我国磷矿资源丰富，居世界第三位，但大部分属沉积磷块岩矿床，矿石品位低，杂质多，且80%磷矿含镁量偏高，嵌布粒度细。因此，在选矿过程中要求磨矿细度高，药耗量大，需要大量的工业清水和产生大量的工业废水。本课题的研究目的是:针对选矿厂现有磷矿浮选工艺，通过回用水水质对磷矿正浮选指标的影响实验，找出影响回用过程的有害物质并加以去除。寻找混凝沉淀法去除磷硫的最佳混凝药剂、除M离子等的沉淀剂及最佳工艺条件;探寻所用药剂对磷、硫、钙、M等离子的去除效果及去除机理;处理后出水进行选矿回用及其效果评价。
1、.回水水质对磷矿正浮选工艺的影响
1.1 Ca2+粒子对浮选指标的影响
相关资料表明，ca2+对磷矿正浮选指标的影响主要表现在ca2+会沉淀捕收剂，导致捕收剂的用量增加，因为捕收剂的主要成分是脂肪酸类物质，Ca2+能与脂肪酸类物质反应生成沉淀，尤其是在磷矿正浮选的碱性介质中。另一方面，ca2+是脉石的活化剂，其浓度过高将直接导致浮选过程失去选择性。但总结相关学者的研究成果，也不排除Ca2+与磷矿物表面作用从而影响到磷矿物的浮选。如果在回水中残留的ca2+浓度过高，势必大大增加捕收剂的消耗量，提高选矿经济成本;同时生成的沉淀物有可能改变系统的物理化学性质，使磷矿物表面的疏水性能变差，造成浮选过程恶化。通过实验现象对比发现，Ca2+对磷矿正浮选中矿化泡沫的颜色上有比较显著地影响，而对粘稠度影响不大。随着Ca2+浓度的增加，矿化泡沫颜色逐渐变浅，Ca2+浓度在300m留L时扫选起白色泡沫，说明此时浮选效果很差，磷矿物浮不起来。从精矿的品位上看，精矿品位先随ca2+浓度升高而有略微的上升，然后下降，但总体说来变动不大;而回收率先随ca2+浓度升高而下降，然后缓慢上升，同样在ca2+浓度超过loom留L时，回收率急剧下降，从而使得精矿质量不高。经与清水对照分析可知，回水中ca2+浓度应控制在100m留L以内。
1.2 M离子对浮选指标的影响
Mn+对磷矿正浮选指标有显著的影响。从现象上看，随着Mn+浓度的上升，矿化泡沫的颜色逐渐变浅，当Mn+浓度为35mg/L时，粗选后期白泡增多，且粘稠度大大降低。从精矿产率上看随着Mn+浓度的上升，产率呈下降趋势。从精矿的品位以及回收率上看，Mn+浓度在35mg/L时品位降到最低，然后又略有升高，而回收率一直下降。因此，要使回水选矿效果接近清水，须控制回水中Mn+浓度在25Mg/L以内。
1.3 硫酸根离子对浮选指标的影响
SO42-对磷矿正浮选指标有较大影响。从现象上看，随着SO42-浓度的增加，矿化泡沫变得越来越细，泡沫粘稠度也在降低，并且矿化泡沫的颜色逐渐变浅，当SO42-浓度为4mg/L时，矿化泡沫的颜色甚至泛黄。从品位上看，精矿品位随SO42-浓度的增加开始呈下降趋势，之后又开始上升，但总体说来变化不大。产率与回收率较清水而言，呈明显下降趋势，可能是SO42-与浮选药剂或磷矿物表面发生化学反应的原因，从而改变系统的物理化学性质，使磷矿物表面的疏水性能变差，造成浮选过程恶化。经与清水对照分析，回水中SO42-的浓度须控制在1mg/l左右。
1.4 磷酸根离子对浮选指标的影响
P043-对磷矿正浮选指标有较大影响。相关资料表明，PO43-对磷矿正浮指标的影响主要表现为Po43-对磷矿物有着较强的抑制作用。从实验现象上看，随着PO43-浓度的增大矿化泡沫的粘稠度逐渐下降，并且泡沫逐渐变细。从品位上看，品位随PO43-浓度增加而有所起伏，但总体说来变化不大，但是产率与回收率较清水却大大降低，仍然会造成磷矿原矿中富集的质量不高，有很大一部分磷矿无法被浮选出来。经与清水对照分析可得出，回水中的PO43-(以P计)浓度必须控制在10mg/L以内。
2.混凝沉淀机理分析
一般认为，凝聚是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程;絮凝是指胶体脱稳后聚结成大颗粒絮体的过程;混凝则包括了凝聚于絮凝两种过程。通常把能起混凝与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。在当前的理论研究中，混凝机理归纳起来主要有以下四种少。
