某硫化矿选矿厂废水处理工艺研究.pdf 4页

'第5期矿产保护与利用No．52014年10月CONSERVATIONANDUTILIZATIONOFMINERALRESOURCES0ct．2014某硫化矿选矿厂废水处理工艺研究邵坤，顾野，李志锋(辽宁省地质矿产研究院，辽宁沈阳110032)摘要：某硫化矿选厂有机废水中ss为180mg／L、硫化物含量2．09mg／L、COD为200mg／L、pH为12．4，未达到国家排放标准，试验采用“酸碱中和一混凝沉淀一活性炭吸附一cl0氧化一澄清一回用／排放”工艺对废水进行处理，结果表明：t昆凝沉淀完以后的处理水SS、硫化物可以达到外排标准；活性炭适宜用量为150mg／L，最佳吸附时间为30min；采用CIO氧化剂可以降低废水中Fe“、Mn含量，将黄药等残余有机物彻底氧化成CO，和H，0。经过该工艺处理后废水CODcr去除率达到78．25％。关键词：硫化矿；有机废水；废水处理；混凝；吸附；氧化中图分类号：X751文献标识码：B文章编号：1001—0076(2014)05—0046—04DOI：10．13779／j．cnki．issnl001—0076．2014．05．012ResearchonTreatmentofOrganicWastewaterfromaConcentratorSHAOKun．GUYe，LIZhi一ng(LiaoningInstituteofGeologyandMineralResources，Shenyang110032，Liaoning，China)Abstract：TheorganicwastewaterofadressingplantcontainsSS180mg／L，sulfur2．09mg／L，COD200mg／L，andthepHis12．4whiehdidnotreachthenationaldischargestandard．Soitwastreatedthroughtheprocessofacid—baseneutralization，coagulatingsedimentation，activatedcarbonadsorption，C102oxidation，clarification，andthenreuseordischargetreatment．Thesulfideandwa—terSSreachedtheemissionstandardaftercoagulationandsedimentationprocesses．Thedosageofactivatedcarbonwas150mg／Landthebestadsorptiontimewas30minutes．C10，oxidantscande—creasedtheFeandMncontentsatthesametime．Theresidualorganicslikexanthatewerecom—pletelyoxidizedtoCO2andH2ObyC102oxidants．TheCODcrremovalratebythismethodwas78．25％．Keywords：sulfideminerals；organicwastewater；treatmentofwastewater；coagulating；adsorp—tion；oxidation目前，国内对于选矿废水的污染治理还主要集选矿废水有效回用，不仅节约水资源，消除废水对环中在环境污染控制方面，即通过物理、化学、生物等境的污染，有利于减少生产成本。随着全球人口、资方法将废水净化以达标排放。废水优先直接回用、源与环境问题日趋严重，对选矿废水进行治理与资废水适度处理后再回用的废水处理工艺，可以实现源化综合利用，实行矿山清洁生产，在国内外都己经收稿日期：2014—06—14；修回日期：2014—09—17作者简介：邵坤(1980一)，女，环境科学硕士研究生，工程师，主要从事金属矿选矿与非金属矿加工技术研究，Email：sk4159@126．conl。 第5期邵坤，等：某硫化矿选矿厂废水处理工艺研究引起相当高的重视。选矿废水中的污染物通常采用选矿药剂有黄药类、黑药类、乙硫氮、石灰、碳酸钠、的处理方法有：物理方法，如沉淀、浮选、过滤、吹脱硫酸锌、亚硫酸钠、硫化钠、硫酸铜、2号油等，选矿等；化学方法，如中和、氧化还原、吸附等；生物化学原则工艺流程如图1所示。方法，如好氧生物化学处理、厌氧生物化学处理等。垣l对于含有机物的复合污染废水的处理，常用方法有吸附法、强化混凝法、光化学催化法、生物法及膜法●等。。。