金屬礦選礦廢水殘留藥劑降解方法研究

趙旭會(huì)

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730060）

使用含有藥劑的選礦水對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行篩選是十分重要的環(huán)節(jié)之一。但是，由此產(chǎn)生的廢水處理問(wèn)題也逐漸成為了金屬冶煉廠面臨的主要問(wèn)題。與其他類(lèi)型的工業(yè)廢水相比，金屬礦選礦廢水中既包含選礦工藝中加入的離散藥劑，還包括尾礦池溢流出的金屬懸浮物，又由于選礦藥劑一般是化學(xué)耗氧物質(zhì)，這就直接導(dǎo)致廢水中的雜質(zhì)包含油、酚、銨、膦等多種類(lèi)型[1]。不僅如此，為了提高金屬資源的提取效果，金屬選礦過(guò)程一般分為重選和浮選兩個(gè)過(guò)程，其中，重選直接增大了廢水中藥劑的濃度，而浮選則在一定程度上增加了廢水中藥劑的多樣性，導(dǎo)致選礦工藝過(guò)程中排出的廢水處理難度較大[2]。考慮到廢水來(lái)源的多樣性，對(duì)其的降解處理要充分利用水中雜質(zhì)的屬性。同時(shí)，金屬礦選礦廢水排放量大、成分復(fù)雜的特點(diǎn)也決定了對(duì)其的處理要具有較高的效率，對(duì)于廢水中的懸浮物，其也是由于藥物的選礦作用引起的，也正是由于懸浮物的作用，導(dǎo)致廢水一般以分散的膠態(tài)形式存在，通過(guò)自然沉降的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的處理難以實(shí)現(xiàn)。關(guān)于廢水的處理，文獻(xiàn)[3]提出利用沉降的方式去除殘留有機(jī)物的方法，但僅對(duì)于大分子雜質(zhì)的處理效果較為理想；文獻(xiàn)[4]通過(guò)對(duì)選礦廢水進(jìn)行浸沒(méi)式MBR處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雜質(zhì)的深度降解，但所需的時(shí)間較長(zhǎng)。由此可看出，進(jìn)一步對(duì)選礦廢水的處理方式進(jìn)行研究是十分必要的。

基于此，本文設(shè)計(jì)了一種金屬礦選礦廢水殘留藥降解方法，并通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法對(duì)藥劑的處理效果。通過(guò)本文的研究，希望為相關(guān)企業(yè)的廢水處理提供有價(jià)值的參考。

1 金屬礦選礦廢水降解方法設(shè)計(jì)

1.1 廢水預(yù)處理

一般情況下，金屬礦選礦廢水中的雜質(zhì)種類(lèi)較大，這種多樣化的成分構(gòu)成使得廢水具有較高的穩(wěn)定性，因此，直接對(duì)廢水中的殘留藥劑進(jìn)行處理難度較大，考慮到該問(wèn)題，本文首先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除廢水中的大分子雜質(zhì)。

本文選用物理復(fù)合的聚合氯化鐵聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑作為處理劑，實(shí)現(xiàn)廢水的預(yù)處理。由于不同的選礦廢水中的雜質(zhì)濃度存在差異，絮凝劑的使用比例也存在一定差異，圖1為絮凝劑使用量與廢水中的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系。

圖1 絮凝劑使用量分析圖

如圖1所示，按照廢水的實(shí)際指標(biāo)，在其中加入適量的絮凝劑。當(dāng)廢水中的懸浮雜質(zhì)濃度達(dá)到5mg/m3以下時(shí)，即可對(duì)其進(jìn)行下一步的降解處理。通常絮凝沉降的時(shí)間在40～60min。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的廢水中，主要?dú)埩舻碾s質(zhì)即為選礦藥劑。

1.2 藥劑降解

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水中，選礦藥劑會(huì)對(duì)廢水的pH指標(biāo)產(chǎn)生明顯影響，本文以該值作為判斷降解處理終止時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)。

首先，在預(yù)處理后的廢水中加入1000:1的濃鹽酸，為藥劑降解提供穩(wěn)定環(huán)境，避免其他物質(zhì)對(duì)降解反應(yīng)的干擾，影響處理效果；

