桐柏銀礦選礦廢水處理的研究與應用

喻 平,梅占峰

(桐柏銀礦,河南桐柏 474750)

桐柏銀礦選礦廢水處理的研究與應用

喻 平,梅占峰

(桐柏銀礦,河南桐柏 474750)

針對桐柏銀礦生產(chǎn)廢水中含有多種有害物質(zhì)及懸浮物的特點,根據(jù)國家對凈化水質(zhì)的標準并結(jié)合實際測定廢水水質(zhì)的分析數(shù)據(jù),確定了適合選廠使用的廢水處理方案,該方案操作簡單、投入少、成本低,在生產(chǎn)實踐中創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

廢水;污染物;漂白精;活性氯氧化法;硫化物;COD

河南省桐柏銀礦是一個以銀為主,銀、鉛、鋅、硫共生的復雜的多金屬礦,主要的礦物有自然銀、輝銀礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及氧化物。主要脈石為石英、絹云母和方解石。礦體規(guī)模大,儲量豐富,具有較高的經(jīng)濟價值。而選礦廢水中含有多種有害物質(zhì),要求處理后廢水中的有害污染物的含量達到國家工業(yè)廢水的排放標準。

廢水主要是精礦和尾礦溢流水。由于工藝要求,磨礦粒度較細,-74μm達90%～97%,同時作業(yè)過程中又使用較多藥劑,所以尾礦水中含有較多的懸浮物、COD、硫化物等雜質(zhì),是一種較高濁度的弱堿性的工業(yè)廢水,如果直接排入自然河系,必然造成環(huán)境污染,將給人民生產(chǎn)、生活帶來極大危害,因此對廢水治理甚為重要。

根據(jù)國家對凈化水質(zhì)的標準并結(jié)合實際測定廢水水質(zhì)的分析數(shù)據(jù),確定適合選廠使用的廢水處理方法——活性氯氧化法。該法處理工藝簡單、流程合理、操作方便,效果顯著,處理后的水質(zhì)清澈明亮,達到了國家工業(yè)廢水的排放標準。

1 廢水特征

經(jīng)過一系列的選礦工藝試驗,推薦采用“優(yōu)先浮選-重選流程”。該流程的各工序中均投放了各種不同的選礦藥劑多達11種,這些可溶性的有機藥劑和還原性的無機藥劑是廢水中有害元素超標的主要原因。

另外選礦磨礦細度,礦石的過粉碎嚴重,大部分是10～20μm的細粒分散系、膠體分散系和離子分散系的混合物,具有明顯的膠體溶液的特性,因細粒的尾礦粒子在水介質(zhì)中形成雙電層,故長時間不澄清,這些極微細粒的礦石是廢水中懸浮物的主要組成。經(jīng)過多次的水質(zhì)分析,該流程的廢水中精礦溢流水均不超標,而尾礦溢流水中硫化物、COD、懸浮物(SS)均未達到排放標準,超標許多。桐柏銀礦選礦精礦、尾礦水質(zhì)分析情況列于表1。

表1 桐柏銀礦選礦精礦、尾礦水質(zhì)分析 mg/L

2 活性氯氧化法處理選礦廢水

根據(jù)廢水中主要污染元素的產(chǎn)生原因和賦存狀態(tài)的分析。認為在超標的項目中處理難度較大的主要是硫化物和COD。所以可采用活性氯氧化法,因活性氯能迅速破壞有機物并使硫化物中的硫進一步氧化,達到除COD、硫化物的目的。

藥劑使用次氯酸鈉、氯氣、液氯、漂白粉(精)都可。本試驗均采用漂白精,含實際有效氯70%,高于一般漂白粉且保存穩(wěn)定。

2.1 反應機理

漂白精Ca(ClO)2或稱次氯酸鈣,是石灰氯化的精制品。

次氯酸鈣在溶液中生成次氯酸離子:

因此,漂白精脫硫起作用的是漂白精在水溶液中生成的次氯酸離子,與硫化物反應生成硫酸鹽和亞硫酸鹽,從而改變了硫的賦存狀態(tài)及價態(tài),達到除硫化物的目的。

