CN105903231A - 一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；属于工业废水处理领域。本发明将白钨矿选矿尾矿矿浆(精选尾矿与粗选尾矿混合矿浆)的pH值调节至5～10后，分至少两次往其中加入非离子聚丙烯酰胺，陈化，得到澄清回收液，所得回收液返回用于白钨矿的浮选工艺。本发明充分利用白钨矿选矿废水，具有废水处理工艺简单、高效、效果稳定、成本低、有利于环保节能等优点，便于大规模工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；属于工业废水处理领域。
背景技术
由于在白钨浮选中添加了硅酸钠(水玻璃)，特别是在精选过程中添加大量的硅酸钠作为脉石抑制剂或分散剂。硅酸钠的存在使得尾矿水难以澄清，特别是大量微细悬浮物很难在重力作用下沉降。工业上常用的白钨矿废水处理工艺的步骤如下：(1)在尾矿水中投入电石渣或石灰乳调节pH值12.0以上，再将尾矿输送到尾矿库，在尾矿库内渣水分离沉降；(2)尾矿废水在返回高位水池时再加酸调节pH值，以便能够返回并达到白钨矿选矿用水指标或排放要求。这种常规的处理方法使尾矿水能够回用或外排，但存在不足之处有：(1)由于白钨精选尾矿中有大量的硅酸根(＞2000mg/L)，单一的添加石灰或电石渣很难消除其对白钨粗选指标影响；(2)由于回水中添加了大量的石灰或电石渣，导致pH值偏高，在返回磨浮车间前需要在高位水池加酸调节pH值，酸碱消耗，导致废水处理运行费用高。在缺水地区或旱季，尾矿回水中难免含有大量的有害杂质，使选矿企业付出了降低金属回收率的代价，造成了资源浪费，不利于节能环保。
专利CN102826695A，公开了一种白钨矿选矿废水处理工艺，采用电解除去绝大部分水玻璃和大部分有机药剂，再加入助凝剂进一步除去水玻璃和有机物，最后加入氧化剂去除水中残余的有机物。该发明提供的工艺对水玻璃的去除率在94.5％以上，选矿药剂去除率在98％以上，处理后的水满足选矿要求。其不足之处在于：1、废水电解能耗较高，电极寿命及效率问题；2、后续添加的氧化剂影响水质，同时增加了成本，不利于推广。专利CN104261531A，公开了一种白钨矿尾矿废水用于白钨矿选矿的工艺，该工艺是将白钨矿废水的pH调节至弱酸性后，依次加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，混合均匀，陈化，得到澄清回收液；所得回收液作为溶剂介质返回白钨矿的浮选工艺中重复使用；该工艺充分利用了白钨矿尾矿废水，对白钨矿废水有效沉降，使水质达到白钨矿浮选要求，直接回用于白钨矿选矿的工艺。其不足之处在于，药剂使用量较大(聚合氯化铝加入量是尾矿砂质量的1‐15％，聚丙烯酰胺的加入量是尾矿砂质量的2‐10％)、使用的药剂种类过多，这些均会增加管理成本；同时其陈化时间较长。专利CN105254069A，公开了一种白钨矿选矿废水处理工艺，其主要步骤有：A、向白钨尾矿中投入大量石灰，pH值11～12；B、脱稳沉淀后，固液分离；C、固体排入尾矿库，出水进入一级反应罐，并添加碳酸钠；D、进入二级反应罐，向二级反应罐中加入聚丙烯酰胺(PAM)；E、自流进入沉淀池，底层浓缩排入尾矿库；F、上清液进入微絮过滤器；G、出水加入硫酸调节pH值6～9；H、出水进入微涡流反应池；I、95％出水经过脱气塔脱除二氧化碳后可用与白钨矿或排放。该专利虽然考虑到了钙离子和过饱和二氧化碳对白钨浮选工艺回收率的影响，回收利用率也很高。但是，其不足之处在于，工序繁琐，成本较高。
发明内容
本发明针对现有技术的能耗高、成本高、以及工序复杂等问题，提供一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺。该工艺能够实现对白钨矿选矿废水的处理能耗低、成本低、工序简单、沉降效果好、处理后的水质达到白钨矿浮选要求，能直接回用于白钨矿选矿。
定义：本发明中所述白钨矿选矿尾矿矿浆是指白钨矿浮选过程中，选取目标产物后所剩下的浆料即为所述的白钨矿选矿尾矿矿浆。
本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；包括下述步骤：
将白钨矿选矿尾矿矿浆的pH值调节至5～10后，分至少两次往其中加入非离子聚丙烯酰胺，陈化，得到澄清回收液，所得回收液返回用于白钨矿的浮选工艺。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；用酸来调整白钨矿选矿尾矿矿浆的pH值，所述酸选自含有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的至少一种的酸液；优选为废酸液和/或硫酸。
作为优选方案，所述白钨矿选矿尾矿浆为钨矿精选尾矿矿浆与粗选尾矿矿浆组成的混合尾矿矿浆。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；将白钨矿选矿尾矿矿浆的pH值调节至7～8。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；分2‐5次添加、优选为2‐3次加入非离子聚丙烯酰胺。在工业化应用时，选择在运输过程中，分步加入非离子聚丙烯酰胺。为了保证所加非离子聚丙烯酰胺的均匀性，一般在选择2～3个添加点。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；所述非离子聚丙烯酰胺为非阳离子型或非阴离子型聚丙烯酰胺。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；按每立方白钨矿选矿尾矿矿浆加入5～50g、优选为20～40g非离子聚丙烯酰胺的比例，加入非离子聚丙烯酰胺。单次添加非离子聚丙烯酰胺时、优选为按每立方白钨矿选矿尾矿矿浆加入5～15g非离子聚丙烯酰胺的比例，加入非离子聚丙烯酰胺。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为1‐30min、优选为3‐5min。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；确定非离子聚丙烯酰胺加入总量的情况下，逐次加入非离子聚丙烯酰胺时，第n次非离子聚丙烯酰胺的加入量大于等于第n+1次非离子聚丙烯酰胺的加入量；所述n大于等于1。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；陈化的时间为0.5‐5小时，优选0.5‐1小时。
作为优选方案，本发明一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；非离子型聚丙烯酰胺的分子量为200～1200万、优选为200～800万。
优选方案中，非离子型聚丙烯酰胺主要是在尾矿运输过程中的搅拌桶或缓冲池中添加，无需增加额外的设施。
优选方案中，无需进行尾矿粗细颗粒分离，也无需针对尾矿建立额外的沉降池。
优选方案中，经过分步絮凝后的尾矿矿浆，采用砂泵直接输送到尾矿库进行沉降，最终实现固液分离。
优势
本发明与CN102826695A所报道的方法相比，具有不需要用电，能耗低；不需要使用电极，不存在电极长时间使用受到污染，影响处理效果的问题，处理过程中不需要投加量的氧化剂，回水中不会有残留，不影响水质。本发明与CN104261531A所报道的方法相比，具有处理工艺简单、药剂消耗量低、药剂管理成本低、以及处理单耗成本低等优点。本发明与CN105254069A所报道的方法相比，具有处理工艺简单、易于操作、单耗成本低廉以及水质稳定等优点。
附图说明：
附图1为实施例1‐3处理水沉降曲线；
附图2为实施例1‐3处理水效果图；
附图3为实施例4、8所用试验流程示意图；
附图4为实施例5‐7处理水沉降曲线；
附图5为实施例5‐7处理水效果图。
具体实施方式
实施例1
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10～11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到6～7，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺10g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺10g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为600万；
