桐柏银矿选矿废水处理的研究与应用

喻 平,梅占峰

(桐柏银矿,河南桐柏 474750)

桐柏银矿选矿废水处理的研究与应用

喻 平,梅占峰

(桐柏银矿,河南桐柏 474750)

针对桐柏银矿生产废水中含有多种有害物质及悬浮物的特点,根据国家对净化水质的标准并结合实际测定废水水质的分析数据,确定了适合选厂使用的废水处理方案,该方案操作简单、投入少、成本低,在生产实践中创造了较好的经济效益和环境效益。

废水;污染物;漂白精;活性氯氧化法;硫化物;COD

河南省桐柏银矿是一个以银为主,银、铅、锌、硫共生的复杂的多金属矿,主要的矿物有自然银、辉银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿及氧化物。主要脉石为石英、绢云母和方解石。矿体规模大,储量丰富,具有较高的经济价值。而选矿废水中含有多种有害物质,要求处理后废水中的有害污染物的含量达到国家工业废水的排放标准。

废水主要是精矿和尾矿溢流水。由于工艺要求,磨矿粒度较细,-74μm达90%～97%,同时作业过程中又使用较多药剂,所以尾矿水中含有较多的悬浮物、COD、硫化物等杂质,是一种较高浊度的弱碱性的工业废水,如果直接排入自然河系,必然造成环境污染,将给人民生产、生活带来极大危害,因此对废水治理甚为重要。

根据国家对净化水质的标准并结合实际测定废水水质的分析数据,确定适合选厂使用的废水处理方法——活性氯氧化法。该法处理工艺简单、流程合理、操作方便,效果显著,处理后的水质清澈明亮,达到了国家工业废水的排放标准。

1 废水特征

经过一系列的选矿工艺试验,推荐采用“优先浮选-重选流程”。该流程的各工序中均投放了各种不同的选矿药剂多达11种,这些可溶性的有机药剂和还原性的无机药剂是废水中有害元素超标的主要原因。

另外选矿磨矿细度,矿石的过粉碎严重,大部分是10～20μm的细粒分散系、胶体分散系和离子分散系的混合物,具有明显的胶体溶液的特性,因细粒的尾矿粒子在水介质中形成双电层,故长时间不澄清,这些极微细粒的矿石是废水中悬浮物的主要组成。经过多次的水质分析,该流程的废水中精矿溢流水均不超标,而尾矿溢流水中硫化物、COD、悬浮物(SS)均未达到排放标准,超标许多。桐柏银矿选矿精矿、尾矿水质分析情况列于表1。

表1 桐柏银矿选矿精矿、尾矿水质分析 mg/L

2 活性氯氧化法处理选矿废水

根据废水中主要污染元素的产生原因和赋存状态的分析。认为在超标的项目中处理难度较大的主要是硫化物和COD。所以可采用活性氯氧化法,因活性氯能迅速破坏有机物并使硫化物中的硫进一步氧化,达到除COD、硫化物的目的。

药剂使用次氯酸钠、氯气、液氯、漂白粉(精)都可。本试验均采用漂白精,含实际有效氯70%,高于一般漂白粉且保存稳定。

2.1 反应机理

漂白精Ca(ClO)2或称次氯酸钙,是石灰氯化的精制品。

次氯酸钙在溶液中生成次氯酸离子:

因此,漂白精脱硫起作用的是漂白精在水溶液中生成的次氯酸离子,与硫化物反应生成硫酸盐和亚硫酸盐,从而改变了硫的赋存状态及价态,达到除硫化物的目的。

漂白精对废水中的COD及其它物质有明显的去除效果,其反应机理也相同,活性氯能迅速氧化有机物,象黄药等有机化合物得到氧化分解。

另外,使用漂白精还能有效地去除废水中难以沉降的悬浮物,反应后水质迅速澄清,主要是漂白精中的Ca(OH)2起作用。

2.2 试验方法

该试验为室内静态下放大试验。取一定量的浓度均匀的废水样注入容器中,准确加入药剂,充分搅拌,静止20 min,取上清液进行pH值、COD、S的测定,并观察沉降现象。

2.3 综合条件试验及结果

为摸索应用活性氯氧化法对选矿废水进行处理的优良条件,对漂白精用量、反应时间、pH值,催化剂等条件,用正交法安排了试验,结果表明:

1.基于漂白精的强氧化作用,用其处理选矿废水,可以有效除去硫化物和COD。对选矿扩大试验的废水,使用1 200～1 700 g/t废水的漂白精,可以控制处理水中的硫化物＜1 mg/L,同时对COD的去除率达到70%,一般COD在60～70 mg/L左右,能稳定地达到排放标准。COD的去除率随漂白精的用量增加而提高;但太多会导致处理水中Cl量的增加和经济浪费。

2.漂白精还能有效地除去废水中的悬浮物,反应后悬浮物沉降很快,沉降后水质清亮。

3.投入漂白精的反应过程简单,机械搅拌5～15 min,即可完成,没有其它不利的反应。

4.由于选矿废水中含有各种微量的金属离子,对活性氯氧化反应能起到催化作用,所以就省掉催化剂的添加。

以水溶液或固体干粉方式投入漂白精,处理效果相似。综合条件试验结果于表2。

表2 活性氯氧法试验放大实验结果

处理后水中的2#油含量0.2mg/L;,黄药＜0.28～0 mg/L。

处理条件:试验废水为连选试验尾矿水;机械搅拌15 min,转速715～960 r/min。

3 试验确定的工艺流程

试验确定的工艺流程如图1所示。

图1 活性氯氧化法处理选矿废水工艺流程

4 推荐的技术经济指标和技术参数

推荐的技术经济指标和技术参数列于表3。

表3 活性氯氧化法主要经济指标及技术参数

5 生产实践

桐柏银矿采选能力为800 t/d,产生废水3 040 t/d,在生产实践中,由于应用了尾矿库自然沉降及阳光暴晒等多种自然条件,漂白精单耗为0.42 kg/t废水,废水处理综合成本为2.16元/t废水。尾矿库废水排放口水质分析结果列于表4,综合成本列于表5。

表4 尾矿库废水排放口水质分析结果

表5 综合成本列表 元/t

6 结 论

1.采用活性氯氧化法处理桐柏银矿选矿废水,在试验范围内,处理水中有害污染物均能达到国家工业废水的排放标准。

2.生产实践表明,该处理工艺简单,流程合理,操作方便,工业易实现,效果显著,技术上是可行的。

3.该工艺只使用一种药剂,一次处理就能达到降低废水中的硫化物、COD、SS等有害物的含量,处理水可返回使用。

4.废水经漂白精处理后,没有其它副反应,不会造成二次污染。

5.漂白精的吸湿性强,使用管理时应当注意。

[1] 郑华,张秀华.桐柏银矿选矿研究报告[R].北京:北京矿业研究总院,1990.

Treatment Study and Application of the Tongbai Silver Ore Dressing Wastewater

YU Ping,MEI Zhan-feng
(The Tongbai Silver Ore,Tongbai474750,China)

In view of the characteristics of Tongbai silver ore dressing wastewater that contains many harmful substances and suspended matter,according to the state standards for water purification and combined with the analysis of actual waste water quality determination data,it determines an appropriate program for the wastewater treatment plant,which is simple,small investment,low cost,and has created better economic and environmental benefits in the production practice.

wastewater;pollutants;bleaching powder;active chlorine oxidation;sulfide;COD

X703

A

1003-5540(2010)05-0046-04

喻 平(1977-),男,工程师,主要从事生产技术管理工作。

2010-06-18