某铜渣选矿厂尾矿回水处理的研究 3页

第33卷第5期矿冶工程V0lI33№52013年1O月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGOctober2013某铜渣选矿厂尾矿回水处理的研究①孙凯，黄自力，詹保峰，王小凤(武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北武汉430081)摘要：为了提高尾矿回水质量，研究了某铜渣选矿厂尾矿的沉降性能。考察了不同粒度尾矿的沉降性能，探讨了高分子絮凝剂种类及用量对尾矿沉降效果的影响。结果表明，使用高分子絮凝剂可以大幅度提高细粒尾矿沉降速度，同时降低澄清水的浊度，其中阳离子型聚丙烯酰胺比非离子型聚丙烯酰胺及阴离子型聚丙烯酰胺效果好，阳离子型聚丙烯酰胺的较佳用量为6g／m。关键词：尾矿；回水处理；沉降；高分子絮凝剂；聚丙烯酰胺中图分类号：X703文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2013．05．013文章编号：0253—6099(2013)05—0053—03StudyonWastewaterTreatmentforTailingsfromCopperSlagConcentratorSUNKai，HUANGZi—li，ZHANBao-feng，WANGXiao—feng(HubeiKeyLaboratoryforEfficientUtilizationandAgglomerationofMetallurgicMineralResources，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，Hubei，China)Abstract：Inordertoimprovethequalityofwastewaterfromtailings，settlingperformanceoftailingsfromacopperslagconcentratorwasstudied．Basedonthecomparisonofsettlingperformancesoftailingswithdifferentsizedistribution，theinfuenceofpolymerflocculantsofdifferenttypeanddosageOilsettlingeffectswasdiscussed．Resultsshowthatthesedimentationvelocityoffine—grainedtailingsissubstantiallyimproved，andthesupernatantturbidityisreducedbyusingpolymerflocculants，amongwhichcationic—typepolyacrylamidesperformsbetterthanbothnon—ionicandanionicones，withanappropriatedosageof6g／m。．Keywords：tailings；recyclingwatertreatment；settlement；polymerflocculants；polyacrylamide选矿过程中需要大量的水，也会产生大量的废水，浆，pH值为7～8。由于选矿厂技术改造前后，尾矿粒废水中含有悬浮物、浮选药剂和重金属离子，这些污染度发生了变化，因此研究对象为目前的尾矿(粗粒尾物如果直接排放，势必造成环境污染，因此回水利用是矿)和模拟技改后的尾矿(细粒尾矿)。两种尾矿的特选矿工艺流程中必不可少的内容，尾矿水的质量是对征粒度见表1。选矿经济技术指标有重要影响的因素之一_1J。某铜渣选矿厂技术改造后，尾矿粒度变得更细，沉降效果变表1尾矿特征粒度差，而尾矿浓密池由于受场地的限制无法扩容改造。为了确保回用水质量，研究采用高效絮凝剂改善尾矿的沉降l生能。高分子絮凝剂具有用量少、沉降陕、性能较稳定等特点j，因此采用添加高分子絮凝剂的方式提高尾矿的沉降效果，从而提高回用水质量和利用率。1实验材料与方法1．2实实验验所药用剂高分子絮凝剂包括阳离子型聚丙烯酰胺1．1尾矿试样(CPAM)、非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)与阴离子型实验所用尾矿试样为目前某铜渣选矿厂回收铜、聚丙烯酰胺(APAM)，分子质量均为1200万。使用时铁后的尾矿，真密度3．7334g／cm。，尾矿配成20％的矿配制成1％v的溶液待用。①收稿日期：2013-04-02基金项目：国家自然科学基金资助项目(50904047)作者简介：孙凯(1986一)，男，陕西西安人，硕士研究生，主要研究方向为资源综合利用。通讯作者：黄自力(1965一)，男，湖南祁阳人，博士，教授，主要从事矿物加工与资源综合利用研究。\n矿冶工程第33卷1．3实验方法先往200mL量筒中分别加入一定量10％的尾矿浆，再加入一定量的絮凝剂溶液(空白对比试验则不加)，摇瘩基匀，使药剂与矿浆充分混合；立即按动计时器，静置观察，＼掘记录沉降区和澄清区界面在每个记时时刻的位置，也就噬烘是每个记时时刻的澄清区的高度；测定上清液浊度。潮2结果与讨论2．1粒度对沉降效果的影响沉降时间／rain在不添加絮凝剂的条件下，研究了2种不同粒度图2絮凝剂种类对细粒度尾矿沉降效果的影响尾矿的沉降效果，结果见图1及表2。