2022年选矿废水适度处理分析研究与应用 .pdf

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1、1 / 7 选矿废水适度处理的研究与应用董宗良 刘亚龙 张智平南京银茂铅锌矿业有限公司，江苏，南京，210033）摘要：针对南京银茂铅锌矿业公司选矿厂陶瓷过滤机反冲洗水的高水质要求，我们与广东工业大学合作，对选矿废水采用化学沉淀法和混凝沉淀法进行处理，出水指标达到了陶瓷过滤机的使用要求，可以直接回用于陶瓷过滤机的反冲洗。适度处理水使用一年来，效果良好，减轻了公司原废水处理站的压力，节约了水资源，并创造了良好的经济效益和社会效益。关键词：选矿废水适度处理环境保护一、 前言南京银茂铅锌矿业公司地处南京市郊栖霞山风景区。矿区居民密集，正上方有河流经过，附近有金陵石化炼油厂、栖霞山化肥厂及江南水泥厂等

2、大型企业，矿山属典型的“ 三下” 矿山。南京银茂铅锌矿业公司拥有华东地区最大的铅锌矿床，拥有处理规模1350吨/天的选矿厂，选矿厂采用全优浮选工艺流程，精矿品种多，生产过程中产生废水量大，由于矿山地处城市风景区，环境保护要求严格，矿山没有尾矿库和废石场，选矿废水经初步净化处理后全部回用；井下废石和选矿尾砂全部用于井下充填。因为南京银茂铅锌矿业公司35万吨 /年选矿处理能力技改工作成功达产，选矿工艺与尾砂充填工艺的改变，造成了部分选矿废水富余，选矿厂的废水处理站压力不断加大，使水处理时间缩短，沉淀时间不够，影响了选矿指标；而选矿厂陶瓷过滤机反冲洗水一直使用南京炼油厂长江水其水质相当于自来水），选

3、矿厂废水处理站的现有净化处理出水水质达不到陶瓷过滤机反冲洗水的使用要求，使用起来容易堵塞陶瓷过滤板的毛细孔，影响陶瓷过滤机的过矿效果；由于南炼水使用成本越来越高，而且供水极不稳定。为了解决以上问题，公司决定对部分选矿废水进行适度处理，以满足选矿厂陶瓷过滤机的使用要求。二、 废水适度处理实验研究1、实验要求及思路由于选矿废水适度处理后直接回用于陶瓷过滤机的反冲洗，首先应进行选矿厂生产废水水质分析，查明废水回用影响陶瓷过滤机过滤和选矿过程的水质成份及含量。经分析：初步认为由于废水的pH较高，水中含有较高浓度的钙、镁、铁等离子，及含有较高浓度的固体悬浮物和微细胶体，导致陶瓷过滤机滤板毛细孔的堵塞，影

4、响陶瓷过滤机的作业。针对这一问题，实验的基本思路如下：选矿废水主要由铅锌精矿浓缩水、铅锌精矿过滤水、部分锌尾浓缩水、尾矿浓缩水、尾矿过滤水、充填溢流水、硫精矿浓缩水和锰精矿浓缩水混合，采用Na2CO3化学沉淀法去除水中Ca2+、 Mg2+等离子，然后用明矾或 PAC ） +PAM混凝沉淀，混凝沉淀出水采用超滤的工艺流程，超滤出水回用于陶瓷过滤机脱水过程。2、实验研究方法实验研究用的废水是由南京银茂铅锌矿业有限公司选矿厂各作业废水产出点的实际选矿废水，混合废水是按各种废水实际水量大小的比例混合而成，各种实际废水的水质监测结果见表1和2。表 1：南京银茂铅锌矿业有限公司选厂各种实际废水水质测定结果

5、 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页2 / 7 水样硫精矿水锌精矿水尾矿水充填溢流水南炼水pH 5.92 12.26 6.19 5.82 7.66 CODCr391.27 573.13 353.69 382.43 浊度 度）30.01 0.49 22.24 28.14 2.05 SS 164 970 134 806 190 SO42-123.78 203.87 68.61 137.1 31.76 Ca2+摇匀）704.5 1115.1 853.71 689.84 125.8 Ca2+上清液）685.17 1059.9

6、5 727.6 682.7 68.29 Mg2+摇匀）81.06 4.76 83.55 70.91 17.9 Mg2+上清液）75.7 3.6 48.3 66.7 16.09 Pb2+1.32 34.12 3.33 1.62 Zn2+3.05 2.16 2.54 2.41 0.15 Cu2+0.26 0.11 0.03 0.03 TFe 0.81 0.39 0.45 0.39 0.34 TCr 1.06 0.05 Cd2+0.03 0.04 0.01 0.02 Cl-324.4 85.87 192.94 165.45 4.0 Al 续表 1：南京银茂铅锌矿业有限公司选厂各种实际废水水质测定结果

