蒙自铅锌矿选矿废水净化处理与回用研究

1、SeriesNo.418April2011金属矿山METALMINE总第418期2011年第4期蒙自铅锌矿选矿废水净化处理与回用研究孔令强覃文庆何名飞刘三军(中南大学)摘要比较了聚合硫酸铁、聚合氯化铝和明矾3种混凝剂对蒙自铅锌矿选矿废水的处理效果。在此基础上，选择聚合硫酸铁并配合使用助凝剂聚丙烯酰胺，通过混凝沉降去除废水中的金属离子，然后再用活性炭吸附废水中的残留有机药剂，使废水的金属离子含量和化学耗氧量均达到了排放标准。采用处理后的废水对蒙自铅锌矿矿石进行铅锌浮选试验，获得了与采用新鲜水时相近的选别指标，证明处理后废水完全可以回用于选矿生产。关键词选矿废水混凝沉降活性炭吸附废水回用Study

2、onPurificationandRecyclingofDressingWastewaterfromMengziLead-zincMineKongLingqiangAbstractQinWenqingHeMingfeiLiuSanjun(CentralSouthUniversity)TheinfluencesofthreeflocculantssuchasPFS，PACandAlumonthetreatmentefficiencyofwastewaterinMengziLead-zincMinearecontrasted.Basedonthis，PFScombiningwithcoagulan

3、tpolyacrylamideareselectedtore-movemetalionsfromwastewaterbycoagulatingsedimentation.Then，theactivatedcarbonisadoptedtoadsorbtheorganicpharmaceuticalresiduesinwastewater，soastomakethemetalioncontentinwastewaterandthechemicaloxygendemanduptothedischargestandard.Thetreatedwastewaterisrecycledinthelead

4、-zincoreflotationtestsofMengzilead-zincore，obtainingthecloseconcentrationindexasthatbyfreshwater.Itisprovedthatthewastewatercantotallyberecycledtotheproductionofmineralprocessing.KeywordsDressingwastewater，Coagulatingsedimentation，Activatedcarbonadsorb，Wastewaterrecycling蒙自铅锌矿地处云南省红河州蒙自县，目前该矿拥有2座日处理

5、能力达3000t的选矿厂，年处理矿石110万t，产生废水近1000万t。由于选厂采用的是高碱浮选流程，因此这些废水具有pH值高，含有大量悬浮物和残留药剂等特点1节，最后形成两大部分:其一为各精矿产品浓缩后的溢流水，称为精矿溢流水，包括铅精矿溢流水、锌精矿溢流水和硫精矿溢流水;其二为流入尾矿库的尾矿浆及其他杂物沉淀后的溢流水，称为尾矿溢流水。每年产生的废水总量达到1000万t。本试验所用选矿废水水样为综合废水，由取自生产现场的精矿溢流水和尾矿溢流水按照实际产出比例(112)混合而成。对废水水样进行水质分析，并与矿区生活用水进行对比，结果见表1。从表中数据可以看出，选矿废水具有碱性强，悬浮物、金属

6、离子及有机物含量高的特点(有机物含量反映在CODCr和BOD5上)。1.2药剂试验所用药剂见表2。，且重金属离子含量严重超过国家排放标准，如果直接排放势必对周围的环境产生恶劣的影响。另一方面，矿区周围没有大的水系，生产用水困难。因此，开展选矿厂废水的净化处理和回用研究，不仅可以起到清洁生产、保护环境的作用题，意义重大。2，同时也可以实现水资源的循环利用，解决因水资源匮乏而造成的生产缺水问1.1试验水样、药剂及仪器设备水样蒙自铅锌矿选矿废水主要来源于破碎工段中的洗矿、磨矿回路中的分级、选别、各泡沫精矿产品的浓缩脱水、尾矿沉降以及湿式除尘、事故排放等环孔令强(1986)，男，中南大学资源加工与生物

7、工程学院，硕士研究410083湖南省长沙市麓山南路932号。生，·149·表1水样生活水废水pH7.511.45BOD5总碱度总硬度矿化度CODCr/(mg/L)/(mol/L)/(mg/L)/(mg/L)/(mg/L)41.790.210.21512298262414.5300.44.6180.9水样水质分析结果离子及悬浮物含量/(mg/L)Pb0.10.1282.360.2SS2+Zn0.21.22+Cu2+Fe2+NO30.0120.0341.653.22.231.45Cl3.1221OH0.134.5CO23SO2406696.41355S24.168.67表2药剂

