乌努格吐山铜钼矿中水浮选试验研究

乌努格吐山铜钼矿中水浮选试验研究

内蒙古乌图山铜矿位于蒙古国。年降水量仅300mm，蒸发量超过100m，属于极端缺水地区。乌山铜钼矿遵循循环经济的发展模式,以绿色矿山作为发展目标,把节水放在企业发展的首位。因此,该工程可行性试验研究中尾矿处理采用尾矿膏体［1-3］工艺,在生产过程中直接将浮选废水［4-7］回收并循环用于生产取得了成功,这极大程度节约了选矿用水量,最大限度减少了废水外排量,既保证了尾矿库安全,又降低了选矿用水成本。但是,选厂每天还需1万多吨的新水补加以满足生产用水要求。原设计取用海拉尔河水,但由于该河流冬季最低气温达-47℃,冰冻会造成断流,加之施工区经过自然保护区,短期内难以解决。鉴于此,寻找新水水源是乌山必须面临的一项艰巨任务。为此,乌山创造性地提出使用城市中水作为新水补加到选矿生产过程中这一新思想,并且付诸于实践,取得了突破性进展。中水［8-10］主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水,其水质指标低于饮用水标准,高于污水允许排入地面水体排放标准。中水的应用将不仅可以解决乌山发展的水资源难题,而且可以实现污水资源化目标,大大削减水污染排放量,实现对区域生态环境的保护,有利于人民群众的身心健康,大大提升城市基础设施的保障水平,具有极高的社会效益和环境效益［11］。1中水的产生、试验材料和试验方法1.1增上曝气池+蒸发预处理满洲里市城市污水处理厂废水处理工艺如图1所示。满洲里市污水处理厂中水的生产工艺为:污水经格栅过滤进入集水池,集水池污水由提升泵提升至曝气沉砂池,在曝气沉砂池去除大部分泥沙及杂物;这些杂物经压榨机脱水后外运填埋;曝气沉砂池出水自流进入综合生化池,在综合生化池的曝气池内生化反应后进入沉淀池,沉淀池产生的污泥由污泥抽取系统送回综合生化池的混合池,从而实现活性污泥回流;沉淀池出水经稳定塘进一步处理后排入中水池中备用。所得中水要求达到一级B水质标准。该区域年气温很低,严寒时期较长,年平均温度只有-1.3℃。值得注意的是城市污水中大部分BOD5是胶体或悬浮有机物,污水的温度影响系数为1.015。但是当工业废水排入城市污水系统时,溶解性有机物含量将提高,因而温度影响系数必然增大,分散的悬浮固体随曝气池温度降低而升高,二者相差可以达1倍以上,对污水水处理效果影响较大。因此,该工艺所得中水水质波动较大,目前还不能完全达到一级B水质标准。满洲里污水处理厂工艺升级改造前生产的中水与海拉尔中水的化验指标如表1所示。从表1中数据可以看出,工艺升级改造前的满洲里中水远没有达到一级B水质标准,而海拉尔中水已达到一级B水质标准。1.2铜、乡村矿石成分试验所用矿样由中国黄金集团内蒙古矿业公司铜钼矿提供。原矿的铜、钼品位分别为0.51%、0.045%,铜、钼氧化率分别为4%和14%。该矿石中的矿物组成较复杂,其中铜、钼、硫元素等主要以独立矿物存在。铜的独立矿物较多,有黄铜矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、砷黝铜矿;钼的独立矿物主要为辉钼矿;硫的独立矿物为黄铁矿。脉石矿物主要为石英、白云母、长石、伊利石、高岭石等,石英是含量最高的脉石矿物。1.3浮选过程分析按照原有药剂制度,分别选取未达一级B排放标准的满洲里中水、达标的海拉尔中水、自来水以及经过处理后达到一级B排放标准的满洲里中水进行浮选试验,通过对比分析混合浮选指标和分离浮选指标,得出不同水质对浮选过程的影响情况。2试验结果及分析2.1试验用水量的测量采用的混合浮选闭路试验流程为优化后的试验流程和药剂制度(试验选用自来水),如图2所示。浮选药剂中,Pj-053主要为黄铜矿的捕收剂。采用的铜钼分离浮选试验流程为用自来水优化后的试验流程和药剂制度,如图3所示。