7、 水样锌尾水铅精矿水锰精矿水井下水总回水pH 11.45 5.54 6.12 7.77 5.83 CODCr360.32 201.16 265.27 360.32 浊度 度）10.12 11.37 11.38 3.6 12.61 SS 340 780 830 796 294 SO42-41.45 203.52 138.66 416.46 86.59 Ca摇匀）957.3 682.6 785.74 282.7 785.9 Ca上清液）879.3 673.75 719.6 185.04 730.92 Mg 摇匀）13.18 37.29 33.15 30.11 41.89 Mg上清液）5.8 29.

8、7 31.2 29.9 37.6 Pb 7.82 9.21 2.77 0.02 0.66 Zn 1.23 3.39 2.24 0.16 1.19 Cu 0.11 0.02 0.06 0.13 Fe 2.0 1.08 1.05 0.11 0.36 Cr Cd 0.01 0.01 Cl 286.91 95.47 124.16 19.99 144.96 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页3 / 7 Al 0.17 注： “”如果是重金属离子含量就表示用原子吸收光谱法未检出；其它数据就表示含量极低，可以忽略。由表 1 可知，

9、实际选矿废水中Ca 含量都特别高，pH 基本上处于中性偏低，锌精矿水和锌尾水除外，废水中CODCr值均在 400mg/L 左右。同时Cu、 Cr 、 Cd、 Al等重金属离子含量都比较低，均达到国家排放标准。导致水质差的主要原因有： 1）导致废水中pH值偏高的原因是在选矿过程中加入了石灰；2） 铅精矿水和锌精矿水中铅含量偏高的原因主要是由于在添加石灰造成的高碱条件下，方铅矿 PbS ）表面容易氧化成PbSO4而进入浮选矿浆中，锌含量相对偏低是因为闪锌矿ZnS）表面不易氧化成ZnSO4；3）造成废水中CODCr值较高的原因主要是废水中残留的有机浮选药剂，如捕收剂丁基黄药、苯胺黑药、乙硫氮和松醇油

10、，其次是无机的亚硫酸盐、硫代硫酸盐等还原性物质的存在。这些无机还原性物质存在一是由于在铅浮选过程中加了一定量的Na2SO3，二是硫化矿物自身在浮选充气条件下，其中S2-氧化成 S2O32-、SO32-等；4）固体悬浮物SS ）和浊度较高归因于废水中有大量的不易下沉的微细矿粒和化学反应生成的交替沉淀物。废水净化处理实验，主要包括化学沉淀实验、混凝沉淀实验和超滤实验，其原则工艺流程见图1 和图 2。图 1 废水化学沉淀原则流程图取废水于烧杯中加 入1 的Na2CO3溶液磁力快速搅拌2 分钟静沉30 分钟后取上清液测定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

11、 - -第 3 页，共 7 页4 / 7 图 2：废水混凝沉淀原则流程图3、实验结论通过对每一种选矿废水分别进行实验研究和混合废水处理实验研究，结果表明：采用“化学沉淀 混凝沉淀 微孔过滤法 ” 工艺处理选矿废水是十分成功的，净化后的废水中总硬度、浮选药剂、金属离子含量及 COD值均有一定程度的降低。 ，因此，要去除Ca2+需加入 Na2CO3为 1750-3000mg/L ，经过对各种废水的化学沉淀实验，其加入量基本上符合理论加入量。实验发现，随着Na2CO3加入量逐渐增多，pH值慢慢变大 7.20 9.10 ），且当废水中Ca2+离子含量都低于150mg/L， Mg2+含量并没有减少多少，

12、这与MgCO3溶解度高达10.2g/L有关。从溶解度积原理上分析，要想Mg2+有较大幅度去除，必需保证废水中残余CO32-浓度在10000mg/L 以上，这样采用化学沉淀法去除Mg2+是很不经济的，而且废水中的Mg2+浓度远低于 Ca2+，其对总硬度的贡献较小，对生产的影响也相对较小，结合经济效益分析，在化学沉淀过程中可不考虑Mg2+的去除。化学沉淀确定最佳实验条件为Na2CO31750 -2950 mg/L）。取废水于烧杯中加 入1 的Na2CO3溶液投加混凝剂快速搅拌 1分钟投加 PAM快速搅拌 30 秒搅拌机慢速搅拌5 分钟静沉30 分钟取上清夜测定精选学习资料 - - - - - -

