选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水。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。每吨矿石的选矿用水量为5~10t。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
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。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。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。
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。
2、试验方法
2.1 絮凝试验
将一定量的废水装在容量为500mL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500mL水样,倒入量筒中,分别加入4mLNHX、8mgPAC、8mg聚合硫酸铁,放在水平操作台上,搅拌12min,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,35min就可以使废水澄清,聚合硫酸铁沉降效果最弱,需要55min才可澄清。
3.2 NHX用量对废水絮凝沉降的影响
取3个500mL废水样,倒入量筒中,分别加入不同量的絮凝剂NHX,放在水平操作台上,搅拌12min,静置并记录不同沉降时间澄清层高度,结果见图2。
由沉降试验结果可知,NHX对镍钼矿选矿废水有很好的沉降效果,用量为4mL时,沉降效果最佳,用量过大或过小沉降效果均变差。
选定絮凝剂NHX,用量为2mL,加入250mL镍钼矿选矿废水,放在水平操作台上,搅拌12min,静置45min,取澄清层液体进行水质分析,结果见表3。
对比表2和表3可以看出,镍钼矿选矿废水经过絮凝剂NHX沉降后,悬浮物含量大大降低,由839.6mg/L降为17.7mg/L,废水中重金属离子Cu、Mo、Ni等含量均有一定程度降低,COD也大幅下降。
3.3 选矿废水处理回用浮选试验
以最佳开路试验为基础,进行镍钼矿浮选闭路试验,结果见表4,试验流程见图3。浮选过程中Mo⁃F作为分散剂,主要成分为磷酸类物质,浮选捕收剂采用Mo⁃B1,主要成分为油类物质。
从表4可以看出,使用清水,可以得到Mo品位10.55%、回收率84.06%的精矿;直接使用废水进行浮选试验,得到精矿品位及回收率均低于清水浮选指标。使用处理后废水进行浮选试验,镍钼矿浮选品位及回收率变化不大,说明处理后废水对镍钼矿浮选指标影响不大,完全符合回用标准。
4、结论
1)通过不同种类絮凝剂NHX、PAC、聚合硫酸铁对镍钼矿选矿废水沉降试验可知,NHX沉降效果最好,沉降时间短,沉降后固体悬浮物含量由839.6mg/L降为17.7mg/L,COD也有一定降低。
2)镍钼矿选矿废水经絮凝剂NHX沉降后回用于浮选,对镍钼矿浮选试验指标影响不大,完全符合回用标准。( >
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