采选矿含铊含砷废水深度除铊除砷工艺方法

采选矿含铊含砷废水的深度处理需结合水质特性（如高盐、高酸性、铊砷形态复杂）和严苛的排放标准（铊≤0.1μg/L，砷≤10μg/L），采用多段协同工艺实现高效去除。以下是基于Zui新技术进展和工程实践的关键工艺方法及技术细节：

pH 调节与氧化还原预处理

酸性废水（pH 2-5）：投加石灰乳或氢氧化钠调节 pH 至 7-9，使钙镁离子形成氢氧化物沉淀，同时通过曝气或投加高锰酸钾（KMnO₄，1-3mg/L）将 As (III) 氧化为 As (V)、Tl⁺氧化为 Tl³⁺，提升后续沉淀效率。例如，某铅锌矿废水经 pH 调节至 8.5 并投加高锰酸钾后，砷去除率从 60% 提升至 92%。

碱性废水（pH＞9）：采用或回调至中性，避免氢氧化物沉淀覆盖吸附材料表面。

除砷剂预处理（针对高砷废水）
对于砷浓度＞500mg/L 的废水，采用两级除砷反应：湖北某化肥厂案例显示，两级系统使 As 从 480mg/L 降至 0.8mg/L。

除砷剂 - 除铊剂协同沉淀

氧化破络：投加双氧水（H₂O₂，2-5mL/L）和亚铁（FeSO₄，300-500mg/L），在 pH 4-6 条件下氧化 Tl⁺为 Tl³⁺，并破坏金属 - 氯离子络合物（如 TlCl₄⁻）。

螯合沉淀：调节 pH 至 8-9，投加螯合除铊进行除铊反应，某冶炼厂废水经此工艺处理后，As 从 133mg/L 降至 0.12mg/L，Tl 从 2.8mg/L 降至 0.002mg/L。

钙基共沉淀法

在氧化预处理后投加氯化钙（CaCl₂，10-30g/L），调节 pH 至 9-10，使 As (V) 生成 Ca₃(AsO₄)₂沉淀（Ksp≈6×10⁻¹⁹），同时 Tl³⁺形成 Tl (OH)₃沉淀。结合聚铝（PAC，100-200mg/L）和 PAM，可使砷浓度＜0.5mg/L，铊浓度＜2.5μg/L。

纳米吸附剂深度处理

负载型纳米材料：采用稀土基复合纳米吸附剂，其表面负载的水合氧化锰和氧化铁通过化学吸附作用去除 Tl³⁺和 As (V)。在 pH 6-9 条件下，处理精度可达 Tl≤0.1μg/L、As≤10μg/L，且耐高盐（Cl⁻≤10000mg/L）。广西某选矿厂案例中，纳米吸附柱使砷浓度从 0.8mg/L 降至 0.05mg/L，铊从 0.037mg/L 降至 0.0005mg/L。

再生工艺：用 5% 或脱附，再生液返回化学沉淀段，铊回收率＞95%。

电絮凝法
采用铁 - 铜电极串联，在 pH 7-9、电流密度 0.04-0.06A/cm² 条件下电解，阳极释放的 Fe²⁺和 Cu²⁺形成氢氧化物絮凝体吸附 Tl³⁺和 As (V)。某钨冶炼废水案例中，电絮凝使砷从 11.6mg/L 降至 0.12mg/L，铊从 0.5mg/L 降至 0.003mg/L，但能耗较高（约 2-3kWh/m³）。

芬顿氧化 - 混凝耦合
在 pH 3-5 条件下投加 FeSO₄（200-400mg/L）和 H₂O₂（100-300mg/L），通过羟基自由基（・OH）氧化 Tl⁺和 As (III)，再调节 pH 至 8-9 进行混凝沉淀。此方法对高浓度有机络合态铊砷去除效果显著，某金矿废水经处理后，铊从 5.6mg/L 降至 0.001mg/L，砷从 890mg/L 降至 0.3mg/L。

膜分离深度净化

反渗透（RO）：在 pH 6-8 条件下，RO 膜对 Tl³⁺和 As (V) 的截留率＞99%，适用于对出水要求极高的场景（如饮用水源地）。但需预处理（如超滤）防止膜污染，运行成本约 5-8 元 / 吨。

纳滤（NF）：选择性截留二价及以上离子，对 Tl⁺和 As (V) 的去除率约 80-90%，能耗低于 RO，更适合中等浓度废水（Tl 0.1-1mg/L，As 0.5-5mg/L）。

含铊砷污泥资源化

固化稳定化：将污泥与水泥、粉煤灰按 1:3:2 比例混合固化，浸出毒性满足《危险废物鉴别标准》（GB 5085.3-2007）后安全填埋。

高温熔融回收：在水泥窑或专用熔炉中高温（＞1200℃）处理，铊以蒸气形式挥发后冷凝回收（纯度＞99%），砷固定在炉渣中作为建材原料。此方法需配套尾气脱硫脱硝设备，避免二次污染。

动态监测与智能控制
安装在线铊砷传感器、pH 计和 ORP 仪，实时反馈数据并联动加药系统。例如，湖南某冶炼厂通过智能化控制系统，使药剂投加精度误差＜5%，运行成本降低 30%。

应急处理与风险预警
建立应急池（容量≥24 小时Zui大废水量）和备用移动离子交换装置，应对突发高浓度污染。同时，与下游水体监测点建立数据共享平台，实现跨区域污染预警。

源头管控与清洁生产

优化选矿工艺，减少含铊砷浮选药剂（如芳香族砷酸）的使用，改用无砷捕收剂。

对含铊矿石堆存区实施防渗处理（HDPE 膜 + 黏土衬层），并设置初期雨水收集系统（前 30 分钟雨水导入应急池）中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所。

技术选择原则：

高浓度废水（Tl＞1mg/L，As＞100mg/L）：优先采用 “氧化 - 螯合沉淀 ” 组合工艺，确保稳定达标。

中低浓度废水（Tl 0.1-1mg/L，As 1-50mg/L）：推荐 “纳米吸附 ” 兼顾效率与成本。

酸性高盐废水：选择纳米吸附剂，避免化学沉淀法的结垢问题。

通过上述多段协同工艺与精细化管理，采选矿含铊含砷废水可稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中铊≤0.1μg/L、砷≤10μg/L 的限值，同时实现资源回收与环境风险防控的双重目标。