2.2满洲里中水铜鳌分离闭路试验结果按照原药剂制度,使用未达标的满洲里中水,分别进行了铜钼混合浮选闭路试验和铜钼分离浮选闭路试验,并与自来水浮选指标进行对比。满洲里中水铜钼混合浮选闭路试验结果如表2所示。从铜钼混合浮选闭路试验结果可知,铜钼混合浮选药剂制度对未达标的满洲里中水具有一定的适应性,铜的品位可达20%以上,铜的回收率达到83.71%。但铜钼混合精矿中,无论是铜、钼品位,还是铜、钼回收率,均明显低于使用自来水得到的混合浮选指标,因此,使用满洲里中水得到的混合浮选指标不理想。满洲里中水铜钼分离闭路试验结果如表3所示。从铜钼分离闭路试验结果可知,满洲里中水浮选得到的钼精矿品位仅为16.69%,并且钼精矿中含铜2.68%,已超标;铜、钼回收率均较低,钼金属大部分流失到铜精矿中。整体上来看,满洲里中水铜钼分离浮选指标与自来水相差甚远,铜钼分离效果差。使用未达标的满洲里中水进行浮选试验过程中,发现铜钼混合浮选药剂制度对于该水样具有一定的适应性。但是,在分离浮选时,泡沫层为白色泡沫,泡沫不稳定易碎,不能形成良好的矿化泡沫层,有用矿物不易上浮,特别是钼矿物很难上浮,钼矿物损失多,铜钼分离困难。2.3海拉尔中水铜抗风险评估按照原药剂制度,使用海拉尔中水,分别进行了铜钼混合浮选闭路试验和铜钼分离浮选闭路试验,并与自来水浮选指标进行对比。海拉尔中水铜钼混合浮选闭路试验结果如表4所示。通过海拉尔中水与自来水铜钼混合浮选闭路试验结果对比可知,对于铜的回收率,海拉尔中水比自来水高出2个百分点;对于钼回收率,自来水比海拉尔中水高4个百分点;铜品位均可以达到38%。总体上来说,海拉尔中水铜钼混合浮选指标良好,与自来水混合浮选指标基本相同。海拉尔中水铜钼分离浮选闭路试验结果如表5所示。从海拉尔中水铜钼分离浮选闭路试验结果可知,铜精矿无论是品位,还是回收率,指标均良好;钼精矿品位达到51.81%,钼精矿中含铜0.29%,已达标,铜钼分离试验成功。但是,钼的回收率均较低,经分析,这是由于原矿钼的氧化率(14%)过高造成的。综上所述,使用达到一级B水质标准的海拉尔中水得到的浮选指标均高于使用未达标的满洲里中水得到的浮选指标,并且浮选指标良好。3采用满洲里回收水3.1臭氧氧化处理工艺cnb3.2单l5.采用臭氧氧化技术处理满洲里中水。臭氧主要起两个作用:一是臭氧是已知氧化能力仅次于氟的强氧化剂,它能将中水中的有机物(其含量可用CODCr表征)氧化分解成小分子物质,从而消除中水中有机物对浮选过程的负面影响;二是从工业卫生安全的角度考虑,中水中粪大肠杆菌数量很高(≥24000个/L),如果长期回用会使一些微生物(细菌、病毒)在选矿系统中累积、繁殖、滋生,最终会影响选矿系统设备的正常运行和工人的身心健康,而臭氧可对中水进行有效消毒处理。臭氧氧化处理工艺如图4所示。中水经臭氧氧化后出水中CODCr≤60mg/L(达到中水一级B排放标准),粪大肠杆菌≤2000个/L。臭氧氧化处理工艺简单实用,出水指标良好,整个工艺耐冲击负荷能力强,对水质、水量的变化有较强的适应能力;水处理工艺流程简单,投资小;操作管理方便,日常运转费用低;系统运转稳定,出水稳定达标。3.2臭氧氧化预处理后浮选效果对臭氧氧化后的中水进行浮选试验,以检验处理后的中水是否对浮选过程产生负面影响。试验结果如表6~7所示。从表6~7中数据可以看到,中水经过臭氧氧化处理后用于浮选试验所得浮选指标基本与自来水相当,完全可以作为新水补加到浮选流程中。因此,使用达到一级B水质标准的中水完全可以回用于浮选流程中。4臭氧氧化+臭氧预处理1)海拉尔中水浮选试验表明,使用达到一级B水质标准的中水完全可以回用到乌山铜钼矿浮选流程中。2)使用未达到一级B排放标准的满洲里中水对浮选过程有害。而经过臭氧氧化处理后的中水,其CODCr指标达到中水一级B排放标准,对浮选过程影响微小,