浅谈绿色矿山建设中废水处理(07、122)

浅谈绿色矿山建设中

废水处理中核浙江衢州铀业公司周友生绿色矿山建设是在铀矿冶开展的关键时期，为满足铀矿山更好更快更平安环保开展提出的一项重要举措，是实现科学开展观，建设和谐社会和环境友好型企业的具体表达，它不仅具有战略意义，而且更具有现实意义。绿色矿山建设是个系统工程，通过实施这项工程就是要练“内功〞，解决面临的问题，夯实企业开展的根底。绿色矿山的主要内涵：强化和完善废水处理，完全实现达标排放；强化废渣管理措施，定点堆放，缩小污染面；废旧金属全部送到铀矿冶放射性污染金属熔炼中心处理；矿山井下的粉尘、氡及氡子体的监测工作进一步标准，合格率到达国家标准以上；矿〔厂〕区做到整洁、绿化，塑造铀矿冶企业新形象。中核浙江衢州铀业有限责任公司〔以下称衢州铀业公司〕作为铀矿冶企业绿色矿山建设的试点单位，按照绿色矿山建设的要求全面展开了绿色矿山建设，废水的治理是当时衢州铀业公司面临的最紧迫、最需解决的环境影响压力，通过开展针对废水的环境整治专项治理，使衢州铀业公司环境保护面貌有较大改变，开展废水治理带动绿色矿山建设是衢州铀业公司化解环保矛盾转变企业形象的当务之急。一、开展绿色矿山建设是衢州铀业公司面临环保压力，实现可持续开展的必然要求。衢州铀业公司位于浙江省衢州市大洲镇内，由南北两个矿区及一个矿石转运站组成，含大茶园、雷公殿、白西坑、白鹤岩、大桥坞五个矿井。衢州铀业公司原为纯采矿矿山，始建于1965年，1967年正式投产，1997年通过全堆浸技改，衢州铀业公司也由单一的采矿企业转变成铀矿采冶联合企业。虽然建矿之初，衢州铀业公司就建立并完善了矿坑水处理系统、矿井通风系统等，全堆浸技术改造后，又逐步建立尾渣坝、工艺废水处理系统等环境保护设施。随着社会的进步，人们生活水平的提高，衢州铀业公司环保问题日显突出，特别是生产工艺中排出的废水反映强烈，与周边村民的矛盾越来越深，时常引发环保纠纷，对企业的稳定开展产生了很大的不利影响。由于衢州铀业公司当前最主要的环境影响问题是生产中产生的废水对矿区周围水体的环境影响，因此对废水的治理是抓住了环境影响的主要矛盾，通过废水的治理解决环境影响突出问题，通过废水治理实现环境保护工作从末端治理变为源头预防。为改善环境质量，化解社会矛盾，保障公众健康，促进企业开展，在衢州铀业公司试点开展废水治理进行绿色矿山建设十分必要，通过废水治理最大限度提高废水回用率，降低处理本钱，回收尾液中的铀金属，充分利用不可再生资源，环境污染趋势得到有效遏制，缓和社会矛盾，促进企业可持续开展。二、衢州铀业公司开展废水治理、启动绿色矿山建设前废水处理运行状况和存在问题。废水主要来源：矿井矿坑水、堆浸工艺废水、尾渣堆放堆产生的渗出水。1、矿坑水处理运行状况和存在问题：矿坑水来自衢州铀业公司大茶园矿井，流量为200—300m3/d，井下矿坑水用泵打到地表高位贮池，再自流进入吸附塔吸附回收铀，吸附塔为筛板式流化床，内装强碱性阴离子交换树脂，两塔并联操作，单塔规格为Φ1600×6000mm。矿坑水从塔底进、塔顶出，逆流操作。由塔顶流出的即是除铀后的吸附尾液，直接外排。负载树脂从塔底排出，用空气提升转移到淋洗塔，以酸性氯化钠溶液淋洗，淋洗合格液送到水冶厂沉淀铀，解吸树脂返回吸附塔。原矿坑水处理流程见图1。吸附沉降淋洗合格液清液排放淋洗剂树脂返回

图1：原矿坑水处理流程矿坑水矿坑水处理运行中存在以下问题：⑴矿坑水中铀经离子交换后的吸附回收效果不稳定，造成有时外排吸附尾液中铀浓度偏高。主要原因是，吸附设备为20世纪70年代研制的筛板式流化床，该类塔内树脂容易返混，影响吸附梯度。要求操作与控制精细，否那么难以掌握负载树脂的排放周期，运行稳定性差。⑵没有设置除镭设施。当矿坑水中镭浓度高时造成外排水不能到达环保要求。〔3〕没有除锰设施。造成外排水非放指标不合格。2、工艺废水处理运行状况和存在问题：工艺废水主要来自浸出液经离子交换吸附铀后的吸附尾液，约占吸附尾液量的15%—20%〔含氯根较高的局部〕，工艺废水流量约为60-80m3/d，处理工艺流程是：废水贮池中废水用泵送到1个Φ600×600搅拌槽，加氯化钡溶液除镭，再流到2个Φ1500×1500中和搅拌槽，加石灰乳中和到PH值后排入沉降池，清液以渗滤的方式排入环境水体，沉渣那么沉积在池中，定期清理，将浆体沉渣运到沉渣处置场填埋。原工艺废水处理流程见图2。中和沉淀沉淀除镭沉降浓密石灰乳配制过滤BaCl2溶液废水石灰水清液排放