8、名称聚合硫酸铁聚合氯化铝明矾聚丙烯酰胺粉末活性炭碳酸钠硫酸石灰MA乙硫氮硫酸锌硫酸铜松醇油化学试验药剂式3n/2m2.2品级化学纯化学纯分析纯分析纯分析纯分析纯分析纯化学纯工业级用途混凝剂混凝剂混凝剂助凝剂吸附剂调整剂调整剂调整剂捕收剂捕收剂抑制剂活化剂起泡剂混凝沉降试验2.2.1废水初始pH值对混凝效果的影响取100mL废水置于烧杯中，用浓度为5%的H2SO4溶液调节废水的pH值，加入用量为30mg/L的混凝剂聚合硫酸铁(PFS)或聚合氯化铝(PAC)或明矾，搅拌5min，静置10min，取上清液化验，试验结果见图1图3。Fe2(OH)n(SO4)Al2(OH)nCl6nmKAl(SO4)2

9、·2H2O(CH2CH2CONH2)CNa2CO3H2SO4CaO(CH3CH2)2NCS2NaZnSO4CuSO4化学纯分析纯分析纯工业级1.3仪器设备JJ2/3试验所用仪器有PHS3型pH计、80W型电子搅拌器、TG328A型光电分析天平、XFD型浮选机、烧杯、秒表等。2.1选矿废水净化试验自然净化试验废水暴露于自然环境中时，其中的有害物质会得到不同程度的降解，因此应该首先考虑废水的自然净化。取100mL废水置于烧杯中，暴露于常温常压下，每隔2d取少量水样进行分析，试验结果见表2。表2降解时间/d13579出水pH9.119.109.109.109.07废水自然降解试验结果出水离

10、子含量/(mg/L)Pb2+54.6550.3248.3247.5346.41Zn2+0.720.520.380.360.35Cu2+2.101.500.810.480.36出水CODCr/(mg/L)246.4201.3145.6121.797.3从表2可以看出，随着自然降解时间的延长，除Pb离子外，Cu离子及有机物含废水中的Zn离子、量(CODCr)都有不同程度的降低。但是自然降解所需时间太长，不适合用于现场的持续生产3。孔令强等:蒙自铅锌矿选矿废水净化处理与回用研究对废水的净化效果反而开始变差，即3种混凝剂均有一个最佳混凝pH值，聚合硫酸铁的最佳混凝pH值为9.2，聚合氯化铝的最佳混凝p

11、H值为7.1，明矾的最佳混凝PH值为7.0。3种混凝剂在其各自的最佳pH值条件下，对Pb离子的去除率均达到了90%以上，对Cu离子的去除率均在80%以上，对Zn离子的去除率均在80%左右，但对CODCr的去除却有限。2.2.2混凝剂用量试验取100mL废水置于烧杯中，在自然pH(11.45)条件下加入不同用量的混凝剂，搅拌5图6。2011年第4期min，静置10min，取上清液化验，试验结果见图4出水离子含量Pb2+00.250.500.752.651.360.850.73Zn2+0.310.250.110.10Cu2+0.420.280.150.12出水CODCr165.8168.4171.

12、2174.5表3表明:合适的PAM用量为0.5mg/L，在此Zn，Cu离子含量分别用量下，处理后的废水中Pb，0.11，0.15mg/L，下降到0.85，去除率均在90%以上。但由于聚丙烯酰胺为有机助凝剂，所以不仅对废水中CODCr的降低没有帮助，反而会使之升高，从表中可以看出，出水CODCr值均不达标。2.3活性炭吸附试验经过混凝沉降试验后，废水中的金属离子已经达到合格要求，但有机物含量却仍然很高。鉴于活性炭对废水中的有机物有很好的吸附作用，因此决定在混凝沉降的基础上，增加活性炭吸附处理。2.3.1活性炭用量试验取50mL在pH=9.2条件下用40mg/L聚合硫酸铁+0.5mg/L聚丙烯酰胺

13、混凝沉降后的出水置于烧杯中，加入不同用量的活性炭，搅拌吸附30min，静置10min，取上清液化验，试验结果见表4。从表4可以看出，增加活性炭用量，出水CODCr不断下降，但下降幅度在活性炭用量增加到100·151·总第418期表4活性炭用量050100150200金活性炭用量试验结果出水Pb2+含量0.850.710.700.680.65属mg/L矿山2011年第4期出水CODCr171.2123.592.693.390.1mg/L后开始变缓，因此确定活性炭用量为100mg/L。2.3.2吸附时间试验吸附时间对活性炭去除有机物的效果有很大的影响，为此进行了吸附时间试验。取

