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摘要 ：近几年来，我国经济水平快速提升，社会各界 也开始更加注重矿产资源开发、发展问题。因此，本文将 首先分析金属矿山选矿现状，金属矿山选矿常用技术，之 后讨论金属选矿尾矿废水处理技术的发展现状与废水危 害，最后提出废水处理关键技术要点，希望提高废水处 理、回收利用效果，促进我国矿产行业取得健康、稳定、 持续发展。
关键词 ：金属矿山,选矿尾矿,废水处理,关键技术
尾矿处理是选矿厂的重要组成部分。近年来，随着环 境保护的加强和人们安全意识的提高， 传统的尾矿堆存已 经满足不了要求，众多研究学者不断开发安全、高效的处 理技术。尾矿高效脱水、全尾矿充填采空区、膏体尾矿干 式堆存等尾矿处理技术得到不断发展。
1 金属矿山选矿常用的技术
1.1 拣选
拣选是根据矿石中矿物物理性质进行分选，包括矿石 密度、磁性、电性、解理等特征。通过物理方法如重选、磁 选和电选等， 可将具有相似物理性质的矿物分离， 减少非金 属矿含量， 提高金属矿浓度。拣选技术也可根据矿石中矿物 化学性质进行分选。不同矿物在化学性质上有差异，例如， 酸性矿物和碱性矿物反应性不同。利用化学药剂可改变矿 石中矿物化学特性， 实现金属矿和非金属矿选择性分离。
1.2 浮选
浮选技术是利用矿石中金属矿物与固体介质(如泡 沫)之间亲疏性差异，使特定金属矿物通过气泡附着在泡 沫上，然后被分离。浮选技术包括颗粒浮选、泡沫浮选和 气力浮选等几种方法。颗粒浮选中，根据矿石中矿物颗粒 不同密度和大小， 调整水中密度、浮选剂种类和用量条件， 将矿石颗粒分成不同密度级别，实现金属矿物分离提取。 泡沫浮选中，向浮选槽中引入空气或其他气体，加入一定 量浮选剂和调节剂，使矿石中金属矿物与气泡发生附着作 用，形成泡沫矿浆。通过机械搅拌和气泡上升作用，将泡 沫上浮至液体表面， 实现金属矿物分离， 最终获得纯金属。
2 金属选矿尾矿废水处理技术的发展现状
2.1 中和
中和法是金属选矿尾矿废水处理技术中的一种重要方法，通过将酸性尾矿废水中的金属离子与碱性物质进 行中和反应，使金属离子结合成不溶于水沉淀物，达到去 除重金属污染物目的。中和法主要步骤包加硫酸、加碱 液、沉淀、过滤等，可控制中和反应条件，使金属离子与 碱液充分反应，形成沉淀物，实现尾矿废水处理。中和法 操作简便、处理效果稳定，随着科学技术发展和环保意识 增强， 现代化中和法技术对反应器设计和操作参数优化提 出更高要求。例如， 反应器选择、酸碱液用量和投放方式、 沉淀物处理等都需要考虑多个因素，才可达到更高效、更 经济、更环保的处理效果。
2.2 微生物
微生物技术是利用微生物生理代谢能力降解有害物 质，微生物能在特定环境条件下生长繁殖，通过代谢作用 将有机物质转化为无机物质，达到净化废水的目的。目 前，金属选矿尾矿废水处理中主要应用的微生物技术包括 生物膜法、生物堆浸法和生物氧化法。生物膜法利用微生 物在特定支撑材料上形成膜状生物群落， 通过活性污泥对 废水中有害物质进行降解。生物堆浸法是将含有金属尾矿 废水喷洒在大型堆浸池中，通过细菌和真菌作用，将金属 溶解并进行提取。生物氧化法是废水通过反应器，利用微 生物代谢能力将有害物质转化为无害物质。
2.3 人工湿地
人工湿地利用湿地植物和微生物吸附、催化和降解废 水中污染物，达到净化水体目的。废水进入湿地系统后， 通过湿地植物吸附作用，将废水中固体颗粒和悬浮物截 留 ;废水流过湿地底部过滤介质，使有机物得到吸附、降 解 ;微生物在湿地介质中生长繁殖， 通过氧化还原反应将 废水中污染物降解、转化为无害物质 ;经过湿地的处理， 废水中污染物被有效去除，得到清澈透明水体。但结合实 际情况来看，这种方法未被大范围使用，原因为我国矿区 一般不具备建造人工湿地的土地条件， 且矿区周边自然环 境较差， 建造湿地还会消耗大量成本。
