CN102515464B - 一种黄金尾矿制备的复合污泥絮凝脱水调理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明专利属于黄金矿山尾矿的再资源化利用领域和环境保护领域，具体涉及利用黄金矿山尾矿废料中的有用元素进行复合污泥絮凝脱水调理剂的制备。该调理剂按质量百分比计，黄金尾矿经氢氧化钠处理后并经活化制得的滤液54％-66％、氯化铝21％-26％、氧化剂13％-20％。黄金尾矿是金矿石经磨细提取黄金精矿粉后排放的废弃物，呈黄色粉状，有较小的粒度和相对均匀的粒度分布，含较多SiO2、CaO和一定量的Fe2O3、Al2O3、MgO，有较高的表面能和潜在反应活性。而Si、Al、Ca这些元素恰恰是复合型无机高分子污泥脱水剂的主要成份，因此针对不同原矿的黄金尾矿开展制备污泥脱水剂的研究越来越广泛，该调理剂兼有阴阳离子絮凝剂的优点，其通过克服电性排斥作用和水合作用，改善污泥的理化性质，减少与水的亲和力，增强凝聚力，增大颗粒尺寸改善污泥的脱水性能，提高其脱水效果，使污泥减容，减少运输费用和后继处置费用，节省了成本，具有良好的示范意义。