14、50mL在pH=9.2条件下用40mg/L聚合硫酸铁+0.5mg/L聚丙烯酰胺混凝沉降后的出水置于烧杯中，加入活性炭100mg/L，搅拌吸附不同时间，静置10min，取上清液化验，试验结果见表5。表5吸附时间/min020305080吸附时间试验结果出水指标/(mg/L)Pb2+含量0.850.820.800.800.76CODCr171.2133.296.594.593.2新鲜水铅精矿锌精矿尾原未处理废水矿矿1.168.5690.28100.001.278.6990.04100.001.198.4890.33100.00Pb51.230.820.1980.8445.130.680.270.8

15、851.120.800.210.86位Zn3.6743.230.233.955.8142.20.223.943.8243.230.253.94Pb70.488.3221.20100.0065.486.7527.77100.0070.487.8621.66100.00回收率Zn1.0893.675.25100.001.8793.105.03100.001.1593.115.74100.00从表5可以看出，延长吸附时间，出水CODCr不断下降，但下降幅度在吸附时间达到30min后开始变缓，因此合适的吸附时间为30min。用PFS+PAM混凝沉降后的废水再经过活性炭吸附，出水水质清澈，重金属离子含量

16、和CODCr均达到国家排放标准。铅精矿锌精矿尾原处理后废水矿矿铅精矿锌精矿尾原矿矿3选矿废水回用试验选矿废水净化处理的最终的目的是回用于生5产，达到综合利用水资源的目的。参照现场工艺流程和药剂制度，采用按上述选定条件经PFS+PAM混凝沉淀和活性炭吸附后的废水对蒙自铅锌矿矿石进行铅锌浮选试验，并与新鲜水和未经处理的废水进行对比，试验流程及条件见图7，试验结果见表5。从表5可以看出，未经处理的废水直接回用于铅锌浮选，会对铅的浮选指标造成严重影响，具体表现为铅精矿铅品位和铅回收率下降、含锌量超标，而经过处理的废水可以取得近似于新鲜水的浮选指标，说明所采用的废水处理方法是非常有效的。结论(1)蒙自铅

17、锌矿选矿废水中含有大量的金属离子、残留有机药剂且pH值非常高，如果直接排放会对环境造成严重影响，直接回用于生产则会严重恶化铅精矿指标。(2)聚合硫酸铁、聚合氯化铝和明矾都可以通过混凝使废水金属离子含量明显降低，而聚合硫酸铁是其中的最佳选择。为强化混凝效果，将助凝剂聚丙烯酰胺与聚合硫酸铁配合使用，可以使废水中金属离子含量降到合格水平，但对CODCr的降低没有帮助，达不到处理要求。(下转第157页)王世标:印度某赤铁矿洗矿溢流选矿试验表14精矿挡板间距/mm产品2011年第4期螺旋溜槽试验果产率/%5.0694.94100.0021.3478.66100.0029.8670.14100.0038.

18、9161.09100.00铁品位/%66.0749.6150.4466.3446.1350.4465.7343.9350.4463.7541.9750.44铁回收率/%6.6393.37100.0028.0771.93100.0038.9161.09100.0049.1750.83100.00精矿45尾矿给矿精矿75尾矿给矿精矿105尾矿给矿精矿130尾矿给矿4.2细筛螺旋溜槽强磁选反浮选全流程试按照与细筛强磁选反浮选试验时相同的方验结果法对螺旋溜槽尾矿进行了强磁选试验及反浮选试验，最终形成了图4所示的细筛螺旋溜槽强磁选阴离子反浮选全流程，获得的铁精矿品位为67.01%，回收率为87.77%(见表15)。经计算，反浮选入选量仅为细筛强磁选阴离子反浮选流程的65.86%。5结论铁精矿尾给矿矿(1)印度某赤铁矿洗矿溢流采用细筛强磁选阴离子反浮选流程选别后，可获得产率为67.55%，铁品位为67.12%，铁回收率为89.71%的铁精矿;采用细筛螺旋溜槽强磁选阴离子反浮选流程选别后，可获得产率为66.10%，铁品位为67.01%、铁回收率为87.77%的铁精矿。(2)细筛螺旋溜槽强磁选阴离子反浮选流程的入浮量仅为细筛强磁选阴