混凝法是处理选矿废水的常用物理方法，厂铅精矿锌硫混选它主要是通过向废水中添加混凝剂，通过中和脱稳、卷扫、吸附架桥、沉淀物网捕、压缩双电层等作用，使—锌硫分离尾矿—废水中的稳定胶体脱稳并聚结成大颗粒絮体而沉降。这个过程可以脱除废水中绝大部分ss、大部分锌精矿硫精矿重金属离子和一部分CODcr。图1某选厂铅锌矿选矿工艺流程图硫化矿选厂浮选工艺流程中一般采用的黄药、黑药等各种浮选药剂，经过复杂的化学物理反应转1．2选矿废水特性化成酚类等有机物，因此实际生产过程所排放的废试验用废水是某选厂产生的选矿废水，选矿废水是有机物污染废水j。浮选药剂除一部分吸附水进行24h自然沉清，对沉清后选矿废水进行水质在浮选精矿和尾矿颗粒之上外，其余都随选矿废水分析，结果见表1，废水中残余药剂浓度见表2。排出。浮选药剂在选厂废水中的含量，占选矿加药表1选厂废水水质状况mg／L量的百分数如下：黄药为2．5％～3．5％，黑药小于项目pHSSCOD硫化物石油类总砷总镉总铜总锌总铅5％，松醇油为50％～90％。而这些药剂在选厂的原水12．41802002．092．80．20．030．321．320．4添加量一般都有几十到几百克每吨，甚至达到几公标准6—950601．010．00．30．050．51．50．5斤每吨。因此，选矿废水中含有大量的悬浮物和选矿药剂等化学成分，选矿废水直接排入水环境将表2选矿废水中残余药剂浓度分析结果mo／L造成水体严重污染，破坏生态环境。选矿废水的处理技术是实现选矿废水资源化利用的重要前提，关系到矿山持续发展。同时，选矿废水的pH值往往由表1、2可知。该选厂废水固体悬浮物(SS)浓都高于国家规定的排放标准，如果将选矿废水直接度高，因为选厂为了使矿石里的矿物单体解离通常排人自然水体中，不仅对水环境造成严重污染，同时都有破碎、磨矿工序，浮选厂也不例外，而且通常都也给人类带来愈来愈严重的危害。需要细磨，这些工序都会产生大量的微细矿粒，与水本试验针对某硫化矿选矿厂废水的水质状况，混合为矿浆后成为悬浊液，长时间静置后会出现清采用“酸碱中和一混凝沉淀一活性炭吸附一cl0氧水层和矿浆层，但是微细矿粒仍然不会下沉而成为化一澄清一回用／排放”的废水处理工艺，结果表悬浮状态，另一方面，矿物的溶解及矿物与浮选药剂明：混凝沉淀完以后的处理水SS、硫化物可以达到的作用也会生成胶体沉淀物，而胶体沉淀物也是呈外排标准、COD含量、pH值都符合国家排放标准。分散状态的，这些微细矿粒和胶体沉淀物会造成了1选厂工艺及废水特性浮选废水固体悬浮物(SS)浓度高。化学需氧量COD高，说明浮选废水受有机和无机还原性物质污1．1某选厂选矿工艺染严重，主要原因是该选厂添加有机浮选药剂(捕本选厂硫化铅锌矿采用浮选方法，选别工艺过收剂黄药、黑药、乙硫氮等和起泡剂松醇油)，其次程包括碎矿、磨矿、浮铅、锌硫混浮、锌硫分离、精矿是添加无机的硫酸锌、硫酸铜等，这些有机和无机的浓缩、过滤，产品为铅精矿、锌精矿、硫精矿；加入的还原性物质导致了浮选废水COD较高。 2有机废水处理工艺排标准，c。。cr去除率达到79·23％。针对选厂废水悬浮物、废水起泡性较强等特点，通常采用混凝一氧化处理工艺使废水达到排放或回用要求；排放到尾矿库的废水主要通过自然澄清、尾砂吸附、自然净化、以及回调pH值，使废水达到回用要求或排放标准，本试验所用的处理工艺流程如图2选矿废水处理工艺流程图2所示。2．1混凝试验本选厂以“酸碱中和一混凝沉淀一活性炭吸试验选用聚合硫酸铁(PFS)、硫酸亚铁和自制附一Cl0，氧化一澄清一回用／排放”的废水处理工混凝剂JBC作为混凝沉淀剂进行试验。艺。经过该工艺处理后废水SS、硫化物可以达到外表3不同混凝剂对89、硫化物的去除效果mg／L由表3结果及试验现象可知，随着混凝剂用量废水的起泡性能，随活性炭用量的增加，起泡性的增加，混凝沉淀后上清液中ss、硫化物浓度都有逐渐由强变弱。当活性炭用量为150mg／L时，泡沫明显降低，经过混凝沉淀完以后的处理水ss、硫化高度少了1／3，当活性炭的用量为200mg／L时，已物可以达到外排标准。无稳定的泡沫，说明此时废水中起泡剂已基本被吸附。2．2吸附试验随着粉末活性炭用量的增加，CODer含量随之混凝试验结果表明，废水经过混凝沉淀以后废下降。活性炭用量达到150mg／L时，CODer由105水中的SS、硫化物都已经达到排放标准，但是废水mg／L下降到75mg／L，CODcr去除率达到28．6％。CODcr值仍然很高、废水的起泡性依然很高。废水当粉末活性炭用量超过200mg／L时，废水中CODer的起泡性能直接影响浮选指标，废水的起泡性越强，去除率基本不再增加。综合考虑试验选取活性炭适回用后会精矿产率增加，精矿之间互含增加，精矿品宜用量为150mg／L。随着吸附时间的增加，废水中位降低，回收率降低。