2.4 膜分离
膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等过程，微 滤用于固体颗粒过滤， 可有效去除悬浮固体颗粒和大颗粒物 质 ;超滤能去除分子量较大的有机物质和胶体 ;纳滤在去 除大分子有机物的同时， 也能对离子进行去除 ;反渗透是在 去除离子的同时，去除微量有机物和微生物。通过这些不同膜分离过程的组合应用， 可实现金属选矿尾矿废水中污染物 全面处理。近年来，膜分离技术在金属选矿尾矿废水处理中 得到广泛应用。通过膜分离技术，可将废水中污染物去除， 使废水满足排放标准， 减少环境污染 ;废水中有价值物质也 可通过膜分离技术回收利用， 实现资源循环利用。
2.5 电化学
电化学技术是利用电流反应原理，在电解池中阳极和 阴极之间施加电压，将溶解在废水中的金属离子进行电解 沉积，实现金属离子去除。电化学技术不仅具备高效、可控 性强的特点，还具有低成本、易操作等优点，成为金属选矿 尾矿废水处理技术中的重要手段。目前， 金属选矿尾矿废水 处理中，常用电化学技术主要包括电解法、电吸附法、电沉 积法等。电解法是最常见的一种技术，在电解槽中施加电 压，利用阳极和阴极之间的电流， 使废水中金属离子在阳极 沉积， 实现废水中金属离子去除。电吸附法是利用电场力将 废水中金属离子吸附在电极表面， 达到废水处理效果。
2.6 微生物燃料电池
微生物燃料电池法是利用微生物在废水降解有机物 的过程中释放出电子，通过电化学反应将其转化为电能。 该技术废水处理效率高、操作简便、实现能源回收。研究 人员通过优化微生物燃料电池结构和材料， 提高废水处理 效率。他们还利用微生物燃料电池中产生的电能，实现废 水处理过程能源回收。这种双重效应使微生物燃料电池成 为一种具有潜力的金属选矿尾矿废水处理技术。
2.7 源头治理
源头治理是废水处理最有效的手段之一，随着人们环 保意识不断提升，政府、企业均十分注重金属矿废水源头 把控。结合实际情况来看，我国大部分企业都可依据国家 制定的废水分类标准、排放标准对废水实施高效处理，进 而加强源头治理效果， 避免废水对环境产生不良影响。
3 金属矿山选矿尾矿废水危害
3.1 危害
金属矿山选矿尾矿废水中含有铅、锌、铜、金、银等 重金属，这些重金属对水体、土壤和植物会造成严重污 染。重金属会以溶解态或悬浮形态存在于废水中，一旦进 入环境，会对水生生物造成严重伤害，甚至导致生物死 亡。重金属还会通过废水进入土壤，影响农作物生长质 量，对人类健康构成威胁。金属矿山选矿尾矿废水中的有 机物主要来自矿石中有机质和选矿过程中使用的化学试 剂，这些有机物会在废水中积累并分解产生有害物质，如 苯、甲苯和酚类化合物等。这些有害物质对水生生物具有 毒性作用，破坏水体生态平衡，还会消耗水中氧气，导致 水生生物缺氧无法生存。
3.2 原则
(1)生产工艺改革。企业对生产工艺进行改革过程中， 应不断提升技术水平，保障产品质量得到持续发展。尤其 对于使用周期较长的产品来说，企业应尽可能减少生产过 程中的废物生成量。例如，为提高选矿质量，企业可降低焦 炭、造渣剂使用量减少高炉渣排放， 做到生产工艺的优化。
(2)综合利用。企业要将优化技术手段作为基础，不 断完善传统生产工艺， 将产品废物转换为其他产品生产原 料，保障材料被高效循环利用，减少、避免生成废物，保 障环境一直处于可控的自我调节能力范围中， 才可提高生 产综合效益。