Description

一种黄金尾矿制备的复合污泥絮凝脱水调理剂
技术领域
本发明专利属于黄金矿山尾矿的再资源化利用领域和环境保护领域，具体涉及利用黄金选矿提取黄金精矿后所排放的矿石废料中的有用元素进行复合污泥絮凝脱水调理剂的制备。
背景技术
近年来，我国城镇污水处理厂污水污泥产量随着经济发展和人口增加而迅速增加，由于污泥的体积非常庞大，含水率较高，污泥容积可达其所含固体容积的数十倍，性质很不稳定，极易腐化，不利于运输和处置。因此，作为一种具有巨大环境污染危害的废弃物，污泥如何妥善处理处置已经成为公众关注的环境问题。污泥调理是污泥处理处置的关键，其通过克服电性排斥作用和水合作用，改善污泥的理化性质，减少与水的亲和力，增强凝聚力，增大颗粒尺寸改善污泥的脱水性能，提高其脱水效果，使污泥减容，减少运输费用和后继处置费用。鉴于此，本发明以黄金尾矿为原料来进行一种高效污泥絮凝脱水调理剂的制备。
黄金尾矿是金矿石经磨细提取黄金精矿粉后排放的废弃物，呈黄色粉状，有较小的粒度和相对均匀的粒度分布，含较多SiO2、CaO和一定量的Fe2O3、Al2O3、MgO，有较高的表面能和潜在反应活性。黄金矿石含金量极低，生产企业几乎产出多少矿石就排出多少尾矿。我国黄金系统每年排放的尾矿已超过2450万吨。目前尾矿综合利用率很低，大约为7％，一般仍采用堆存方法处理，不仅占用大量的土地，造成尾矿库周围环境污染，而且需投入大量资金用于尾矿库修筑及维护，因此对于黄金尾矿综合利用已成为黄金矿山资源综合利用和保护生态环境方面的重要课题。
黄金尾矿中各元素的含量与原矿类型有关。原矿以石英为主的尾矿SiO2的质量分数可达到60％～90％；原矿石以方解石、石灰石为主的尾矿，CaO的质量分数可达到10～30％；原矿以高岭土为主的尾矿，Al2O3的质量分数可达20％以上。所以不同的原矿，产生的尾矿的成份也是不同的。而Si、Al、Ca这些元素恰恰是复合型无机高分子污泥脱水剂的主要成份，因此针对不同原矿的黄金尾矿开展制备污泥脱水剂的研究，最大限度地实现尾矿的资源化处置是尾矿处理今后研究的新方向。
发明内容
为了减少尾矿的堆积面积和维护管理费用，且本着以废治废的理念，本发明提供了一种基于石英提取黄金后的尾矿原料制备复合污泥絮凝脱水调理剂的方法。
本发明以黄金尾矿为原料，制备污泥脱水剂。将黄金尾矿过筛后，掺入少量助熔剂，控制在一定温度下，置于马沸炉中灰化一段时间后备用。称取10g灰化后冷却的黄金尾矿，加入一定浓度的NaOH溶液，加热至沸腾并恒温搅拌一段时间，趁热过滤，并将滤液放入四颈烧瓶中，水浴加热，开动搅拌器，用长颈漏斗缓慢滴加浓硫酸至pH呈弱酸性，于室温熟化一定时间后，逐滴滴入一定量的AlCl3和一定量氧化剂。混合均匀后在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。
具体实施方式
实施例一：
以黄金尾矿为原料，制备复合污泥絮凝脱水调理剂。将黄金尾矿过200目筛后，掺入少量NaOH，温度控制在750℃，置于马沸炉中灰化4h备用。称取10g灰化后冷却的黄金尾矿，加入2.5mol/L的NaOH溶液，加热至沸腾并恒温搅拌2.5h，趁热过滤，并将滤液放入四颈烧瓶中，水浴加热温度调为75℃，开动搅拌器，用长颈漏斗缓慢滴加浓硫酸至pH＝5.5，于室温熟化24h后，逐滴滴入一定量的AlCl3和氧化剂Ca(ClO)2。混合均匀后，在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。
本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：
  黄金尾矿处理后的滤液   AlCl3   Ca(ClO)2
  54％   26％   20％
将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×108s2/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.00×108s2/g，成为易脱水污泥。
实施例二：
以黄金尾矿为原料，制备复合污泥絮凝脱水调理剂。将黄金尾矿过200目筛后，掺入少量Na2CO3，温度控制在850℃，置于马沸炉中灰化3h备用。称取10g灰化后冷却的黄金尾矿，加入3.0mol/L的NaOH溶液，加热至沸腾并恒温搅拌3.0h，趁热过滤，并将滤液放入四颈烧瓶中，水浴加热温度调为80℃，开动搅拌器，用长颈漏斗缓慢滴加浓硫酸至pH＝6.0，于室温熟化36h后，逐滴滴入一定量的AlCl3和氧化剂Ca(ClO3)2。混合均匀后，在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。
本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：
  黄金尾矿处理后的滤液   AlCl3   Ca(ClO3)2
  60％   23％   17％
将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×108s2/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.20×108s2/g，成为易脱水污泥。
实施例三：
以黄金尾矿为原料，制备污泥脱水剂。将黄金尾矿过200目筛后，掺入少量K2CO3，温度控制在800℃，置于马沸炉中灰化3.5h备用。称取10g灰化后冷却的黄金尾矿，加入3.5mol/L的NaOH溶液，加热至沸腾并恒温搅拌3.5h，趁热过滤，并将滤液放入四颈烧瓶中，水浴加热温度调为85℃，开动搅拌器，用长颈漏斗缓慢滴加浓硫酸至pH＝6.5，于室温熟化48h后，逐滴滴入一定量的AlCl3和氧化剂Ca(ClO4)2。混合均匀后，在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。
本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：
  黄金尾矿处理后的滤液   AlCl3   Ca(ClO4)2
  66％   21％   13％
将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×108s2/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.40×108s2/g，成为易脱水污泥。

Claims (2)

1.一种以黄金尾矿为原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，将黄金尾矿过筛后，掺入少量助熔剂，控制在一定温度下，置于马沸炉中灰化一段时间后备用；称取10g灰化后冷却的黄金尾矿，加入一定浓度的NaOH溶液，加热至沸腾并恒温搅拌一段时间，趁热过滤，并将滤液放入四颈烧瓶中，水浴加热，开动搅拌器，用长颈漏斗缓慢滴加浓硫酸至pH呈弱酸性，于室温熟化一定时间后，逐滴滴入一定量的AlCl3和一定量氧化剂；混合均匀后在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。 
2.根据权利要求1所述的以黄金尾矿为原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，氧化剂选自次氯酸钙、氯酸钙和高氯酸钙中的一种。 
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