吸附法是去除废水中残余有的CODcr含量逐渐降低，当吸附时间达到30rain机药剂、SS、降低废水起泡性的常用方法。试验选取时，再增加吸附时间，废水中CODcr含量不在变化。粉末活性炭作为吸附剂进行试验。吸附试验以经过因此活性炭最佳吸附时间为30min。混凝沉淀后的处理水为研究对象，混凝沉淀后废水2。3氧化试验的CODcr为105mg／L。模拟选矿废水经过混凝沉淀和活性炭吸附以在六联搅拌器上搅拌15min，设定转速为200后，废水巾的CODer含量进一步降低。但是CODerr／min，自然澄清60min，然后取上清液测定废水中只是从200mg／L下降到75mg／L左右，CODer总体CODcr和起泡性。起泡性测试：试验选取0．5L的去除率只有62．5％，废水中依然有少量极难降解的浮选槽，在相同的转速，相同的鼓气条件下，和新鲜有机选矿药剂，如2号油，这类物质极难降解，排放水进行对比，比较水的起泡性强弱。粉末活性炭不到环境中易造成潜在的长期性污染，直接回用后影同用量对CODer和起泡性的影响如表4。响导致精矿跑槽，产率增加，品位下降。因此混凝沉墨查煎旦量堕望塑堕降后和活性炭吸附的废水仍需进一步脱除水中残留活性炭0100150200250300的有机难降解选矿药剂即降低CODer。在废水处理起泡性强较强弱弱无尤中，常采用氧化剂有Ca(CIO)、C10、H0和0。 第5期邰坤，等：某硫化矿选矿厂废水处理工艺研究·49·本试验采用CIO氧化剂对废水进行处理。试验用3结语水为经过混凝试验和活性炭吸附试验后出水，出水中CODcr约为75mg／L。本选厂采用“酸碱中和一混凝沉淀一活性炭吸取选矿废水各500ml，分别加入不同量CIO，，附～ClO氧化一澄清一回用／排放”工艺进行废水上六联搅拌器进行搅拌，转速为120r／min，搅拌时处理，处理后废水SS、硫化物可以达到外排标准，问为10rain，然后自然澄清60rain，然后取上清液测CODcr去除率达到78．25％，特别是在处理黄药类定废水中CODcr浓度。通过试验结果，C10，具有很选矿药剂方面，某些工艺只是将黄药分解为双黄药、强的氧化作用，对CODcr有很好的脱除效果。CIO二硫化碳、醇等，其中二硫化碳有毒，对环境有一定用量为40mg／L时废水中CODcr只有43．5mg／L，的危害性，易形成二次污染，双黄药和醇类虽然对环达到外排标准。随着C10用量的增加，废水CODcr境危害不大，但对水质仍有一定的影响，而本工艺采值增加，原理是废水中残余氯离子消耗重络酸钾。用的CIO氧化法在实际处理过程中尽可能地将黄废水的起泡性能测试结果表明：C10对于降低废水药彻底分解为二氧化碳和水的化学氧化工艺，避免的起泡性有重要作用。了二次污染。在pH值小于8范围内，CIO的标准电极电势E均大于1．0表现出强氧化性，它遇水能够生成多参考文献：种强氧化剂如：氯气、次氯酸、亚氯酸等。这些氧化[1]BaileySE，OlinTJ，BrickaRM，eta1．Areviewofpoten—剂通过协同作用对水体中有机污染物彻底去除。有dallylow—costsorbentsforheavymetals『J]．WaterRes，资料研究表明C10的氧化能力是氯气的2．5倍；它1999，33(11)：2469—2479．[2]朱利中，陈宝梁．有机膨润土及其在污染控制中的应用能够将黄药彻底氧化成CO和HO；能去除废水中[M]．北京：科学出版社，2006．的酷类、醇类、硫化物、氰化物等并产生稳定的中间[3]王凤艳，徐秀梅．矿山采选工程尾矿库选矿废水的水质产物；同时在中性和或者碱性条件下它还能去除废特征合析[J]．监测分析，2001(3)：57—58．水中的Fe、Mn具体反应式如下：[4]雷兆武，孙颖，杨高英，等．有色金属矿山废水管理与资2C102+5Mn+6H2O-*SMnO2+2CI+12H源化研究[J]．矿业安全与环保，2006，33(4)：40—41．CIO2+5re(HCO3)2+3H20—}5Fe(OH)3+10CO2+Cl[5]丛志远，赵峰华．酸性矿山废水研究的现状及展望[J]．+H中国矿业，2003，12(3)：15—18．131．通过氧化试验结果可知，处理同样量的废水，[6]罗仙平，谢明辉．金属矿山选矿废水净化与资源化利用CIO，的氧化能力强，还可以降低废水中Fe、Mn现状与研究发展方向[J]．中国矿业，2006，15(10)：5l含量；C10，可以将黄药等残余有机物彻底氧化成一56．CO，和H，O，并且无二次污染产生。废水处理后的[7]唐锦涛．选矿废水的危害及防治[J]．工程设计与研究，1992(1)：41—45．最终指标如表5。表5废水处理后的最终指标mg／L'