(3)管理制度。若仅凭借企业优化生产工艺、提高技 术水平进行控制依然十分吃力，因此相关政府部门应利 用政策、法规对废水处理问题进行约束，构建完善鼓励利 用、促进利用管控体系，在未来发展规划中加入可利用废 物方案，从根本上提高资源利用合理性、科学性，才可满 足环境保护、矿业健康发展需求。
4 金属矿山尾矿废水处理方法
4.1 降解回用法
金属矿山尾矿库会对废水产生良好净化作用，主要体 现在以下几方面。第一，物理净化。废水中悬浮固体物会 在重力作用下自然沉降，因为悬浮固体物密度比水大，通 过重力作用，会逐渐下沉到水体底部。废水处理设备中， 经一段时间静置，悬浮固体物会沉积在底部，形成淤泥。 通过定期清理淤泥，可将大部分悬浮固体物去除。降雨水 或新水流入废水中时，会与废水中悬浮固体物混合，稀释 废水中污染物浓度，可有效降低废水污染程度，提高水体 质量。由于降雨和补充新水量有限，这种净化作用并不能 完全去除废水中悬浮固体物。此外，废水中微细颗粒之间 凝聚沉降作用也是一种重要物理净化方式。微细颗粒具有 黏附性，之间可能发生凝聚现象。废水处理过程中，可添 加化学药剂，如凝结剂或絮凝剂，通过改变微细颗粒表面 电荷状态或增加颗粒之间吸附力，使其发生凝聚作用。凝 聚后颗粒相对较大，重力作用会使其迅速下沉，实现净化 效果。第二，化学净化。指通过化学反应将污染物转化为 无害或易于处理的物质过程，两种常见化学净化为生成氢 氧化物和碱式盐沉淀中和水解、生成难溶硫化物沉淀。中 和水解是一种常见化学反应，通过生成氢氧化物或碱式盐 沉淀中和酸性物质，酸性物质中氢离子和碱性物质中氢氧 根离子结合形成水，生成相应硬盐。这种反应广泛应用于 废水处理中，能够有效中和酸性物质，降低其对环境和人 体危害。难溶硫化物沉淀作用是基于硫化物具有不溶性特 性，当含有金属离子的溶液中加入硫化物离子时，会发生沉淀反应，生成难溶金属硫化物。这个过程常用于矿石选 矿中，通过添加适量硫化物药剂，使金属离子与硫化物反 应生成硫化物沉淀，达到分离和提取金属目的。此外，某 些选矿药剂也能通过氧化分解作用进行化学净化。这类药 剂能与污染物中有机物或无机物反应，引起其氧化分解， 将其转化为更易于处理的无害物质。第三，生物净化。尾 矿库中微生物群具有降解有机物能力，通过代谢和分解作 用将有机物转化为无害物质，减轻有机污染对水体影响。 微生物群在尾矿库中生长繁殖，形成复杂生态系统，废水 中有机物得以迅速降解。除有机污染物，废水中还含有一 些重金属离子，如铜、铅、镉等。尾矿库中微生物群通过 吸收和降解重金属离子，减少重金属对水质污染程度。微 生物群通过生物吸附、离子交换等机制将重金属离子固定 在底部沉积物中，使废水重金属浓度逐渐降低。尾矿库是 一种高效废水处理设施，净化效果已在实际应用中得到验 证。尾矿库中， 微生物群落生长和活动需要良好环境条件， 如适宜温度、氧气和营养物质等。同时，尾矿库的运维管 理也需严格遵守操作规程、安全标准， 确保其正常运行。
4.2 溢流水处理后回用法