漂白精對廢水中的COD及其它物質(zhì)有明顯的去除效果,其反應機理也相同,活性氯能迅速氧化有機物,象黃藥等有機化合物得到氧化分解。

另外,使用漂白精還能有效地去除廢水中難以沉降的懸浮物,反應后水質(zhì)迅速澄清,主要是漂白精中的Ca(OH)2起作用。

2.2 試驗方法

該試驗為室內(nèi)靜態(tài)下放大試驗。取一定量的濃度均勻的廢水樣注入容器中,準確加入藥劑,充分攪拌,靜止20 min,取上清液進行pH值、COD、S的測定,并觀察沉降現(xiàn)象。

2.3 綜合條件試驗及結(jié)果

為摸索應用活性氯氧化法對選礦廢水進行處理的優(yōu)良條件,對漂白精用量、反應時間、pH值,催化劑等條件,用正交法安排了試驗,結(jié)果表明:

1.基于漂白精的強氧化作用,用其處理選礦廢水,可以有效除去硫化物和COD。對選礦擴大試驗的廢水,使用1 200～1 700 g/t廢水的漂白精,可以控制處理水中的硫化物＜1 mg/L,同時對COD的去除率達到70%,一般COD在60～70 mg/L左右,能穩(wěn)定地達到排放標準。COD的去除率隨漂白精的用量增加而提高;但太多會導致處理水中Cl量的增加和經(jīng)濟浪費。

2.漂白精還能有效地除去廢水中的懸浮物,反應后懸浮物沉降很快,沉降后水質(zhì)清亮。

3.投入漂白精的反應過程簡單,機械攪拌5～15 min,即可完成,沒有其它不利的反應。

4.由于選礦廢水中含有各種微量的金屬離子,對活性氯氧化反應能起到催化作用,所以就省掉催化劑的添加。

以水溶液或固體干粉方式投入漂白精,處理效果相似。綜合條件試驗結(jié)果于表2。

表2 活性氯氧法試驗放大實驗結(jié)果

處理后水中的2#油含量0.2mg/L;,黃藥＜0.28～0 mg/L。

處理條件:試驗廢水為連選試驗尾礦水;機械攪拌15 min,轉(zhuǎn)速715～960 r/min。

3 試驗確定的工藝流程

試驗確定的工藝流程如圖1所示。

圖1 活性氯氧化法處理選礦廢水工藝流程

4 推薦的技術(shù)經(jīng)濟指標和技術(shù)參數(shù)

推薦的技術(shù)經(jīng)濟指標和技術(shù)參數(shù)列于表3。

表3 活性氯氧化法主要經(jīng)濟指標及技術(shù)參數(shù)

5 生產(chǎn)實踐

桐柏銀礦采選能力為800 t/d,產(chǎn)生廢水3 040 t/d,在生產(chǎn)實踐中,由于應用了尾礦庫自然沉降及陽光暴曬等多種自然條件,漂白精單耗為0.42 kg/t廢水,廢水處理綜合成本為2.16元/t廢水。尾礦庫廢水排放口水質(zhì)分析結(jié)果列于表4,綜合成本列于表5。

表4 尾礦庫廢水排放口水質(zhì)分析結(jié)果

表5 綜合成本列表 元/t

6 結(jié) 論

1.采用活性氯氧化法處理桐柏銀礦選礦廢水,在試驗范圍內(nèi),處理水中有害污染物均能達到國家工業(yè)廢水的排放標準。

2.生產(chǎn)實踐表明,該處理工藝簡單,流程合理,操作方便,工業(yè)易實現(xiàn),效果顯著,技術(shù)上是可行的。

3.該工藝只使用一種藥劑,一次處理就能達到降低廢水中的硫化物、COD、SS等有害物的含量,處理水可返回使用。

4.廢水經(jīng)漂白精處理后,沒有其它副反應,不會造成二次污染。

5.漂白精的吸濕性強,使用管理時應當注意。

[1] 鄭華,張秀華.桐柏銀礦選礦研究報告[R].北京:北京礦業(yè)研究總院,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,工程師,主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

2010-06-18