(1)双电层压缩机理向溶液中投加电解质使离子浓度增高，则扩散层厚度减小。当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，屯电位降低，它们相互间的斥力减小，胶粒得以迅速凝聚。
(2)吸附电中和机理由于胶粒表面对带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，中和了自身的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附。
(3)吸附架桥机理，主要是指投加的高分子聚合物与胶粒相互吸附，但胶粒与胶粒本身并不直接接触，而使胶粒凝聚为大的絮凝体。
(4)沉淀物网捕机理当金属盐(如氯化铝或氯化铁)或金属氧化物和氢氧化物(如石灰)作混凝剂，投加量大得足以迅速形成金属氢氧化物(如氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镁)或金属碳酸盐(如碳酸钙)沉淀物时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物带正电荷时，溶液中存在阴离子(如硫酸根)可加快沉淀速度。
3.废水中M离子去除方法
3.1化学沉淀软化法
化学沉淀软化法包括石灰软化法、石灰一纯碱软化法、苛性钠(NaOH)软化法。一般情况下先向废水中加石灰乳，调节废水pH值到9.5左右，钙离子以碳酸钙的形式沉淀下来;再向废水中加入碳酸钠去除过量的钙离子，在PH值>10.5时，废水中的M离子以氢氧化物的形式沉淀下来。该法一般需要投加的石灰乳稍过量，将废水pH值调到10.6以上，对于钙离子的实际脱除极限为40mg/l(以CaCO3的形式存在)，其中25mg/l以胶体形式存在，石灰一纯碱软化法可以有效去除废水中的M离子，同时也可以在沉淀和过滤过程中将水中的悬浮物、腐蚀产物和微生物粘泥等去除，产生的泥渣脱水容易，可进行掩埋处置。石灰价格便宜、来源广泛，运行成本低，而且可以和混凝过程同时进行，降低水中的硬度和浊度。
3.2离子交换法
离子交换法除M离子涉及阳离子交换材料的使用，包括无机阳离子交换剂和有机阳离子交换树脂。
无机阳离子交换剂类型包括天然存在的氟石、铝硅酸盐、天然绿砂和磺化煤等。无机阳离子交换剂具有耐氧化、无有机物浸出、在低盐剂量下硬度泄露较低、对其它阳离子的选择性高等优点。在有机离子交换树脂发明以前常用于水的除钙和除M，目前虽然仍在某些领域少量应用，但市场规模不大。有机阳离子交换树脂交换容量大，而且是球形的，不会造成短路和水流分配问题，因此在软化水市场占有优势地位。目前，通常采用钠型和氢型等阳离子交换树脂，通过阳离子交换反应去除水中的M离子。阳离子交换树脂去除水中M离子要比化学沉淀软化法更理想，该法无污泥产生，自动化程度高，出水中M离子含量相当低，可降到lppm以下甚至可达到PPb水平。
3.3纳滤膜法
纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在1～5个纳米左右，截留分子质量范围在200～1000之间，对二价离子的截留率较好。目前已广泛应用于水的软化，不仅可有效去除水中的硬度，还可以去除水中的悬浮物、色度及其他有机物，具有占地面积小、操作劳动强度低、可实现完全自动化等优点。。
3.4阻垢剂分散法
阻垢剂分散法是指向废水中加入聚磷酸盐、有机磷酸盐、麟基聚梭酸等物质，与水体中的M离子以及其他金属离子鳌合或络合反应后，使其不易沉淀，阻止水垢的形成，已沉淀的钙离子经鳌合作用可重新分散到水中，从而达到软化效果。
4.结论
选矿废水处理后回用，有效缓解了矿区工业用水与农业用水的矛盾问题，对促进工农业生产发展和人民生活水平的提高都有积极作用。
