５２ 湖南有色金属 ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ 第３３卷第２期 ２０１７年４月 ・环保・ 碱法处理某矿山含铜酸性废水及其成本核算 赖才书 ，曹 烨 ，李德有 ，温雄明 ，廖广华 （１．紫金矿业集团股分有限公司，福建上杭２．湖南有色金属研究院，湖南长沙３６４２００； ４１０１００） 摘要：某矿山金矿选矿厂采用石灰或片碱（液碱）中和法处理赤水库区含铜酸性废水，由于中和 渣在井子里库区（含上游的两道拦渣坝）和新屋下库区大量沉积，使得库容减小，新屋下库区溢洪 坝不能溢流，否则水质将严重超标。因此对原废水处理工艺进行改进，采用新增江山岽库区作为中 和渣堆场，赤水库区上游废水回抽经加石灰预处理后进入江山岽大坝后自流至赤水库区下游，赤水 库区水质得到了明显的改善，并对改进后的流程进行了运行成本核算。 关键词：碱法；废水处理；成本核算 中图分类号：Ｘ７５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—５５４０（２０１７）０２—００５２—０４ 有色金属矿山在开采或选矿过程中，含铜等硫 化矿在空气、水和细菌的共同作用下，易产生硫酸、 金属硫酸盐，并溶出矿石中其它金属离子，形成含铜 新屋下库区约７０万ｍ ，但实际有效库容不足５０万 ｍ ，使得新屋下库区溢洪坝不能溢流。鉴于新屋下 库区库容日益缩小的严峻形势，金矿选矿厂组织员 工清理了该库区约２５万ｍ 的淤泥至铜矿堆场。此 等酸性废水。含铜酸性废水直排，会使附近水体ｐＨ 值发生变化，消灭或抑制细菌及微生物的生长，从而 破坏水体的自然缓冲作用，妨碍水体自净，导致水体 发臭、变绿等；由于铜元素为重金属元素，水体中大 量富集，对人、动植物及地下水均有不利影响¨ Ｊ。 综合回收废水中的金可提高金属利用率，增加经济 效益。 次清淤作业耗资巨大，效果并不显著。 １．２改进后废水处理工艺流程 为了确保新屋下库区的蓄水、沉降功能，金矿选 矿厂提出了江山岽大坝废水预处理方案，即在江山 岽大坝右侧建立两个容积各为１００ ｍ 的石灰储罐， 用水管将赤水库区上游的废水回抽至新建石灰罐下 １ 废水处理流程改进及工艺指标 １．１现有废水处理工艺流程 方石灰槽内进行加药预处理后，自流至江山岽库区， 从而将反应沉淀物滞留在江山岽库区，为下游新屋 下库区腾出库容。而江山岽库区目前的有效库容为 ７０４万ｉｎ ，有充足的库容盛装淤泥，预处理后的废 某矿山金矿选矿厂尾矿库采用上游筑坝和均点 放矿法，采用石灰或片碱（液碱）中和法处理上游赤 水库区含铜酸性废水，处理原理如下所示Ｉ４，５］： Ｃａ（ｏＨ）２＋Ｈ２ＳＯ４￣ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ 水，经除酸降铜后自流至赤水库区下游。该方案的 实施既减轻了下游废水处理系统的压力（特别是雨 季防洪压力大时），又将废水处理沉淀物滞留在了江 ｃｕ ＋ＯＨ一一ｃｕ（ＯＨ）２ 山岽库区，节省了新屋下库区清淤所需的巨额费用。 同时，将赤水库区水质ｐＨ值调整到７以上时，有利 于前端回水，减少下游废水处理药剂的使用和提前 回收废水中的含ＣＮ～物质，节约生产成本。改进后 的废水处理工艺流程如图１所示。 １．３废水处理指标 废水经余田坑简单处理后，流经井子里库区，到 达三秀田进行深度处理，最终在新屋下库区静置、沉 淀，达标后回抽作为工业用水或外排。但产生的中 和渣在井子里库区（含上游的两道拦渣坝）和新屋下 库区大量沉积，使得无库容用于废水静置、沉淀；而 作者简介：赖才书（１９８２一），男，工程师，主要从事矿山环境保护管理 工作。 经过近３个月的运行，赤水库区废水得到了有 效处理，具体见表１。 第２期 赖才书，等：碱法处理某矿山含铜酸性废水及其成本核算 ５３ 水库区废水水质逐渐改善，其中ｐＨ值稳步上升（长 期大于７），铜离子、总铜浓度逐渐下降（控制在２０ ｍ Ｌ左右），达到了预期目标。 ２运行成本核算 运行成本以两年为例进行核算。 图Ｉ 某金矿矿山赤水库区含铜酸性废水处理 流程图 ２．１运行成本分析 废水处理新流程投资成本核算见表２，其中江山 岽库区不需重复建设，废水处理成本和原工艺相同， 从表１可看出，废水预处理设施平稳运行后，赤 无新成本投资。 