選礦廢水COD與選礦藥劑的關(guān)聯(lián)性初探試驗(yàn)

郭勝祥，劉 柳，戴 汛

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 城門山銅礦，江西 九江 332100）

1 引言

城門山銅礦主要產(chǎn)品為銅、硫精礦，選礦工藝由原來(lái)的銅硫混選改為優(yōu)先選銅，伴隨著工藝的改變，硫精礦的回收率大幅提高，同時(shí)選礦廢水的COD也大幅度上升，探明選礦工藝添加藥劑與COD之間的關(guān)系能夠?yàn)槲鬯幚硖峁┮庖?jiàn)，也能夠優(yōu)化工藝，從源頭上減少藥劑使用，從而減少污染排放［1］?；瘜W(xué)需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。廢水中能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)（一般為有機(jī)物）的氧當(dāng)量［2］。各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等對(duì)COD有貢獻(xiàn)，但主要的是有機(jī)物等［3］?；瘜W(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。城門山銅礦選礦添加的藥劑主要有黃藥、MOS-2、起泡劑、石灰等，其中主要對(duì)COD產(chǎn)生貢獻(xiàn)的為黃藥［4］、MOS-2、起泡劑［5］三種藥劑。

2 試驗(yàn)過(guò)程

用電子天平分別稱取黃藥、MOS-2、起泡劑三種藥劑各約50mg，溶于3個(gè)裝有1L純凈水的樣瓶中。用玻璃棒攪勻，然后測(cè)定三份樣品的COD值，如表1所示。

表1 添加不同選礦藥劑的廢水COD值和貢獻(xiàn)比

3 試驗(yàn)原理及理論計(jì)算

（1）丁基黃藥理論氧化反應(yīng)。

理論計(jì)算得到1.814g（O2）/g C5H9OS2Na，每克黃藥完全氧化需要消耗1.814g氧氣。

（2）起泡劑（主要成分為松醇油，俗稱二號(hào)浮選油，其主要成分萜烯醇）理論完全氧化反應(yīng)。

理論計(jì)算得到2.909g（O2）/gC10H17OH，及每克黃藥完全氧化需要消耗2.909g氧氣。

（3）MOS-2沒(méi)有公開化學(xué)式無(wú)法通過(guò)理論耗氧量統(tǒng)計(jì)2017年選廠添加藥劑及每天尾礦含水量（忽略礦石中帶走少量的藥劑），如表2顯示。

表2 廢水中三種藥劑添加量和COD值

按照理論推算選礦廢水COD值：157.1mg/L+34mg/L=191.1mg/L

按照試驗(yàn)貢獻(xiàn)比值來(lái)推算選礦COD值：

86.6mg/L×1.462+18.5mg/L×1.249+11.7mg/L×1.211=163.88mg/L

理論計(jì)算與實(shí)際實(shí)驗(yàn)計(jì)算的最終差異表明實(shí)際氧化程度與理論完全氧化有差異。

按照試驗(yàn)結(jié)果來(lái)計(jì)算三種試劑對(duì)選礦廢水COD的貢獻(xiàn)值：

黃藥對(duì)最終選礦廢水COD貢獻(xiàn)值

=86.6×1.462/163.88=77.26%；

MOS-2對(duì)最終選礦廢水COD貢獻(xiàn)值

=18.5×1.249/163.88=14.1%；

起泡劑對(duì)最終選礦廢水COD貢獻(xiàn)值

=11.7×1.211/163.88=8.64%。

統(tǒng)計(jì)2017年選礦廢水COD日平均值為200mg/L，與試驗(yàn)計(jì)算出來(lái)163.88mg/L兩者相差36.12mg/L。誤差可能有幾個(gè)方面：選礦用水本底COD值（主要用水為尾礦庫(kù)回水，COD平均監(jiān)測(cè)結(jié)果為30mg/L），其它還原性物質(zhì)、分析誤差等。

4 減少選礦工藝中黃藥添加量試驗(yàn)

根據(jù)三種藥劑對(duì)選礦廢水的COD值的貢獻(xiàn)，選礦廠對(duì)現(xiàn)場(chǎng)黃藥添加量進(jìn)行了減半試驗(yàn)，具體的結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 黃藥添加量與選礦廢水COD、選硫回收率對(duì)比表

按照表3：減少的黃藥濃度43.3mg/L會(huì)帶來(lái)選礦廢水COD值下降63.3mg/L，實(shí)驗(yàn)前200mg/L，試驗(yàn)后選礦廢水COD值推算為136.7mg/L，實(shí)際監(jiān)測(cè)平均值為140mg/L；兩者數(shù)據(jù)基本吻合。

試驗(yàn)前后也統(tǒng)計(jì)了一周的選硫回收率，從數(shù)字來(lái)看選硫回收率基本持平，也印證了黃藥用量減半未對(duì)選硫回收率造成影響。

5 結(jié)論

通過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，可得出以下結(jié)論:城門山銅礦選礦廢水中的COD主要來(lái)源于黃藥、MOS-2、起泡劑，三者的貢獻(xiàn)為77.26%，14.10%，8.64%［6］。2017年年底，城門山銅礦降低了工藝流程中黃藥的用量，在添加黃藥時(shí)用量減半，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示選礦廢水COD值由原來(lái)的200mg/L降低至120～150mg/L，同時(shí)流程指標(biāo)（主要硫精礦指標(biāo)）未受到影響。

本試驗(yàn)研究探明了構(gòu)成COD的有機(jī)物，有助于有針對(duì)性的降低COD，減少污染物產(chǎn)生量，為后續(xù)廢水處理，減少污染排放總量奠定基礎(chǔ)，具有一定的環(huán)保效益。