礦山企業(yè)在其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的選礦廢水是造成周?chē)h(huán)境污染的重要因素。選礦廢水排放量大、成分復雜，其污染物有固體懸浮物、重金屬離子、浮選藥劑等。選礦廢水直接排放，對選廠(chǎng)周邊及下游的河流、土壤造成嚴重污染，并通過(guò)食物鏈富集危害人體健康。選礦廢水處理技術(shù)如自然凈化法、混凝-絮凝法、化學(xué)沉淀法和吸附法等對選礦廢水中的固體懸浮物、重金屬離子有較好的處理效果，而對于選礦藥劑效果甚微。本文首先簡(jiǎn)要介紹選礦廢水來(lái)源、特點(diǎn)及危害，然后闡述氧化技術(shù)降解選礦廢水的機理，對比傳統氧化技術(shù)與高級氧化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，綜述氧化技術(shù)降解選礦廢水的實(shí)踐應用研究進(jìn)展，并對高級氧化技術(shù)在選礦廢水的應用前景進(jìn)行了展望。
1、選礦廢水的來(lái)源、組成及危害
1.1 選礦廢水的來(lái)源
選礦廢水不單指選廠(chǎng)選礦工藝中排出的廢水，還包括除塵系統外排水、地面沖洗水、設備冷卻水等所有外排水。選礦廢水根據其來(lái)源可分為兩類(lèi)：磁、重、浮等選礦工藝過(guò)程中所排出的廢水；精礦、中礦及尾礦濃縮設備的溢流水。其中，選礦工藝排出的選礦廢水量大，占其總量的95%以上。
1.2 選礦廢水成分組成、特點(diǎn)及危害
選礦廢水成分復雜，pH和COD值較高，起泡性強。其廢水成分組成、特點(diǎn)及危害如表1所示。
選礦廢水在尾礦庫經(jīng)過(guò)自然沉降、混凝沉淀、吸附等方法處理后，固體懸浮物和重金屬離子都可達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）。但是，其對殘留的浮選藥劑降解效果較差，人們需要采用氧化技術(shù)對其進(jìn)行進(jìn)一步的降解處理。
2、氧化技術(shù)在選礦廢水處理中的應用
研究化學(xué)氧化法的原理是通過(guò)氧化反應將廢水中的選礦藥劑氧化為易分解的物質(zhì)，最終分解為CO2和H2O，從而達到降低廢水中COD、BOD及毒性的目的。通常，加入的氧化劑有H2O2、O3、KMnO4、NaClO和Fenton試劑等。
2.1 傳統氧化技術(shù)
在選礦廢水中的應用董棟對比研究了次氯酸鈉和雙氧水對廢水中黃藥、乙硫氮及腐植酸鈉的降解效果，試驗結果表明：在適宜的條件下，兩種氧化劑對黃藥的去除率均可達90%；次氯酸鈉對乙硫氮的去除率為90.41%，雙氧水對乙硫氮的去除率為93.43%；二者對腐植酸鈉的去除率僅為15%左右。楊建文采用氧化工藝降解盤(pán)龍鉛鋅礦選礦廢水，廢水COD從110mg/L降至46mg/L，達到相關(guān)國家排放標準。
傳統化學(xué)氧化技術(shù)處理選礦廢水操作穩定、反應徹底且處理效率高，在選礦廢水處理工業(yè)實(shí)踐中發(fā)揮著(zhù)重要作用。但其存在周期長(cháng)、成本高、易造成二次污染且難達到深度氧化處理效果的缺陷。
2.2 高級氧化技術(shù)在選礦廢水中的應用
高級氧化技術(shù)因其降解效率好、速度快且無(wú)二次污染被等特點(diǎn)，在選礦廢水處理過(guò)程中被用于降解其中難處理的各種有機污染物。高級氧化技術(shù)在降解選礦廢水過(guò)程中主要通過(guò)反應產(chǎn)生具有高反應活性的羥基自由基（·OH），其氧化還原電位高達2.8V，可將難降解的大分子有機污染物降解成小分子低毒或無(wú)毒的物質(zhì)。高級氧化技術(shù)的關(guān)鍵是產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，根據自由基產(chǎn)生方式的不同，高級氧化技術(shù)可細分為Fenton氧化、臭氧氧化和電化學(xué)氧化等。
2.2.1 Fenton氧化技術(shù)降解選礦廢水
Fenton氧化是利用Fe2+和H2O2之間的鏈式催化反應生成·OH，降解選礦廢水中的有機污染物。根據Fenton催化劑存在形式的不同，人們可以將其分為均相Fenton技術(shù)和非均相類(lèi)Fenton技術(shù)。
