CN105948208A - 一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法 - Google Patents

一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法，属工业废水处理领域。该方法：先加入自制的高聚合铝‑镁破乳兼混凝复合药剂，合理调整加药量，然后进行充分的快速搅拌，控制GT值范围，尽可能由于短时间内增能，使药剂充分溶解并与微细颗粒反应，产生白色絮体，减少水温低的不利影响；间隔一段时间后加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行慢速搅拌，目的是改善絮凝体结构，产生大而结实的矾花，有利于沉降；最后放置一段时间，静置沉降，进行固液分离。经过处理后的白钨矿选矿废水，产生的絮体在3‑8min内可完全沉降，上清液的浊度和悬浮物相较于原始的白钨矿选矿废水，去除率分别可达到95％和96％以上。

Description

一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法。
背景技术
通常在白钨矿的浮选过程中会加入大量的硅酸钠(俗称水玻璃，是浮选作业最常使用的抑制剂和分散剂)，而高寒冷地区由于受到环境的影响，水玻璃的用量是其他地区的3～6倍；此外，白钨矿选矿废水中的颗粒物粒径相对较小，其中小于0.623μm的颗粒物含有10％，小于3.043μm的颗粒物含有50％，小于68.277μm的颗粒物含有90％，综合这两方面因素就使得白钨矿的选矿废水的Zeta电位值达到了-40～-60mv，表明白钨矿选矿废水中的微细颗粒形成一个非常稳定的胶体分散体系，故胶体的微粒处于悬浮均匀分布的状态而不被破坏。这样就使得白钨矿选矿行业尾矿水难以回用，特别在高寒冷用水温度低的地区，更容易受到影响。基于此，白钨矿废水的净化问题广受关注，投入了大量的科学研究。
常用的黑钨矿选矿废水处理工艺主要步骤是先加石灰乳调节pH至11.0以上，然后加入大量的絮凝剂，最后进入沉淀池进行固液分离。一般选矿企业也会选择这种处理方式，但是该处理工艺往往适用于单一选白钨的矿区在选矿过程中所产生的废水，而对于白钨矿且含高钙萤石的矿区所产生的选矿废水较难适用；而且该工艺中絮凝剂的投机量一般大于80mg/l，导致废水处理的费用高。另外高寒冷地区选矿用水为雪山融水，温度为2℃左右，经球磨增能后提升到3～4℃，温度较低，影响药剂溶解于悬浮物反应，最终影响混凝效果。
中国专利CN 102826695A公开了白白钨矿选矿废水处理工艺，其过程是先采用电解法以去除绝大部分水玻璃和大部分有机药剂，在加入助凝剂进一步沉降除去水玻璃和有机药剂，最后加入氧化剂除去废水中剩余的有机药剂。虽然该发明提供的工艺能够有效去除白白钨矿选矿废水中的水玻璃和选矿有机药剂，甚至出水超过了GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准要求，处理水可回用于选矿工艺。但是最后加入过量的氧化剂可能会影响到出水的水质；而且，该工艺中电解法由于其价格成本较贵，有明显的经济局限性，应用前景有限。
中国专利CN 105254069A公开了一种白白钨矿选矿废水处理工艺，其步骤如下：A、向白白钨矿选矿废水中加入石灰乳，调节其pH至11～12。B、产生絮体后，静置沉淀，进行固液分离。C、固体排入尾矿库，出水进入一级反应罐，并加入碳酸钠；D、进入二级反应罐，并向二级反应观众加入絮凝剂PAM。E、自流进入沉淀池，底层浓缩污泥排入尾矿库；F、上清液进入微絮过滤器，5％出水作为反冲洗水排入尾矿库。G、95％出水中加入浓硫酸调节pH值至6～9。H、95％出水经脱气塔脱除二氧化碳后即可回用于白白钨矿选矿或直接排放。该发明提供的工艺虽然提高了白白钨选矿废水的回用率，但是该工艺中反复调节了pH,导致其处理费用增高；此外该工艺并不一定适用于不光只含有白钨矿的矿区所产生的选矿废水。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法，能有效去除白钨矿浮选尾矿废水中的微细颗粒物，以实现白钨矿浮选尾矿废水的回用，减少水资源的消耗，解决高寒冷地区白钨矿矿区用水困难等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法，该方法包括以下步骤：
a、向所处理的白钨矿选矿废水中加入高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂，进行快速搅拌提升GT值，使所述白钨矿选矿废水中的微细颗粒经行脱稳，产生白色絮体；
b、间隔一段时间后加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行慢速搅拌使GT值回归至正常混凝反应控制值；
c、静置沉降进行固液分离后，即完成白钨矿选矿废水的处理。
本发明的有益效果为：该方法由于加入高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂，并配合快速搅拌提升GT值，以及加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行慢速搅拌使GT值回归至正常混凝反应控制值的方式，可以有效的去除白钨矿浮选尾矿废水中的微细颗粒物，SS和浊度的去除率都可以保持在95％以上；该方法所使用的药剂廉价易得，混凝工艺参数控制简单有效；该方法操作方便，经济成本较省，易于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明待处理的某高寒冷地区白钨矿选矿废水中微细颗粒物的粒径分布图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种高寒冷地区(该高寒冷地区指常年温度为0℃，主要用水为雪山融水)高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法，该方法包括以下步骤