结合实际情况来看，部分矿山对选矿废水进行处理过 程中，若单纯凭借尾矿库净化作用，无法将溢流水直接应 用于选矿生产过程，同时还会对选矿指标产生不良影响。 因此，需要使用综合处理方法，才可保障选矿废水循环利 用效果。例如某企业，制定溢流水处理方案，实现废水回 用。具体来说，便是将选矿废水全部进入尾矿库，尾矿库 溢流水经处理后回用至选矿生产过程。该企业处理尾矿库 溢流水过程中，采用硫酸调pH 值 + 混凝沉淀 + 氧化 + 吸 附过滤处理工艺，处理人员通过硫酸对废水进行调节，调 整废水pH 值，能有效降低废水中金属离子浓度，减少对 环境污染。然后，通过混凝沉淀去除部分重金属离子和选 矿药剂。混凝剂可使废水中悬浮物和胶体粒子凝聚成较大 絮团，便于后续处理。重金属离子和选矿药剂会与混凝剂 结合形成不溶性沉淀物，进一步减少其在废水中的浓度。 完成上述操作后， 处理人员采用二氧化氯对废水进行氧化 处理。二氧化氯具有较强氧化能力，能将废水中捕收剂和 硫化物等有机物氧化为无害物质，进一步净化废水，排除 废水中有机污染物。随后，处理人员使用活性炭床进行吸 附过滤处理，活性炭具有较强吸附能力，可有效去除废水 中选矿药剂、酚和石油类等有机物，废水中残留污染物会 被吸附在活性炭上，使废水更加清澈。处理人员最后对回 水pH 值进行调节，保障其在 7.0 ～ 7.5 范围内。为保证回 用到选矿生产过程中的废水具有适宜酸碱性， 符合生产工 艺要求。经过处理后，水质可达到无色、无味，该企业将 其应用于铅锌浮选生产系统，保障选矿指标稳定性，提高矿山生产清洁性、环保性。
4.3 进行分类，运用分段回用法
为最大程度利用水资源，部分选矿厂采取将非浮选工 段产生选矿废水与浮选工段产生选矿废水进行分别处理， 处 理完成后，将其回用至相应生产工段。选矿非浮选工艺产生 的废水包括破碎洗矿作业、重磁选工艺冲洗水、地面冲洗水 等。这类废水耗水量占选矿厂总用水量45% 以上，通过回水 处理可实现 100%再利用。并且，这种回水处理对生产指标 影响非常小。通过沉淀澄清和分类处理，将非浮选工段产生 废水与浮选工段产生废水分开处理，可高效利用水资源。在 该过程中，技术人员会使用沉淀澄清过程，将废水中悬浮固 体物质沉淀，使水体清澈透明。根据废水中不同成分、特点 进行分类处理，回用至相应生产工段。这种回用废水方式， 不仅可减少对外部水资源消耗， 还可降低环境污染。
4.4 经处理后回用法
对选矿回水性质提出最高要求的工段为浮选工段，如 果在其中使用未经处理的选矿废水， 将会对选矿指标产生 较大不良影响。经过浮选处理后，废水中残留药剂成分包 括抑制剂、活化剂和泡沫剂等。这些药剂成分在选矿过程 中起到关键作用，也会带来废水环境污染问题。若直接回 用这些废水， 药剂成分将会影响到新一轮铅锌矿石的浮选 效果，导致选矿产品质量下降，杂质含量增加。铅锌浮选 尾矿水中残留药剂成分对硫金属浮选有积极作用， 铅锌矿 石中，硫金属是重要元素。尾矿水中残留药剂成分可增强 硫金属浮选性能，提高其回收率。因此，将尾矿水直接回 用于选矿过程中，能增加硫金属回收量，降低生产成本。 而对于选硫作业方面，常用药剂包括抑制剂、活化剂和调 节剂等。这些药剂在选矿过程中起到调节矿石表面性质作 用，同时也会增加生产成本。尾矿水中残留药剂成分恰好 可替代部分选硫作业中所需药剂，减少药剂需求，节约生 产成本。由此可见，企业应依据不同类型矿石浮选特性、 机理，可直接回用部分废水，也可处理后再对废水进行回 用。如某企业因为将尾矿直接外用或回填至矿井内，无法 于尾矿库内自然净化处理选矿废水，所以该企业使用尾 矿水与锌尾水分别回用于选硫作业、选锌作业中，结合沉 淀、吸附处理其他废水， 并对其进行回用。
5 结语
金属矿山选矿尾矿及废水处理至关重要，企业应结合 不同矿物性质，选用科学处理方法，才可实现废水高效处 理、利用，节约资源与成本，提高生产效率与质量。相信在 行业、相关企业共同努力下， 金属矿山选矿尾矿及废水处理技术体系更加成熟， 促进我国矿产行业取得稳定发展。
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