選礦廢水包括選礦工藝排水、尾礦池溢流水和礦場排水。選礦廢水具有水量大、懸浮物含量高、含有害物質種類較多而濃度較低等特點。每噸礦石的選礦用水量為5~10t。選礦廢水中的主要有害物質是重金屬離子和選礦藥劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鐵、鋇、鎘等,以及砷和稀有元素等
選礦廢水不經(jīng)處理排放或流失會嚴重污染當?shù)赝寥篮退Y源,危害水產和植物。選礦中殘留的有機藥劑會使水中的COD嚴重超標。我國每年選礦產生的廢水數(shù)億噸,若不加以處理回用,會造成環(huán)境污染及資源浪費。
目前,對于選礦廢水的處理途徑有兩種,一是進行凈化處理,使處理水達到排放標準;二是經(jīng)過處理后回用,達到水資源的循環(huán)利用。所以,選礦廢水處理回用技術的研究和進步意義重大。本文主要研究鎳鉬礦選礦廢水處理回用技術,以期降低鎳鉬礦選礦廢水的排放,降低環(huán)境污染,節(jié)約水資源。
1、鎳鉬礦元素分析及選礦廢水分析
鎳鉬礦化學多元素組分分析結果見表1??梢钥闯?,礦石中鎳品位2.03%,鉬品位3.25%,TFe、S、C、SiO2、CaO含量均大于10%,還含有P、As、Cu、Pb、Zn、V2O5等組分。
鎳鉬礦選礦廢水中含有多種有機物和無機物,殘留藥劑濃度較高,pH值不高,懸浮物含量高,并含多種重金屬離子,COD含量也很高。水質分析結果見表2。此選礦廢水主要處理重點為懸浮物和COD。
2、試驗方法
2.1 絮凝試驗
將一定量的廢水裝在容量為500mL的帶有刻度的玻璃量筒中,分別加入不同種類和用量的絮凝劑進行攪拌,待攪拌均勻后,放在試驗臺上靜止,觀察并記錄沉降效果。
2.2 廢水回用驗證試驗
廢水回用驗證試驗采用閉路浮選,先進行條件試驗,確定最佳浮選流程及藥劑制度,在最佳流程及藥劑制度下進行閉路浮選試驗,收集閉路浮選試驗產生的廢水,對廢水進行絮凝沉降處理,處理后的廢水按此最佳流程及藥劑制度進行浮選試驗,與清水浮選試驗結果進行對比,驗證廢水處理效果。
3、結果與討論
3.1 絮凝沉降時間試驗
對清水浮選閉路實驗產生的廢水進行攪拌混勻,然后取3個500mL水樣,倒入量筒中,分別加入4mLNHX、8mgPAC、8mg聚合硫酸鐵,放在水平操作臺上,攪拌12min,靜置并記錄不同沉降時間澄清層高度,試驗結果見圖1。其中絮凝劑NHX由PAC、硫酸鋁為主要原料配制而成。沉降曲線表明,沉降效果以NHX最好,35min就可以使廢水澄清,聚合硫酸鐵沉降效果最弱,需要55min才可澄清。
3.2 NHX用量對廢水絮凝沉降的影響
取3個500mL廢水樣,倒入量筒中,分別加入不同量的絮凝劑NHX,放在水平操作臺上,攪拌12min,靜置并記錄不同沉降時間澄清層高度,結果見圖2。
由沉降試驗結果可知,NHX對鎳鉬礦選礦廢水有很好的沉降效果,用量為4mL時,沉降效果最佳,用量過大或過小沉降效果均變差。
選定絮凝劑NHX,用量為2mL,加入250mL鎳鉬礦選礦廢水,放在水平操作臺上,攪拌12min,靜置45min,取澄清層液體進行水質分析,結果見表3。
對比表2和表3可以看出,鎳鉬礦選礦廢水經(jīng)過絮凝劑NHX沉降后,懸浮物含量大大降低,由839.6mg/L降為17.7mg/L,廢水中重金屬離子Cu、Mo、Ni等含量均有一定程度降低,COD也大幅下降。
3.3 選礦廢水處理回用浮選試驗
以最佳開路試驗為基礎,進行鎳鉬礦浮選閉路試驗,結果見表4,試驗流程見圖3。浮選過程中Mo⁃F作為分散劑,主要成分為磷酸類物質,浮選捕收劑采用Mo⁃B1,主要成分為油類物質。
從表4可以看出,使用清水,可以得到Mo品位10.55%、回收率84.06%的精礦;直接使用廢水進行浮選試驗,得到精礦品位及回收率均低于清水浮選指標。使用處理后廢水進行浮選試驗,鎳鉬礦浮選品位及回收率變化不大,說明處理后廢水對鎳鉬礦浮選指標影響不大,完全符合回用標準。
4、結論
1)通過不同種類絮凝劑NHX、PAC、聚合硫酸鐵對鎳鉬礦選礦廢水沉降試驗可知,NHX沉降效果最好,沉降時間短,沉降后固體懸浮物含量由839.6mg/L降為17.7mg/L,COD也有一定降低。
2)鎳鉬礦選礦廢水經(jīng)絮凝劑NHX沉降后回用于浮選,對鎳鉬礦浮選試驗指標影響不大,完全符合回用標準。( >
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