选矿药剂对矿区水体COD的影响研究

摘要：矿山选矿药剂的使用已经引起了严重的水体和环境污染。采取有效的技术手段实现矿山水质净化和回用，是高效利用水资源，实现矿区的可持续发展的必由之路。文中对矿山浮选药剂的水体污染作用进行了阐述，并对各种浮选药剂对水体化学需氧量(COD)的贡献进行了试验研究，为矿区水资源保护和可持续发展提出了途径和方法。关键词：矿区水资源;选矿药荆;化学需氧量(COD)

Study of Impact of Flotation Reagents on COD of Water Body in Mining Area Xie Wuming Liu Jingyong (Faculty of Environmental Science and Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou，510006，China) Abstract：It has caused serious water and environmental pollution for the use of mining flotation reagents.In order to achieve the sustainable use of water resources in mining areas，it is necessary to take effective measures to enable the mine water purification and reuse.The functions of flotation reagents pollution to water were described in this paper，and the contribution of chemical oxygen demand(COD)caused by flotation reagents were studied，the specific methods and approaches were put forward to exploring the water resources protection and sustainable development of mining area. Key words：Water resource in mining area;Flotation reagent;COD

近年来矿山环境污染问题已引起国内外学者的高度关注，在国际第三届、第四届环境地球化学讨论会上，矿山环境污染问题成为大会讨论的焦点;在国内第五次、第六次全国环境地球化学学术会议上，明确提出了矿山开发引起的多种重金属污染和酸性废水等环境问题应当受到高度重视。据1995年对全国18个矿种，1 643个大型矿山的调查结果显示，我国矿山废水累计排放量为14 624亿t，其中矿坑水14 41 l—fT",t，选矿水21 1亿t，渗漏酸性废水2亿t。浮选法是近代富集有用矿物的重要方法之一。浮选药剂的应用及发展，直接关系到浮选工艺发展效果的好坏。我国矿山所使用的选矿药剂大部分是较原始的低档次品种。这些品种用量大、效率低、高毒、高污染，如黄药、黑药和松醇油以及大量使用的石灰和硫化钠等。每年都有上百万吨药剂排放到环境中，不但给矿山环境造成严重污染，还大幅度增加矿山的生产成本11-310本文阐述了浮选药剂的危害，并对典型浮选药剂对水体化学需氧量(COD)的贡献和影响进行了试验研究，结合现有矿山的污染状况。提出了矿山化学药剂污染的控制对策。 l选矿药剂对水体的污染作用选矿药剂对水体的污染作用十分复杂，有直接产生危害的，也有间接产生危害的，还有交互作用后产生危害的。大致分为以下4种情况。 (1)选矿药剂本身是有毒有害物质。如黄药类、氰化物、硫化物、重铬酸钾(钠)、硅氟酸钠、硫酸铜、硫酸锌等。这些药剂直接产生对人体的危害。 (2)药剂本身无毒，但有腐蚀性，有的还以溶解状态进入水体。易于被生物吸收。如硫酸、盐酸及氢氧化钠等。这些酸、碱类的使用及排放，可使自然水体中的pH值过低或过高，不仅危害生物的生长，还腐蚀作物，改变土壤的性质，促使土壤流失。更为严重的是这些酸类可溶解矿石中的重金属，使其以溶解状态进入水体，产生范围更广的危害。同时，当酸性废水进入河流时又可溶解河流底质中的重金属，使其产生二次污染。

(3)药剂本身是无毒物，但这些药剂的使用与排放增加了水中的有机化合物，降低了水中的溶解氧，从而使自然水中的生物耗氧量、化学耗氧量大大增加。这类药剂主要是脂肪酸类，如粗制塔尔油、氧化石腊皂、纸浆废液等有机物。当然这些有机物也带进一些氰、酚等有毒化合物，不基金项目：国家环保部“__次全国污染源普城镇生活污染源与集中式污染治理设施产排污系数测算”(编号：WPXC2007C700) 资助。作者简介：谢武明(1974一)，男，讲师，博士，研究方向为污染控制与资源综合利用。 收稿日期：2009—07—05 万方数据 74 安徽农学通报，Anhui A鲥.Sci.Bull.2009，15(16) 过这些化合物大都在生产过程中降解了。还有一些选矿药剂随废水排入缓慢流动的湖泊、水库、内海等水域，由于这些药剂中含有生物营养元素氮、磷等，藻类等浮游生物就会因得到大量的营养而繁殖，于是会在水面上形成密集的 “水花”或“红潮”。当藻类死亡和腐败时，会引起水中的氧大量减少，生物化学需氧量增加，使水质恶化，水生生物特别是贵重鱼类大量死亡，造成水体的“富营养化”。这样的水体要使其恢复需要相当长的时间。 (4)以分散作用为主而产生危害的药剂。在选矿过程中，矿石需要磨的很细，矿浆中含有大量的有机和无机物细小粉末，当分散剂(碳酸钠、水玻璃等)加入后，由于分散作用的结果，这些有机、无机物细小粉末长时间不能沉降，以悬浮状态随废水排入自然水体，破坏水体的外观，当浓度较高时，会阻碍鱼类的呼吸，影响日照。并给藻类的同化作用带来恶劣影响。有机与无机悬浮物不仅影响天然水质，还会沉积于水底，在河流湖泊影响生态系统，在农田则必然降低土壤的透水性，危害农作物，特别是对水稻的生长发育影响最大。同时又有‘口，能在适宜的条件下。悬浮物中的有毒有害物质释放出来，溶于水体，形成二次污染。 2典型选矿药剂对00D的贡献试验研究矿山所使用的药剂，按照功能不同，可以分为捕收剂、抑制剂、起泡剂、活化剂、分散剂、絮凝剂、pH调整剂等多种类型|4。5I，其中，捕收剂、抑制剂和起泡剂是最霞要的三类矿山药剂，表l列举了矿山捕收剂的用量范围【6j。我国有色金属矿山用的选矿药剂的品种多，用量大，捕收剂以黄药和黑药为主，黄药和黑药为含硫或含磷有机污染物。起泡剂以松醇油为主，松醇油是以松节油为原料生产的萜烯醇类有机化合物。该物质极难生物降解，对环境造成长期的累积性污染。如湖北的铜绿山铜矿【7J，选矿废水都排人大冶县的大冶湖，给大冶县的水生生物造成严重污染(该铜矿已采取了有效的治理措施)。调整剂是用量最大，污染最严重的品种，主要是石灰和硫化钠。江西德兴铜矿每天排放到环境中的石灰有上百吨，前几年德兴铜矿采用一种新药剂捕收剂用量范围捕收剂 使用领域 用量范围(kg/t) GNP与石灰混用，从而大大降低了石灰用量，使石灰对环境的污染程度得到了明显的改善|8l。本次试验配置r浓度分别为50mg/L、lOOmg/L、250mg/ L、500mg/L的典型浮选药剂乙黄、丁黄、DS、PAM、乙硫氮等 5种药剂的溶液，按照国标方法[cB 11911—891测定其COD 值，结果如下表2。由表2可以看出，不同浓度的浮选药剂都会产生一定的COD值，各种浮选药剂对水体COD的贡献各不相同。表2 不同浮选药剂对应00D关系 单位：mg/L 由图1可以看出，浓度为50mg/I。