表Ｉ 赤水库区水质参数 表２投资估算表 试验得知，处理ｉ Ｌ原赤水库区废水（ｐＨ值＜４、 Ｃｕ ２００ ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ ３００ ｍ Ｌ）将产生体积约 １５０ ｍＬ的沉淀物；对预处理后的废水（ｐＨ值＞７、 Ｃｕ“￣－－２０ ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ 一２Ｏ ｍｇ／Ｌ）再进行深度处理时， 其产生的沉淀物体积约为１０ ｍＬ。废水处理产生的 污泥毒性浸出结果见表３，为第１类一般固废，可直 接输送至尾矿库堆存。 ２．２节省清淤费用 运行按两年计，江山岽大坝废水预处理点共处 根据新屋下库区淤泥清理方案（将淤泥用泵抽 至江山岽库区）可知，清理淤泥成本为２元／ｍ 。因 此可得出，实施废水预处理后，每月将节省清淤费用 约７５ ６１５元，具体见表４。若按两年计，预计净收益 将达１ ０４８ ７５２元。 理废水约１ １０１ ４００ ｍ。，累计添加石灰６ ６３３ ｔ。根据 表３废水处理污泥毒性浸出结果 ｍｇ，＇Ｌ 废水预处理沉 淀物滞留量／ｍ ．ｍ一。 ０．１５ 每月处理 废水量／ｍ ２５２ ０５０ 每月沉淀物 滞留量／ｍ ３７ ８０７．５ 清淤费用 ／元・ｍ一 ２ 每月节省清淤 每月运行费用 费用／元 ／元 ７５ ６１５ ３１ ９１７ 每月净收益 ／元 ４３ ６９８ ２年内净收益 ／元 １ ０４８ １５２ 注：表中所列数据均为平均值。 ５４ ２．３减少电力消耗 湖南有色金属 第３３卷 新屋下库区作为金矿选矿厂废水处理的终端库 区，其水质必须达到一级排放标准，其中ＣＮ一浓度必 须小于０．５ ｍｇ／Ｌ，实际运行中，新屋下库区水质 ＣＮ一浓度≤０．０２５ ｍｇ／Ｌ。赤水库区水质改善后，直 接回抽的废水中ＣＮ一并未消除，这既减少了下游废 水处理系统中漂白粉的消耗，又减少了炭浸、选矿系 自从赤水库区水质恶化后，金矿三选厂暂停了 赤水船泵回抽工业水。该项目实施后，水质得到极 大改善，能满足洗矿用水要求。与从新屋下库区回 抽工业水相比，赤水回抽工业水扬程降低约１５８ ｍ， 节省电力消耗具体见表５。 表５ 赤水库区回抽工业水效益表 统中ＮａＣＮ消耗，具体见表６。 ２．５ 回收废水中的金金属 炭浸尾浆排放至江山岽库区静置、沉淀后，上清 液流再至赤水库区。经检测，赤水库区废水金含量 注：表中所列数据均为平均值。 约０．０６４ ｍｇ／Ｌ，该废水回抽至系统循环使用后，能有 效回收废水中的金金属。具体效益见表７。 表６减少漂白粉、ＮａＣＮ消耗效益一览表 ２．４减少漂白粉、ＮａＣＮ消耗 赤水库区回抽工 业水金含量／ｍｇ・ＬＩ１ 炭浸系统尾液控制 指Ｊｆ￣／ｍｇ・ＬＩ１ 赤水库区平均每月 回抽水Ｎ／ｍ 每月回收 金量／ｇ 每月回收金 效益／元 ２年内共回收金 效益／元 注：表中所列数据均为平均值；金的回收率按６０％，金价按２６０兀／ｇ计。 ２．６间接效益 （控制在２０ ｍｇ／Ｌ左右），达到了预期目标。 ３．废水工艺流程改进后，经运行２年成本核算 江山岽大坝废水预处理项目实施后，极大地缓 解了下游废水处理系统的处理压力，特别是在汛期， 这种优势更加明显。往年，降雨量稍微大点，为降低 赤水库区水位，必须加大废水处理量时，就容易导致 节省清淤费用１ ０４８ ７５２元、用电费用３４５ ６００元、药 剂费用３７４ ０４０元，回收有价金２ ６２８ ２８８元，扣除投 资成本７６６ ０００元，共计产生经济效益３ ６３０ ６８０元。 参考文献： ［１］ 白润才，李彬，李三川，等．矿山酸性废水处理技术现状及进展 ［Ｊ］．长江科学院院报，２０１５，３２（２）：１４—１９． ［２］ 杨晓松，邵立南．有色金属矿山酸性废水处理技术发展趋势 ［Ｊ］．有色金属，２０１１，６３（１）：１１４—１１７． ［３］ 张鑫，张焕焕．金属矿山酸性废水处理技术研究进展［Ｊ］．中 国矿业，２０１２，２１（４）：４５—４８． 废水处理不到位的现象，造成新屋下库区水质不达 标，影响库区废水外排，无形中制造了巨大的安全、 环保隐患。如今，实施该项目后，一改往日的被动局 面，减轻了废水处理压力，有利于金矿三选厂的防洪 度汛。 ３结论 １．采用碱法处理矿山酸性废能达到工艺指标要 ［４］徐劲，孙水裕，蔡河山，等．Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理选矿废水的实验研 究［Ｊ］．环保科学与技术，２００５，２８（６）：９—１１． 求，运行平稳且能持续处理废水并能达标排放。 ２．原废水处理工艺流程经过改进后，采用江山 岽库区作为中和渣堆场，为下游新屋下库区腾出库 ［５］ 万俊峰，李光明．Ｆｅｎｔｏｎ试剂在污水处理上的发展与展望［Ｊ］． 江苏环境科技，２００５，１８（３）：３６—３９． 