a、向所处理的白钨矿选矿废水中加入高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂，进行快速搅拌提升GT值，使所述白钨矿选矿废水中的微细颗粒经行脱稳，产生白色絮体；
b、间隔一段时间后加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行慢速搅拌使GT值回归至正常混凝反应控制值；优选的，间隔一段时间为间隔5～10分钟。
c、静置沉降进行固液分离后，即完成白钨矿选矿废水的处理。
上述处理方法的步骤a中，加入的所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂是以5～20wt％的工业级聚合氯化铝、2.5～10wt％的工业级氯化镁和余量的水为原料，且所述工业级聚合氯化铝与工业级氯化镁的重量比例为2：1，将所述工业级聚合氯化铝和水配置成浓度为500～840mg/l的溶液，所述工业级氯化镁和水配置成浓度为250～420mg/l的溶液(两种溶液中水的用量之和等于原料成分中的水)，然后将两种溶液混合成液体状药剂，即为高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂。
上述处理方法的步骤a中，所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂的加入量为750～1260mg/l。
上述处理方法的步骤a中，加入所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂后，以90～180r/min的搅拌转速进行快速搅拌提升GT值至105～107。该步骤中，通过快速搅拌将GT值控制在105～107，比常规混凝放应高出一至两个数量值，达到快速增能、破乳、混凝的目的。
上述处理方法的步骤b中，间隔5～10分钟后加入阳离子型聚丙烯酰胺。
上述处理方法的步骤b中，加入的所述阳离子型聚丙烯酰胺的离子度为15～25％，分子量为800～1000万，投加量为2.5～7.5mg/l。
上述处理方法的步骤b中，加入所述阳离子型聚丙烯酰胺后，以30～60r/min的搅拌转速进行慢速搅拌并使GT值回归至104～105的正常混凝反应控制值，该步骤这样处理才能达到让絮体变大，保证形成矾花不至因搅拌而破碎，有利于沉降并保证较优的混凝效果。
上述处理方法的步骤c中，处理后的白钨矿选矿废水进行静置沉降3～8min进行固液分离。
上述方法的原理为：首先在白钨矿浮选尾矿废水中加入一定量的自制的高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂，是因为白钨矿浮选尾矿废水的Zeta电位值达到了-40～-60mv，是一种典型的非电解质型准胶体溶液。因此，选择一种或多种经济适用的破乳兼具有混凝效果的复合药剂，确定药剂合理投加范围，并控制混凝级数与搅拌速度是保证能否达到预期效果的关键步骤。具体方式是：投入正电荷离子的破乳型电解质混凝剂；混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层，从而增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄，胶体的Zeta电位降低，胶粒间的相互排斥力减小。同时，由于扩散层减薄，胶粒间相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大，从而使胶粒易发生聚集。这样就使水中悬浮胶体颗粒互相碰撞聚合形成絮体，Zeta电位值由原来的-40～-60mv提升到-20～-30mv。接着加入阳离子型聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是链状高分子聚合物，容易在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程，桥梁的结果形成“胶粒-高分子-胶粒”的絮凝体，高分子物质在这里起胶粒与胶粒之间相互结合的桥梁作用，这样就可以使絮体的尺寸逐渐增大，靠水力和机械搅拌促使颗粒碰撞凝聚，长大成可见的矾花，相应的Zeta电位值也由-20～-30mv提升到0mv左右。最后静置沉降，上清液可回用，下层沉淀可压滤排入尾矿库。
下面结合具体实施例对本发明的处理方法作进一步说明，是采用本发明高寒冷地区高分散、高细度、难沉降白钨矿选矿废水的处理方法处理白钨矿选矿废水的具体实施例(现场试验)。
表1为下述各实施例待处理的某高寒冷地区白钨矿选矿废水水质指标，所处理废水的微细颗粒物的粒径分布如图1所示。
实施例1
取500ml某白钨矿浮选尾矿废水置于1L的烧杯中，加入自制的高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂(以5～20wt％的工业级聚合氯化铝、2.5～10wt％的工业级氯化镁和余量的水为原料，且所述工业级聚合氯化铝与工业级氯化镁的重量比例为2：1，将所述工业级聚合氯化铝和水，所述工业级氯化镁和水分别混合制成两种溶液，然后将两种溶液混合液体状药剂，即为高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂)，投加量为775mg/l，进行快速搅拌，搅拌速度为95r/min；间隔5分钟后加入离子度为15～25％、分子量为800～1000万的一种阳离子型聚丙烯酰胺，投加量为2.7mg/l，进行慢速搅拌，搅拌速度为34r/min，利于絮体的形成以及稳定；然后静置沉淀7min，取上清液测定其悬浮物和浊度；废水处理前后的SS、浊度以及各自去除率见表2。
