继续对其进行有效净化，借此增加回收尾矿水的洁净度。随着对重力沉降法的大力研究，能够在原有基础上有所突破，以便尾矿水符合安全使用要求。
3.2絮凝沉降试验法
在处理尾矿水阶段，为了实现悬浮物的有效分离，还可以采用絮凝法，为其创造沉降条件。考虑到尾矿水中分布着大量的悬浮物，若一味依靠上述方法，很难达到预期沉降成效。可以充分利用絮凝沉降试验法，验证此种方法的应用优势。按照絮凝沉降法回收尾矿水时，它主要是在絮凝药剂的作用下，促使尾矿水中的固体物产生键桥作用，而后实现凝结反应，促使原本飘浮在尾矿水中的悬浮物聚集成颗粒物，最终通过观察底部沉淀物的方式，判断当前尾矿水的回收效果，经过对沉淀物的清理，可去除悬浮物，提升尾矿水沉降有效性。此种方法实则是在重力沉降试验法之上新增了投放絮凝剂的步骤，在尾矿水尚未进入浓密设备前，对其使用絮凝剂。随着絮凝剂与尾矿水中悬浮物的充分反应，搭配着均匀搅拌工艺，可以增加固体物的沉淀量，而后在原有沉降处理之上优化回收效果。因此，展开絮凝沉降试验，也是达成尾矿水高效回收利用目标的重要途径，需要引起相关人员的密切关注，不断优选效力强的絮凝剂，如聚丙烯酰胺等，其用量控制在每1t尾矿水使用18g。此外，还可以对沉降后的上清液使用溶解剂，在获得高浓度矿浆的同时，也能产生提升尾矿水澄清度的目的，自此提高尾矿水处理效率，基本上使用此种方法回收的尾矿水色泽更高，颗粒物含量更少，沉降速度比上述方法提高了4.648×10-4m/s。
3.3离子吸附试验法
在对尾矿水进行回收再利用时，还可以采用离子吸附法进行处理。在离子吸附法实际操作中，它需要在尾矿水进入浓密设备前，使用各种吸附剂，对悬浮物进行有效吸附，而后经过沉淀后可以获得澄清度较高的上清液，提升尾矿水的使用安全性，以免其中富含的各种钙离子、铝离子、镍离子破坏尾矿水的具体用途。从相关研究中，适用于尾矿水回收处理的吸附剂包括石灰、白云石以及常见的活性炭。首先，相关人员在获取尾矿水后，可以按照相对应的比例，在尾矿水内投放吸附剂。以石灰为例，基本上依照75g/m3的标准使用吸附剂；其次，在尾矿水受到石灰溶液的作用而出现沉淀反应后，还应当借助各种有机药剂，对净化后的尾矿水进行合理利用。通常可以借助油酸药剂或者黄药，对对铅锌离子做出有效处理。同时，也可以选用漂白粉等吸附剂，增强吸附处理效果，而后对吸附后的尾矿水分配使用渠道；最后，相关人员按照离子吸附法处理好尾矿水后，对其进行妥善保管，之后将其应用在工业等多领域中，始终遵循国家的管理规定，对尾矿水做好高效处理、安全使用工作，以免形成污染事件，维护我国生态环境安全，也能促进矿山项目的绿色发展。
4尾矿水回收再利用试验结论与应用事项
4.1实验结论
通过对几种类型的铁矿尾矿水处理回收再利用试验形式进行分析和研究后我们能够得出以下几个方面的结论。首先，采用传统重力沉降试验法对铁矿尾矿水进行处理与回收，最终所获取到的尾矿水仍存在较高的浑浊形态，尾矿水当中所含的各类重金属离子、固体颗粒以及药剂组分未得到成功降解与消除，其内部的有毒有害物质对环境仍存在一定的威胁程度，导致最终的尾矿水回收与再利用的质量得不到有效保障，PH值的调节也没有得到充分体现，无法满足铁矿石开采过程当中浮选与重选流程的相关需要，因此，不适用于当前铁矿矿场的尾矿水回收处理再利用工作当中；其次，采用絮凝沉降试验法进行尾矿废水的处理工作，其内部固体沉降速度相较于传统重力沉降试验法而言具有了较大提升，最终获取到的尾矿水当中固体悬浮物的含量得以有效降低，有毒有害物质明显减少，但仍存在一定程度的污染现象，在进行尾矿水回收处理再利用的过程当中很难对药剂组分进行进一步排除和清理，最终得到的尾矿水处理效果仍较为粗糙和浅显，不利于环境保护工作的不断进步，同时对实现矿业的可持续发展也产生了一定的不良影响；最后，采用离子吸附试验法对铁矿矿场尾矿库当中的选矿废水进行处理，能够依托水处理剂与内部相关药剂组分发生化学反应，并凭借离子吸附的特性实现对尾矿水内部有毒有害物质的有效吸附，进一步提升了尾矿废水处理效能。采用离子吸附试验法最终得到的处理水源外观无色无味，相较于重力沉降法以及絮凝沉降试验法来说，处理得到的水质量具有明显改观，其内部含有的各类有毒有害物质得到了有效清理，采用离子吸附法得到的处理水能够有效满足当前铁矿矿石开采过程当中浮选与重选工作的相关需要，并且最终得到的处理水酸碱值达到了一定平衡，使尾矿水处理工作的相关要求得到了有效满足，进而促进了绿色铁矿建设的持续化发展。
4.2应用的注意事项
在针对铁矿矿场尾矿库回水结构进行设计和建设的过程当中，应当注意以下几方面问题：首先是对尾矿库坝体阈值进行核算。由于尾矿水回收再利用对尾矿库坝体安全具有重要意义，在进行尾矿库回水结构进行设计与建设之前，应当针对尾矿库当前允许的最高水位进行明确，并对径流调节以及水量平衡所需的相关参数进行计算，进而使尾矿库安全得到有效保障；其次，受矿场内部矿石采选的需求存在一定差异的影响，设计人员也应当注意回水结构对尾矿库当中回水率的调整，采用重力进行自重回水模式其回水率波动较为均匀，受外部影响较为有限，而采用动力泵进行加压回水则可能存在回水率波动较强的现象，有关尾矿水回收人员应当综合考量尾矿库的地形地貌、回水距离、沉降处理方式等等，最终对尾矿库回水结构进行设计，使其能够满足矿石采选的需要，降低对外界环境与水资源的污染，实现矿业的可持续发展。
5结论
总而言之，随着时代的不断进步和发展，对尾矿水进行处理和回收已成为当前环境保护与可持续发展的必然要求。相关处理人员应当针对几种不同类型的沉降与处理方式进行分析与研究，进而找出效果最好、最适应当前矿石采选实际情况的尾矿水处理方式，使矿业发展更加环保，杜绝水资源的污染与浪费。
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