13、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5 / 7 2）混凝沉淀：为了加速沉淀速度，减少澄清时间，废水经化学沉淀之后，采明 矾 、PAC 、PFS+PAM 对化学沉淀后的废水进行混凝沉淀实验，结果表明混凝沉淀对于废水中的Ca离子和 Mg离子的去除没有影响，但却可以大量去除重金属离子，使之达到国家排放标准。这说明化学沉淀后，残余Ca 和 Mg 仍以离子状态存在，而Pb、Zn 等离子则是以细微沉淀物形式存在，因此经过混凝沉淀能较大地去除其余各种金属离子；混凝沉淀过程CODCr也有一定的去除，其去除率为15-20%。经过混凝沉淀处理后，出水变得清澈透明，混凝沉淀对去

14、除重金属和降低浊度很有效。确定最佳实验条件明矾40mg/L）+PAM0.3mg/L ）。三、 废水适度处理工业生产调试3.1废水适度处理的工艺流程据选厂陶瓷过滤机的用水量，废水适度处理系统处理废水量为800-1000 m3/d ，设计污水量QAV=1000m3/d=42m3/h。实际生产当中大约控制在50-60m3/h。根据陶瓷过滤机用水要求，制定出水水质要求，如下表：表 -2 ：出水水质要求 单位 mg/L， pH除外）pH CODcrSS Ca Mg 浊度Pb 6-8 200-400 20-50 50-200 40-80 2-4 - Zn Cu Cr Cd Al Cl SO42- - -

15、- - 100-200 100-300 通过实验，确定工艺流程图如下：ph 调节池化学反应池混凝反应池加 PAM 、次氯酸钠、浓硫酸二沉池砂滤池微滤机缓冲池加压泵污加碳酸钠溶液加硫酸铝溶液选矿废水反冲洗水反冲洗精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6 / 7 3.2处理过程简述废水自混合池分离出来，自流进入调节池pH 调值），均衡原废水的水质水量；在调节池中出水采用溢流方式进入化学反应池。化学反应池内加碳酸钠化学沉淀钙、镁离子，经化学沉淀后的废水加入混凝剂硫酸铝和絮凝剂PAM ；然后再进入沉淀池进行泥水分离, 同时加入少

16、量的次氯酸钠杀死废水中的藻类、微生物，加入少量的浓硫酸把PH值调节至中性；分离后废水再经过砂滤池后进入微滤系统过滤，过滤后出水用于陶瓷过滤机反冲洗，最后砂滤池的反冲洗水进入现有的废水处理系统的调节池进行处理。化学沉淀污泥进入污泥井，然后用污泥泵提升进入充填系统处理。污泥干化脱水产生的滤液回流到调节池，再通过现有的废水处理系统处理。3.3应用中解决的相关问题（1） 由于选矿废水中Ca2+、Mg2+含量较高，化学沉淀池生成了大量的碳酸钙沉淀，容易堵塞化学反应池，化学反应池与混凝反应池距离较长，通过缩短了化学反应池到混凝反应池的距离，使碳酸钙沉淀生成后直接进入混凝反应池，经搅拌后进入专门的沉淀池沉淀

17、9M 浓密机），有效的解决了堵塞问题。（2） 在应用过程中，陶瓷过滤机反冲洗水一直使用适度处理水，在第三个月时，如果将选矿废水进行深度处理，达到排放标准费用大概在13元/吨污水，我们进行选矿废水的适度处理，达到陶瓷过滤机的使用要求，一吨水节省十块钱左右，按这样计算每天处理1000吨）：每年节余=10*1000*330=330 万，具有向广大矿山推广的可能性。五、 结束语本 工 艺 方 法 采 用 了 适 合 矿 山 选 矿 水 处 理 特 点 的 废 水 处 理 技 术 ， 应 用 了化学沉淀结合微滤工艺，有效的去除了废水中的有害物质。与其它水处理方法相比，该处理得到的水质更好，药剂用量少，避免了对环境的二次污染，实现了水的完全循环利用，有效的解决了选矿厂的陶瓷过滤机用水问题，使选矿厂摆脱了对南炼水的依赖，创造了良好的经济效益和社会效益。参考文献：1 王淀佐 . 浮选理论的新进展M . 北京 :科学出版社 , 1992. 2 朱玉霜 , 朱建光 . 浮选药剂的化学原理. 长沙 : 中南工业大学出版社,1987:263-297 作者简介：董宗良，1984），男，助理工程师。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页