镍钼矿选矿废水处理回用试验研究①

2020-03-25刘建东刘三军史文革胡鄂明李会娟

矿冶工程 2020年1期

刘建东，刘三军，孙伟，史文革，胡鄂明，李会娟

（1.南华大学资源环境与安全工程学院，湖南衡阳421001；2.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083）

选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水［1－2］。选矿废水具有水量大、悬浮物含量高、含有害物质种类较多而浓度较低等特点［3］。每吨矿石的选矿用水量为5 ～10 t。选矿废水中的主要有害物质是重金属离子和选矿药剂。重金属离子有铜、锌、铅、镍、铁、钡、镉等，以及砷和稀有元素等［4］。

选矿废水不经处理排放或流失会严重污染当地土壤和水资源，危害水产和植物［5－6］。选矿中残留的有机药剂会使水中的COD 严重超标。我国每年选矿产生的废水数亿吨，若不加以处理回用，会造成环境污染及资源浪费。

目前，对于选矿废水的处理途径有两种，一是进行净化处理，使处理水达到排放标准；二是经过处理后回用，达到水资源的循环利用［7－8］。所以，选矿废水处理回用技术的研究和进步意义重大。本文主要研究镍钼矿选矿废水处理回用技术，以期降低镍钼矿选矿废水的排放，降低环境污染，节约水资源。

1 镍钼矿元素分析及选矿废水分析

镍钼矿化学多元素组分分析结果见表1。可以看出，矿石中镍品位2.03%，钼品位3.25%，TFe、S、C、SiO2、CaO 含量均大于10%，还含有P、As、Cu、Pb、Zn、V2O5等组分。

表1 镍钼矿原矿化学多元素分析结果(质量分数)/%

镍钼矿选矿废水中含有多种有机物和无机物，残留药剂浓度较高，pH 值不高，悬浮物含量高，并含多种重金属离子，COD 含量也很高。水质分析结果见表2。此选矿废水主要处理重点为悬浮物和COD。

表2 镍钼矿选矿废水水质分析结果

2 试验方法

2.1 絮凝试验

将一定量的废水装在容量为500 mL 的带有刻度的玻璃量筒中，分别加入不同种类和用量的絮凝剂进行搅拌，待搅拌均匀后，放在试验台上静止，观察并记录沉降效果。

2.2 废水回用验证试验

废水回用验证试验采用闭路浮选，先进行条件试验，确定最佳浮选流程及药剂制度，在最佳流程及药剂制度下进行闭路浮选试验，收集闭路浮选试验产生的废水，对废水进行絮凝沉降处理，处理后的废水按此最佳流程及药剂制度进行浮选试验，与清水浮选试验结果进行对比，验证废水处理效果。

3 结果与讨论

3.1 絮凝沉降时间试验

对清水浮选闭路实验产生的废水进行搅拌混匀，然后取3 个500 mL 水样，倒入量筒中，分别加入4 mL NHX、8 mg PAC、8 mg 聚合硫酸铁，放在水平操作台上，搅拌12 min，静置并记录不同沉降时间澄清层高度，试验结果见图1。其中絮凝剂NHX 由PAC、硫酸铝为主要原料配制而成。沉降曲线表明，沉降效果以NHX 最好，35 min 就可以使废水澄清，聚合硫酸铁沉降效果最弱，需要55 min 才可澄清。