滤渣处置场

图2：原工艺废水处理流程工艺废水处理运行存在问题：⑴工艺和设备配置不合理，废水处理效果不能到达最正确水平。废水处理设施与水冶厂铀吸附和产品工序在一起，造成交叉污染；最终处置的沉渣仍有流动性；没有设置沉渣循环，不利于沉渣过滤。⑵当时的中和反响时间偏短，少数元素的沉淀反响不完全；中和反响pH值控制在，偏低，中和后的溶液发生水解就容易出现酸化返溶的现象。因此，造成废水处理效果不稳定，外排水有待提高稳定处理效果。⑶当时所采取的处理水渗滤外排的方式不合理，不利于监测。⑷没有设置槽式排放。⑸控制与监测系统不完善。3、尾渣库渗出水处理和存在问题。衢州铀业公司矿石全部进行地表堆浸，浸出尾渣堆存于尾渣库。尾渣库设置在堆场工业场地的下方山沟中，尾渣坝采用透水堆石坝，坝高15m。尾渣库渗出水除用于堆浸生产配制喷淋液，剩余局部进入工艺废水处理系统。渗出水首先通过自流或泵打入尾渣坝下的集水池，再由集水池通过泵打入堆浸喷淋生产配液池。尾渣库设置有与之配套的防洪沟、渗出水收集池和渗出水泵房等附属设施。存在问题：⑴尾渣库渗出水收集池下游仍有少量渗出水，铀浓度和酸度超标。⑵枯水期尾渣库渗出水全部返回堆浸工序，但雨季渗出水量较大，堆浸工序无法全部接纳。三、衢州铀业公司开展废水治理、绿色矿山建设后废水处理运行状况。1、开展废水治理后矿坑水处理运行状况：通过开展矿坑水治理实现了矿坑水处理采用“离子交换回收铀——氯化钡除镭——除锰——外排〞的工艺流程：来自井下的矿坑水经过沉砂池和贮池后，用泵送到离子交换设备吸附回收铀。吸附设备为密闭式高流速固定床，3塔串联吸附，溶液从塔顶进，塔底出。吸附尾液加氯化钡溶液除镭，再用压滤机过滤，滤液经检验合格后排放，否那么返回矿坑水贮池，重新处理。负载树脂用酸性氯化钠溶液淋洗〔两塔串联淋洗〕，淋洗液合并到水冶厂淋洗合格液再去沉淀产品。工艺流程见图3、图4：吸附过滤

沉淀镭氯化钡配制检验贮存

淋洗氯化钡，水矿坑水淋洗剂配制氯化钠返回沉淀母液淋洗液去水冶厂树脂外排不合格返回图3：矿坑水处理流程图

臭氧↓矿井水〔沉淀镭后〕→水箱→暴气→过滤→出水图4：除锰工艺流程图形成的矿坑水处理系统主要设备设施配制如下：〔1〕矿坑水贮池在原有矿坑水贮池的根底上，新增200m3贮池1个，钢筋混凝土结构，形成了600m3/d矿坑水贮存能力。⑵进液泵及泵房：吸附塔进液泵到达流量40m3/h，扬程40m的能力；泵房利用原有厂房改造，能容纳2台泵〔1台工作，1台备用〕、电磁流量计等。⑶吸附塔：吸附塔选用核工业北京化工冶金研究院最新研制的专利设备—高流速密实固定床离子交换设备，该设备可在吸附流速40m/h以下稳定操作，吸附塔设计时考虑处理量留有较大余地，按800m3/d计，吸附塔直径为，每塔树脂床高度3m，形成了3塔串联吸附。⑷淋洗剂配制槽和中间贮槽：形成了2塔串联淋洗，中间贮槽主要用于贮存再生树脂塔中排出的淋洗剂和洗水等，设置中间贮槽2台，⑸氯化钠溶解槽：配置了Φ1200×1200钢制搅拌槽1个。⑹淋洗合格液贮槽：配制了容积6m3的贮槽，已作防腐处理。⑺除镭反响槽：设置1台Φ1600×1600的钢制搅拌槽作为除镭反响设备，有效容积为，可以满足处理要求。⑻过滤机：过滤机的用途是将沉淀的硫酸钡〔镭〕滤除，沉淀物的量虽然很少，但考虑到水的流量较大，要保证一定的过滤面积，选择1台60m2的厢式压滤机。操作压力约，最大不超过。⑼压滤机进料泵：选2台Q=40m3/h、H=60m的离心水泵，交替使用。⑽其它泵：包括淋洗剂进料泵，反冲水泵，溶解槽和各溶液池之间的溶液转移泵均为小流量泵，选用了普通塑料离心泵。2、开展废水治理后工艺废水处理运行状况：通过开展工艺废水治理实现了水冶厂工艺废水处理采用“氯化钡除镭——石灰中和——沉渣循环——槽式排放〞的工艺流程。工艺废水主要来自浸出液经离子交换吸附铀后的吸附尾液，约占吸附尾液量的15%—20%〔含氯根较高的局部〕，其余局部返回堆场利用，雨季时还有约200—300m3/d尾渣库渗出水进入废水处理系统。工艺废水流入废水贮池，再泵到除镭搅拌槽，加氯化钡溶液沉淀镭，然后进入串联操作的2台中和反响槽，加石灰乳中和到。中和产物通过管道泵泵入浓密机进行液固别离，溢流〔清液〕流到槽式排放池，经检验合格后外排，否那么返回废水贮池并再次处理。浆状沉淀经压滤机过滤，滤饼运到沉渣处置场填埋，滤液返回浓密机或排到槽式排放池。工艺废水处理流程图见图5。沉淀镭