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为3min。
陈化1小时，得到澄清回收液。
其沉降曲线如图1所示，沉降效果图如图2所示。
实施例2
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10‐11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到6～7，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺15g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺15g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为800万；
陈化0.5小时，得到澄清回收液。
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为5min。其沉降曲线如图1所示，沉降效果图如图2所示。
实施例3
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10～11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到6～7，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺20g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺20g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为1200万；
陈化0.5小时，得到澄清回收液。
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为1min。其沉降曲线如图1所示，沉降效果图如图2所示。
实施例4
将实施例1‐2所处理的尾矿废水应用与钨矿粗选试验，并与没有经过处理的矿浆原液进行浮选对比试验，试验流程见图3，其结果如表1所示：
表1不同水样选钨指标对比结果
实施例5
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10～11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到7～8，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺10g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺10g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为300万；
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为2min。
陈化0.5小时，得到澄清回收液。
其沉降曲线如图3所示，沉降效果图如图4所示。
实施例6
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10～11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到7～8，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺15g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺15g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为1200万；
陈化1小时，得到澄清回收液。
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为1min。
其沉降曲线如图3所示，沉降效果图如图4所示。
实施例7
某钨矿精选后剩余矿浆与粗选剩余矿浆混合后，得到混合矿浆，所述混合矿浆的pH值为10～11，硅酸根含量大于2000mg/L，很难除去，特别是微细粒矿泥，长时间放置仍是浑浊状态。取矿浆1L，加入硫酸调节pH值到7～8，然后分2次加入非离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺的加入制度为：
第一次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺20g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
第二次 按每立方加入非离子型聚丙烯酰胺20g的比例加入非离子型聚丙烯酰胺；
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为600万；
陈化1小时，得到澄清回收液。
相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为1min。
其沉降曲线如图3所示，沉降效果图如图4所示。
对比例1
其他条件和实施例5完全一致，不同条件为：非离子聚丙烯酰胺一次性加入；得到回收液。
实施例8
将实施例5、7所处理的尾矿废水应用与钨矿粗选试验，并与没有经过处理的矿浆原液进行浮选对比试验，试验流程见图3，其结果如表2所示：
表2不同水样选钨指标对比结果
通过表1表2可以看出本发明分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿废水所得回收液应用于钨矿粗选试验时，能取得意想不到的效果。
Claims (10)
1.一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于包括下述步骤：
将白钨矿选矿尾矿矿浆的pH值调节至5～10后，分至少两次往其中加入非离子聚丙烯酰胺，陈化，得到澄清回收液，所得回收液返回用于白钨矿的浮选工艺。
2.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：用酸来调整白钨矿选矿尾矿废水的pH值，所述酸选自含有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的至少一种的酸液。
3.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：所述白钨矿选矿尾矿浆为钨矿精选尾矿矿浆与粗选尾矿矿浆组成的混合尾矿矿浆。
4.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；；其特征在于：将白钨矿选矿尾矿废水的pH值调节至7～8。
5.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：分2‐5次分步添加非离子聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；；其特征在于：所述非离子聚丙烯酰胺为非阳离子型或非阴离子型聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：按每立方白钨矿选矿尾矿矿浆加入5～50g非离子聚丙烯酰胺的比例，加入非离子聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：相邻两次加入非离子聚丙烯酰胺的时间间隔为1‐30min。
9.作根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：确定非离子聚丙烯酰胺加入总量的情况下，逐次加入非离子聚丙烯酰胺时，第n次非离子聚丙烯酰胺的加入量大于等于第n+1次非离子聚丙烯酰胺的加入量；所述n大于等于1。
10.根据权利要求1所述的一种分步絮凝处理白钨矿选矿尾矿矿浆的工艺；其特征在于：
陈化的时间为0.5‐5小时。
所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量为200～1200万。
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