堿性氧化法處理礦山尾礦庫廢水技術研究

賈同福

摘要：探索次氯酸鈉在堿性條件下的強氧化性處理尾礦庫廢水中的COD、Mn、Zn等污染物，考察了次氯酸鈉和石灰不同投加順序，次氯酸鈉在不同pH、投加量、附加藥劑、反應時間等條件下對廢水中COD、Mn、Zn等污染物的去除效果及其有效降低pH值的現象研究

關鍵詞：硫化礦選礦廢水；次氯酸鈉；堿性氧化

中圖分類號：X50 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

1硫化礦山尾礦庫廢水來源及性質

硫化礦山采選礦生產中選礦工藝廢水一部分澄清回用于選礦生產，一部分隨選礦剩余礦漿進入尾礦庫，經尾礦庫沉淀后溢流水稱為尾礦庫廢水。

礦石中除有用礦物外含有少量Mn、Zn、Fe及微量Pb、TI等金屬和SiO2等化合物，選礦過程中添加黃藥、二號油和六偏磷酸鈉等有機物分選有用礦物與其它物質，選礦廢水中含有溶解于選礦廢水中的Mn、Zn、Fe等金屬及殘留的選礦藥劑。選礦廢水呈中性（硫化礦呈酸性，黃藥和六偏磷酸鈉呈堿性），Zn、Fe等金屬在中性條件下在尾礦庫中自然氧化沉淀，但是Mn在中性或弱堿性條件下較難生成沉淀，選礦藥劑在短時間內也很難分解，所以外排尾礦庫廢水中主要污染物為溶解于水中的Mn等重金屬離子及殘留藥劑形成的化學需氧量。

2次氯酸鈉性質分析

次氯酸鈉是微黃色溶液，有氯氣味道，不穩定，見光易分解。次氯酸鈉溶液是強氧化劑，化學性質極不穩定，這是由ClO-的結構決定的。次氯酸根離子的價層電子對排布方式為四面體結構，氯原子以sp3雜化軌道和氧原子成鍵，酸根中存在著3個未成鍵的孤對電子。由于酸根離子價層電子對空間構型的高度不對稱性和中心原子氯有較大的離子勢（Z/r），導致次氯酸鹽不穩定，具有較強的獲得電子轉化為更穩定的Cl2分子或Cl-的能力，即表現為ClO-具有較強的氧化能力。

ClO-在酸性或堿性條件下參加的反應及其電極電位如下：

HClO+H++e=1/2Cl2+H2O 1.63V （1）

HClO+H++2e=Cl-+H2O 1.49V （2）

ClO-+H2O+2e=Cl-+2OH- 0.89V （3）

從式（1）-（3）可知，無論是在酸性環境中，還是在堿性環境中，ClO-都具有很強的氧化性，也就是說遇到還原劑時會發生還原反應而分解。

次氯酸鈉的不穩定性主要表現在沒有還原劑存在時，自身發生分解反應。主要是在光照、加熱、酸性環境或重金屬離子存在下，自發發生分解反應，主要反應方程式見式（4）-（7）

2NaClO=2NaCl+O2 （4） 3NaClO=2NaCl+NaClO3 （5）

2HClO=2HCl+O2 （6） HClO+HCl=H2O+Cl2 （7）

由于次氯酸鈉大多是采用氫氧化鈉溶液吸收氯氣的方法進行制備，在強堿環境下，次氯酸鈉不僅水解程度較小，而且穩定性較好。

3次氯酸鈉堿性氧化法

3.1次氯酸鈉堿性氧化法工藝

次氯酸鈉堿性氧化法就是在水處理過程中用石灰控制pH值為10左右，用次氯酸鈉氧化水中重金屬及難分解有機物，生成沉淀，去除廢水中污染物的方法。具體工藝見圖1：

3.2次氯酸鈉堿性氧化法簡述

中和反應池投加石灰至pH值至較強堿性，可有效去除重金屬Mn等金屬離子，在氧化池投加一定量的次氯酸鈉，利用其強氧化性氧化水中難氧化重金屬及難降解有機物，并釋放部分酸性物質中和氫氧根離子，降低廢水的pH值至6-9區間。使排放廢水達到《廣東省水污染物排放限值標準》第二時段一級標準。

4 次氯酸鈉堿性氧化法主要優點

1.次氯酸鈉堿性氧化法處理工藝流程簡單，操作簡單。

2.處理藥劑種類少、來源廣。

3.工藝參數控制穩定，出水水質較好。

五、次氯酸鈉堿性氧化法在廢水處理中的應用效果

2014年12月，利用該方法處理廣東廣業云硫礦業尾礦庫廢水。先添加石灰乳調pH至9.7-10.00，充分反應，投加次氯酸鈉2kg/m?，反應14min，投加PAM攪拌，沉淀。處理水pH降至6.5-8.6，重金屬Mn基本全部去除，COD可控制到65mg/L以下，處理水達到《廣東省水污染物排放限值標準》第二時段一級標準要求。具體應用數據見表1：

參考文獻

1. 田靜，孫水裕等，次氯酸鈉處理某鉛鋅礦尾礦庫外排水的試驗研究。環境污染與防治，2013年10月，第10期，第35卷。

2. 彭新平，硫化鉛鋅礦選礦廢水處理試驗研究。湖南有色金屬，2011年6月，第3期，第27卷。

3.王鳳艷，徐秀梅，礦山采選工程尾礦庫選礦廢水的水質特性分析。北方環境，2001第3期。