唐義等人研究了Fenton法降解黃藥生產(chǎn)廢水中的異戊基黃藥，在pH=3、H2O2用量10mL/L、FeSO4·7H2O用量100mg/L、反應時(shí)間60min的最佳條件下，COD去除率可達84.38%，黃藥降解率高達99.55%。翟平等人采用CuO/γ-Al2O3類(lèi)Fenton試劑降解丁基黃藥，在最佳反應條件下，丁基黃藥的降解率可達98%，與傳統Fenton技術(shù)相較，該反應可在較高pH（4～5）條件下進(jìn)行，在廢水處理及回用過(guò)程中可有效節約酸堿調節劑的用量，減少污泥的產(chǎn)生。
與均相Fenton相比較，非均相類(lèi)Fenton擴寬了選礦廢水處理的pH適用范圍，解決了催化劑回收難等問(wèn)題，但催化劑的穩定性以及使用壽命有待進(jìn)一步的研究。
2.2.2 臭氧氧化技術(shù)降解選礦廢水
臭氧是一種強氧化性物質(zhì)，在催化劑作用下可產(chǎn)生·OH，能將選礦廢水中難處理的大分子有機污染物進(jìn)行氧化降解。根據臭氧作用途徑的不同，其反應可分為臭氧直接反應和臭氧分解產(chǎn)生·OH的間接反應。
王自超等熱采用臭氧氧化-活性炭吸附工藝處理多金屬硫化礦選礦廢水，結果表明，當臭氧濃度為33.3mg/L，活性炭用量為20mg/L，反應為4h時(shí)，COD可下降57%，pH降至8，滿(mǎn)足廢水回用于浮選作業(yè)的要求。夏艷圓等人采用絮凝-臭氧氧化工藝處理安徽某銅礦山選礦廢水，結果表明，在整個(gè)試驗pH區間，臭氧對丁基黃藥去除效果顯著(zhù)，pH=8時(shí)，臭氧對Z-200的去除效果最佳；處理后的選礦廢水回用于浮選試驗，其浮選指標良好。
臭氧氧化技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，可形成氧化性強的·OH，有利于選礦廢水中難降解有機污染物的去除。目前，如何提高O3的利用率，研究臭氧與其他技術(shù)的聯(lián)用，開(kāi)發(fā)高效節能的臭氧發(fā)生裝置和反應器成為該技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
2.2.3 電化學(xué)氧化技術(shù)降解選礦廢水
電化學(xué)氧化技術(shù)是通過(guò)電極反應，在其表面產(chǎn)生具有強氧化性的·OH，氧化廢水中難降解的有機污染物。根據反應機理的不同，其可分為電化學(xué)直接氧化和電化學(xué)間接氧化。
李天國等人采用脈沖電催化內電解流化床技術(shù)去除浮選廢水中的Pb2+和苯胺黑藥，結果表明，在pH為4、電流密度為20mA/cm2、脈沖周期為2s、停留時(shí)間為90min的條件下，Pb2+和苯胺黑藥的去除率分別為99.80%、78.83%。孟瑋等人在新型Ti/Ta2O5/lrO2電極上通過(guò)電催化氧化降解丁黃藥和苯胺黑藥，結果表明：調節黃藥初始pH至4.3、電流密度至20mA/cm2、極板間距至10mm，電解90min，濃度為1000mg/L的黃藥去除率達到95%，COD去除率大于80%；相同條件下，初始pH為9的苯胺黑藥廢水的去除率達80%。
電化學(xué)氧化技術(shù)無(wú)須投加大量化學(xué)藥劑，可在常溫常壓下處理難降解的有機污染物，是一種具有應用前景的廢水處理技術(shù)。但目前存在能耗大、電極材料壽命短、電流效率低等問(wèn)題。探索綜合性能好的電極材料、優(yōu)化反應器結構，實(shí)現系統節能、高效運行是未來(lái)發(fā)展的方向之一。
3、結論
目前，高級氧化技術(shù)降解選礦廢水的應用研究還不夠成熟，其還需要強化以下研究工作。一是加強高級氧化技術(shù)降解選礦廢水的理論基礎研究。高級氧化技術(shù)降解選礦廢水正處于實(shí)驗室機理研究階段，人們必須深入研究高級氧化技術(shù)協(xié)同作用降解選礦廢水的機理，夯實(shí)高級氧化技術(shù)工業(yè)應用的技術(shù)基礎。二是根據廢水性質(zhì)的不同選擇合適的工藝聯(lián)合方案，優(yōu)化傳統工藝與各高級氧化技術(shù)之間的組合，提高降解效率。三是加強對催化劑及反應器的研究。人們要尋找催化活性好、適用范圍廣、成本低的催化劑，并設計穩定、低廉、高效的反應器，降低高級氧化技術(shù)在選礦廢水處理中的應用成本。（來(lái)源：長(cháng)沙礦冶研究院有限責任公司，安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責任公司）