石灰中和氯化钡配制检验贮存氯化钡，水石灰乳配制石灰，水外排不合格返回图5：工艺废水处理流程图工艺废水过滤底流溢流滤饼去处置场沉降分离形成的工艺废水处理系统主要设备设施如下：⑴废水贮池及输液泵：考虑到废水处理量以及槽式排放的要求，新建了1个300m3贮池，钢筋混凝土结构，已防腐，可以贮存24小时的废水量。使用耐腐蚀管道泵2台〔备用1台〕，流量30—40m3/h，扬程15—20m，用泵将废水输送到除镭反响槽。⑵除镭反响槽：选择了1台Φ1500×1500搅拌槽可满足处理要求，钢制搅拌槽，已防腐。⑶中和反响槽：中和反响槽有效容积为12.5m3。采取2槽〔单槽容积为6.25m3〕串联操作的模式。⑷石灰乳制备槽兼贮槽：每班最大石灰用量为，按25%配制浓度，每班石灰乳用量为9m3。选1台Φ2000×2000钢制框式搅拌槽，每班配制2槽即可。所用石灰为袋装粉状石灰，为降低工人劳动强度并改善操作条件，提高自动化计量与控制水平，设置1个石灰料仓，通过螺旋给料机〔变频〕给料，石灰加料量和水量比例可以精确控制，石灰乳制备既能间歇式操作也可连续操作。⑸压滤机：配制了XA100Z/1000-UB〔过滤面积100m2，滤室容积〕厢式压滤机2台，每天每台过滤3次可满足要求。目前废水量只有约120m3/d，先安装1台，预留1台的位置。压滤机操作压力约，最大不超过。⑹压滤机进料泵：选YL型压滤机专用泵，型号YL50-32-200，共2台，其中1台备用。⑺浓密机：选用直径12m的浓密机。⑻沉渣循环泵：利用原来用于沉渣输送的无阻塞泵，流量约10m3/h，扬程15m。⑼槽式排放池：以最大处理量为300m3/d计，每个班处理量为150m3。设计的槽式排放池共2个，总容积300m3，单池150m3，可以实现每个班检测和排放1池溶液。池为钢筋混凝土结构，底部排液。3、尾渣库渗出水治理情况在位于尾渣库山谷谷口处的土坝内侧修建截水沟，用以拦截坝基以下至中风化流纹岩以上各岩土层渗出水及地表水。沟内侧形成了有效集水容积1000m3集水区域，沟内集水由用泵抽至渗出水收集池。完善了周边排水系统，疏通原有排水沟，补充了局部排水沟，做到清污分流。干旱季节、平常时候尾渣库渗出水均用于堆浸生产配制喷淋液。渗水量较大的雨季，通过集水池局部用泵打入堆浸喷淋生产配液池用于配制喷淋液，剩余的渗出水通过泵、管路输送到现工艺废水处理系统进行处理。四、治理后的环境效益及社会效益矿坑水处理：形成600m3/d的矿坑水处理能力，大大高于现在120m3/d实际处理量，提高了系统的处理效果和稳定性；增加了除镭设施；实现了自动计量、监测和控制。矿坑水经处理后放射性、非放指标满足了相关法规、标准要求，矿坑水排放到达了设计要求，做到了达标排放。水冶工艺废水处理：形成300m3/d的废水处理能力，高于目前150m3/d实际处理量，增加了沉渣过滤、沉降别离设施；实现了自动计量、监测和控制。工艺废水经处理后放射性、非放指标满足了相关法规、标准要求，工艺废水排放到达了设计要求，做到了达标、槽式排放。在现有尾渣库山谷谷口处的土坝内侧修建了截水沟，用以拦截坝基以下至中风