实施例2
取500ml某白钨矿浮选尾矿废水置于1L的烧杯中，加入自制的高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂(与实施例1的药剂相同)，投加量为800mg/l，进行快速搅拌，搅拌速度为160r/min；间隔7分钟后加入离子度15～25％、分子量为800～1000万的一种阳离子型聚丙烯酰胺，投加量为5.0mg/l，进行慢速搅拌，搅拌速度为42r/min，利于絮体的形成以及稳定；然后静置沉淀5min，取上清液测定其悬浮物和浊度；废水处理前后的SS、浊度以及各自去除率见表2。
实施例3
取500ml某白钨矿浮选尾矿废水置于1L的烧杯中，加入自制的高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂(与实施例1的药剂相同)，投加量为780mg/l，进行快速搅拌，搅拌速度为130r/min；间隔6分钟后加入离子度15～25％、分子量为800～1000万的一种阳离子型聚丙烯酰胺，投加量为3.0mg/l，进行慢速搅拌，搅拌速度为45r/min，利于絮体的形成以及稳定；然后静置沉淀6min，取上清液测定其悬浮物和浊度；废水处理前后的SS、浊度以及各自去除率见表2。
实施例4
取500ml某白钨矿浮选尾矿废水置于1L的烧杯中，加入自制的高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂(与实施例1的药剂相同)，投加量为810mg/l，进行快速搅拌，搅拌速度为95r/min；间隔8分钟后加入离子度15～25％和分子量为800～1000万的一种阳离子型聚丙烯酰胺，投加量为3.2mg/l，进行慢速搅拌，搅拌速度为40r/min，利于絮体的形成以及稳定；然后静置沉淀4min，取上清液测定其悬浮物和浊度；废水处理前后的SS、浊度以及各自去除率见表2。
表1：某高寒冷地区白钨矿选矿废水水质指标
水质指标 Zeta电位 硬度 pH 浊度(NTU) 悬浮物(mg/l)
-47.9mv 0.0245mg/l 11.71 888 2540
表2：白钨矿浮选尾矿废水处理前后SS，浊度以及SS去除率和浊度去除率
通过上表可以看出，经本发明处理方法处理后的白钨矿浮选尾矿废水，产生的絮体在3～8min内可完全沉降，上清液的浊度和悬浮物相较于原始的白钨矿选矿废水，去除率分别可达到95％和96％以上，各项污染物有效去除，满足了回用标准。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高寒冷地区高分散、高细度及难沉降白钨矿选矿废水的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、向所处理的白钨矿选矿废水中加入高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂，进行快速搅拌提升GT值，使所述白钨矿选矿废水中的微细颗粒经行脱稳，产生白色絮体；
b、间隔一段时间后加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行慢速搅拌使GT值回归至正常混凝反应控制值；
c、静置沉降进行固液分离后，即完成白钨矿选矿废水的处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤a中，加入的所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂是以5～20wt％的工业级聚合氯化铝、2.5～10wt％的工业级氯化镁和余量的水为原料，且所述工业级聚合氯化铝与工业级氯化镁的重量比例为2：1，将所述工业级聚合氯化铝和水混合配置成浓度为500～840mg/l的溶液，所述工业级氯化镁和水配置成浓度为250～420mg/l的溶液，然后将两种溶液混合成液体状药剂，即为高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤a中，所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂的加入量为750～1260mg/l。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤a中，加入所述高聚合铝-镁破乳兼混凝复合药剂后，以90～180r/min的搅拌转速进行快速搅拌提升GT值至105～107。
5.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤b中，间隔一段时间后加入阳离子型聚丙烯酰胺为：间隔5～10分钟后加入阳离子型聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤b中，加入的所述阳离子型聚丙烯酰胺的离子度为15～25％，分子量为800～1000万，投加量为2.5～7.5mg/l。
7.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤b中，加入所述阳离子型聚丙烯酰胺后，以30～60r/min的搅拌转速进行慢速搅拌并使GT值回归至104～105的正常混凝反应控制值。
8.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述方法步骤c中，处理后的白钨矿选矿废水进行静置沉降3～8min进行固液分离。
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