其次，以藥劑構(gòu)成為依據(jù)，選擇能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的硝酸物質(zhì)，使用量以殘留藥劑的濃度為標(biāo)準(zhǔn)，按照500:1的比例添加。需要注意的是，加入硝酸物質(zhì)時(shí)要以液態(tài)的形式加入，以此實(shí)現(xiàn)最短時(shí)間內(nèi)其在廢水中的有效擴(kuò)散，提高沉降反應(yīng)效率。在反應(yīng)過(guò)程中，定期測(cè)量廢水的pH值，當(dāng)接近7時(shí)，測(cè)量廢水中藥劑的濃度是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

最后，對(duì)降解處理后的廢水進(jìn)行過(guò)濾處理，完成沉降物篩選的廢水即可直接排放或用于循環(huán)使用。

通過(guò)這樣的方式，完成對(duì)廢水中殘留藥劑的降解處理。

2 應(yīng)用測(cè)試

為了測(cè)試本文設(shè)計(jì)降解方法對(duì)水中殘留藥劑的處理效果，進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，并將文獻(xiàn)[3]提出的選礦廢水中殘留有機(jī)物的去除方法和文獻(xiàn)[4]提出的選礦廢水深度處理方法作為對(duì)照組，通過(guò)對(duì)比三種方法的處理效果，客觀評(píng)價(jià)本文設(shè)計(jì)方法的有效性。

2.1 測(cè)試廢水準(zhǔn)備

本文的實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究以鎢鉍鉬礦選礦廢水為測(cè)試樣品，三種廢水分別取自其3個(gè)金屬礦選廠，為了提高對(duì)金屬的回收率，三個(gè)金屬選礦廠的選礦工藝均為細(xì)磨浮選，并在浮選過(guò)程中加入硅酸鈉，以此提高金屬的分散程度，這也直接導(dǎo)致廢水中硅酸鈉的含量較高，并且表現(xiàn)出較高的堿性和懸浮物（SS,suspended solids）含量、廢水體系的穩(wěn)定性也相對(duì)強(qiáng)。為了便于區(qū)分，測(cè)試時(shí)分別將廢水依次編號(hào)為A組、B組和C組，每組取樣3份，各50ml。具體的水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 測(cè)試廢水水質(zhì)指標(biāo)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)降解結(jié)果的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，對(duì)于廢水的pH值，本文采用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的PHSJ-3F pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定；廢水懸浮物含量按照《水質(zhì)懸浮物的測(cè)定重量法》(GB 11901-89)方法測(cè)定；硅酸鈉濃度采用美國(guó)Baird公司生產(chǎn)的ICP-AESPS-6真空型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測(cè)定。

2.2 測(cè)試結(jié)果

在上述基礎(chǔ)上，分別采用3種方法對(duì)廢水進(jìn)行了2h的處理。對(duì)比了三種方法的處理效果，處理后的廢水指標(biāo)如表2所示。

表2 處理后廢水指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

從表2中可以看出，本文提出的降解方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三種廢水中硅酸鈉藥劑、pH值以及懸浮物濃度的有效控制，且效果明顯優(yōu)于另外兩種對(duì)比方法。表明本文提出的選礦廢水處理方法能夠有效降解其中的殘留藥物，對(duì)于降低金屬礦工廠對(duì)環(huán)境污染具有良好的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

金屬資源作為一種不可再生資源，充分提高對(duì)其的利用率是十分必要的，為此，在金屬礦的處理階段，加入適當(dāng)濃度的選礦藥劑是大多數(shù)冶煉企業(yè)的主要提取手段。但是選礦后的廢水由于藥物殘留問(wèn)題，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，通過(guò)合理的方法對(duì)其進(jìn)行降解，確保指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)成為了廢水處理的重要內(nèi)容。為此，本文提出了一種金屬礦選礦廢水殘留藥劑降解方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥劑、pH值以及懸浮物濃度的有效控制，確保其數(shù)值均達(dá)到國(guó)家相關(guān)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)本文的研究，以期為金屬冶煉企業(yè)的廢水處理工作提供有價(jià)值的參考，在不增加生產(chǎn)成本的前提下，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。