表3不同絮凝剂作用下澄清层浊度值絮凝剂种类不同絮凝剂用量下的浊度／NTU昌5g／m10g／m暑＼恒啮魍由图2看出，加入絮凝剂后，无论添加何种絮凝剂，尾矿达到沉降平衡的时间大大缩短，即沉降速度均沉降时间／min大幅提高。而在同样投加量的条件下，CPAM的效果图1粒度对沉降效果的影响最佳，NPAM效果次之，APAM效果较前两者略差。表3说明，同样的沉降时间条件下，投加CPAM表2不同粒度尾矿澄清层浊度值比NPAM及APAM，澄清层的浊度值低；而阳离子絮凝样品至旦隆工垫堕!剂的投加量由5g／m增至10g／m时，浊度值反而增2Imin34min120min大，说明10g／m。的投加量可能已超过最优投加量。CPAM絮凝效果好，可通过对尾矿Zeta电位分析加以说明。从图1可知，粗粒尾矿沉降约20min接近平衡，图3为尾矿颗粒的Zeta电位与pH值的关系。尾而细粒尾矿达到沉降平衡约需1h，而且从表2看出，矿的等电点为4．14，当pH>4．14后，尾矿颗粒表面带细粒尾矿澄清层浊度也明显要高，说明澄清层中有更有负电荷，而尾矿矿浆的pH值为7～8，因此矿粒表面多的微细悬浮物。因此，如果用目前的尾矿浓密池处带有较多的负电荷。理粒度变细的尾矿，不仅沉降时间不够，澄清水的水质也会变差，势必影响选矿工艺指标，这是一个恶性循环。只有使用高效絮凝剂，较大地提高细粒尾矿的沉降l生能，才能利用现有的尾矿浓密池设施，实现细粒尾矿快速沉降并得到较好的回用水。根据斯托克斯理论，随着矿浆颗粒粒度增大，颗粒的沉降速度增加。高分子絮凝剂通过“桥连”作用使微细颗粒聚集成团，小颗粒变成了大颗粒，沉降速度大大提高，同时高分子“网捕”了澄清层中的微细颗粒，pH值使得澄清水浊度变低。图3尾矿Zeta电位与pH值的关系2．2不同絮凝剂对沉降效果的影响研究了CPAM，NPAM，APAM对细粒尾矿沉降效加入以上3种高分子絮凝剂后，一方面絮凝剂的果的影响，结果见图2。不同絮凝剂作用2h后澄清层线性结构中的化学基团(酰胺基)和矿物颗粒表面某浊度值见表3。些部位在离子键、氢键和范德华力的作用下相互吸附，\n第5期孙凯等：某铜渣选矿厂尾矿回水处理的研究55而絮凝剂的线性机构上具有大量的化学基团(酰胺从图4及表4可以看出来，随着絮凝剂投加量增基)，从而絮凝剂的线性结构与多个矿物颗粒相互吸加，沉降速度越快，当投加量由6g／m增加到8g／m附，起到了架桥连接的作用，因此，3种絮凝剂都有效后，继续增加絮凝剂的投加量，沉降速度并未有明显增地提升了尾矿的沉降效果；另一方面，由于尾矿矿浆带加，反而澄清层浊度略有上升。有负电荷，加入CPAM后，带有负电荷的矿物颗粒对当投加量较低时，随着投加量增加，矿浆中的絮凝带有正电荷的絮凝剂线性结构部分具有强烈的吸附作剂线性结构也增加，有更多的基团(酰胺基)与矿物颗用，在吸附作用下，矿物颗粒表面的部分负电荷被中粒作用，但是当絮凝剂量过高后，絮凝剂重新变成了稳和，减少了静电斥力，更易于其他的颗粒接近从而吸定的胶体，反而不利于沉降。从尾矿沉降速度、澄清水附，因此，CPAM作用效果较NPAM与APAM更佳。浊度和药剂消耗量(即成本)综合考虑，较佳投放量为2．3阳离子型絮凝剂用量对沉降效果的影响6g／m。由于CPAM效果较好，因此考察了CPAM用量对细粒尾矿沉降的影响，结果见图4。CPAM作用1h后3结论澄清层浊度值见表4。1)尽管尾矿粒度变细，沉降性能变差，但可通过添加高分子絮凝剂改善沉降效果。2)CPAM絮凝沉降效果较NPAM及APAM更好，E量其添加量以6g／m为宜。＼{醚嬗3)絮凝剂的使用，一方面提高了尾矿沉降速度，D】l{蜒另一方面降低了澄清水的浊度值，这使得尾矿浓密池龆不仅提高了处理能力，而且提高了回用水的质量，符合“节能减排，循环经济”的产业政策。沉降时间／min参考文献：图4CPAM用量对细粒尾矿沉降效果的影响王建斌，刘运杰，杨荣耀，等．某浮选厂废水净化回用的试验研究与工业实践[J]．矿产综合利用，2003(1)：14-17．表4不同用量CPAM作用下澄清层浊度值[2]黎载波，王国庆，邹龙生．有机高分子絮凝剂在印染废水处理中的CPAM投加量／(g-m)浊度／NTU应用[J]．工业水处理，2003，23(4)：14-17．2133[3]张去非．絮凝剂对金岭铁矿选矿厂尾矿絮凝沉降速度影响的研究462[J]．中国矿山工程，2004，33(1)：20-24．629832[4]胡波，陈代雄，薛伟．某氧化铜钴矿选矿废水处理与回用试验1035研究[J]．湖南有色金属，2010，26(3)：46—50．(上接第52页)[2]朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[M]．长沙：中南工业大学[6]李江涛，库建刚，黄加能．亚硫酸钠在铜铅分离浮选中的应用[J]．出版社，1987．中国矿业，2007(10)：54—56．[3]罗仙平．难选铅锌硫化矿电位调控浮选机理与应用[M]．北京：冶[7]罗仙平，王淀佐，孙体昌，等．某铜铅锌多金属硫化矿电位调控浮金工业出版社，2010．选试验研究[J]．金属矿山，2006(6)：30-34．[4]王云，张丽军．复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究[J]．有[8]王世辉．某难选铜铅矿铜铅分离工艺试验研究与实践[J]．矿冶工色金属(选矿部分)，2007(6)：1—6．程，2012(2)：49-51．[5]邬顺科，戴晶平，刘运财．易浮难分离的铜铅锌硫化矿石的浮选工[9]范娜，李天恩，段珠．复杂铜铅锌银多金属硫化矿选矿试验研艺优化研究[J]．国外金属矿选矿，2006(10)：21-25．究[J]．矿冶工程，2011(4)：48-50．