容，预处理后赤水库区水质逐渐改善，其中ｐＨ值稳 步上升（长期大于７），铜离子、总铜浓度逐渐下降 收稿日期：２０１７—０１—１９ 第２期 赖才书，等：碱法处理某矿山含铜酸性废水及其成本核算 ５５ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ——ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ａｃｉｄ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｎ ａ Ｍｉｎｅ ｂｙ Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｃｏｓｔ Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ＬＡＩ Ｃａｉ－ｓｈｕ ，ＣＡＯ Ｙｅ ，ＬＩ Ｄｅ—ｙｏｕ ，ＷＥＮ Ｘｉｏｎｇ—ｍｉｎｇ ，ＬＩＡ０ Ｇｕａｎｇ—ｈｕａ （１．Ｚｉｊｉｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｎｇ ３６４２００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｕｎａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｌｉｍｅ ｏｒ ｆｌａｋｅ ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ（１ｉｑｕｉｄ ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ）ｉｓ ＵＳｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｃｏｐｐｅｒ－ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｃｉｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｔｈｉｎ Ｃｈｉｓｈｕｉ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ｉｎ ａ ｇｏｌｄ ｍｉｎｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ．Ｄｕｅ ｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｄｅｐｏｓｉｔｅ ａｔ Ｊｉｎｇｚｉｌｉ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｗｏ ｒｅｓｉｄｕｅ ｄａｍｓ ａｔ ｕｐｓｔｒｅａｍ）ａｎｄ Ｘｉｎｗｕｘｉａ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ，ｔｈｕｓ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｗｉｔｈ ａ ｆｌｏｏｄ ｄａｍ ａｔ Ｘｉｎｗｕｘｉａ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ｂｅｉｎｇ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ｏｖｅｎｑｏｗ，ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｉｌｌ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｎｅｗ－ａｄｄｅｄ Ｊｉａｎｇｓｈａｎｄｏｎｇ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ａｓ ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｄｕｅ ｐｏｎｄ．Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｏｆ Ｃｈｉｓｈｕｉ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ｗｉｌｌ ｂｅ ｐｕｍｐｅｄ ｂａｃｋ ｔｏ ｂｅ ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｌｉｍｅ，ｔｈｅｎ ｅｎｔｅｒｓ Ｊｉａｎｇｓｈａｎｄｏｎｇ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ｂｅｆｏｒｅ ｆｌｏｗｉｎｇ ｉｎｔｏ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｓｈｕｉ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｓｈｕｉ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄ ａｃｃｏｕｎｔｉｆｎｇ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｋａｌｉ ｍｅｔｈｏｄ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃｏｓｔ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ （上接第３５页） 问题起到了显著作用，保障了２套６０ ｋｔ／ａ底吹炼铅 系统产能的提升，为锅炉结构选型、清灰装置配备提 供了宝贵的经验积累，对冶炼企业的锅炉结构、脉冲 清灰装置配备具有一定的借鉴意义。 参考文献： 《有色冶金炉设计手册》编委会．有色冶金炉设计手册［Ｍ］． 北京：冶金工业出版社，２００４． ３．锅炉下部采用一个联通灰斗，减少中间灰斗 侧壁积灰造成管束烟灰堵塞。 ４．锅炉脉冲清灰罐堵塞主要是锅炉系统正压操 作造成，日常加强吹灰器脉冲。 ５．采用直升烟道拔高的锅炉结构，烟气中的烟 尘在直升烟道、辐射区进行大量的沉降，锅炉辐射区 的温度明显降低，锅炉管束降温、降尘效果明显。 刘清方．工业蒸汽锅炉安全技术［Ｍ］．北京：中国劳动出版社 社，１９９３． ４结束语 余热锅炉的改造，对解决锅炉管束堵灰的 收稿日期：２０１７一Ｏ１—１２ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｅａｄ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ Ｂｏｉｌｅｒ ＭＩＡＯ Ｈｅ—ｐｉｎｇ，ＣＨＡＮＧ Ｈａｉ—ｆｅｎｇ，ＺＨＥＮＧ Ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｇｕｉ—ｙｉｎｇ Ｈｅｎａｎ Ｙｕｇｕａｎｇ Ｇｏｌｄ ａｎｄ Ｌｅａｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｙｕａｎ ４５９０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ， ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓ ｉｎｓｕｆｉｃｉｆｅｎｔ，ｐｏｏｒ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｕｂｅ ｂｕｎｄｌｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ，ｉｔ ｔａｋｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｇｒｅｙ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ￣ｅｑｕｅｎｔ ｄｏｗｎｔｉｍｅ，ｔｏ ｕｐｇｒａｄｅ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ａｓｈ ａｎｄ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｈｉｄｄｅｎ ｔｒｏｕｂｌｅ ｉｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｒｅｄｕｃｅ ｂｕｎｄｌｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ａｓｈ ａｎｄ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｓｅ ｓｏｏｔ；ｂｏｉｌｅｒ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ；ｂｕｎｄｌｅｓ；ｄｕｓｔ
