CN106745598A

CN106745598A - 一种降低钨矿选矿尾矿废水cod的方法

Info

Publication number: CN106745598A
Application number: CN201611163796.8A
Authority: CN
Inventors: 孙伟; 胡岳华; 孟祥松; 李晓东; 韩海生
Original assignee: Central South University
Current assignee: CHANGSHA HASKY ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: CN106745598B

Abstract

本发明涉及一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其步骤为：先在尾矿矿浆中加入0.1～1kg/m³的第一混凝剂搅拌3～10分钟；再加入1～10g/m³的第二混凝剂搅拌1～2分钟，沉淀20～40分钟后，上清液即为COD降低的水；所述第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝、三氯化铝中的至少一种；所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。本发明由于将第一混凝剂、第二混凝剂依次直接加入到尾矿矿浆中，在尾矿矿浆中混凝剂产生的混凝物和尾矿颗粒一块沉降，最终沉至尾矿库中，尾矿库溢流水澄清，COD得到有效降低，本发明操作简单、处理工程占地面积小、运行费用低、处理效果好、无二次固体废渣污染。

Description

一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术，尤其涉及一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法。

背景技术

选矿废水是指选矿厂在破碎、磨矿、重选、浮选、磁选等选矿过程中产生的废水，它不仅包括各种选矿方法产生的尾矿废水，还包括各种中矿精矿产品浓密机溢流水，各种中矿精矿产品干燥脱水，各个选矿车间地面冲洗水等废水。在选矿过程中产生的所有废水，如果没有回用的话，都是以尾矿矿浆的形式排入尾矿库，在尾矿库中进一步沉降后，排到环境中的。以浮选为主要选矿方法产生的选矿废水中含有各种选矿药剂(捕收剂、抑制剂、活化剂、起泡剂等)。选矿废水直接排放将对环境造成严重污染，特别是当废水中COD很高时，废水必须经过处理才能排放。COD是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物等，但主要是有机物。因此COD又往往作为衡量水中有机物多少的指标。

在现有钨矿的选矿中，大多采用浮选的方法，在浮选中常采用水玻璃作为脉石的抑制剂。同时水玻璃也有分散矿浆的作用，导致选钨尾矿矿浆难以沉降。现有处理办法是采用石灰作为脱稳剂，消耗尾矿矿浆中的水玻璃，从而利于尾矿矿浆的沉降。

公开号为CN104445749A的专利文献公开了一种选矿尾矿废水的处理方法，该方法将选矿尾矿废水与脱稳剂混合，得到脱稳废水；脱稳废水与第一混凝剂混合，沉降后得到尾矿废水上清液与絮凝体；将尾矿废水上清液与第二混凝剂混合，沉降后得到净化水，经此种方法处理，可在短时间内降低废水中的悬浮物与重金属离子含量。但是该技术需要三次沉降过程，即选矿尾矿废水与脱稳剂混合需要沉降，脱稳废水与第一混凝剂混合需要沉降，尾矿废水上清液与第二混凝剂混合也需要沉降，有三次沉降过程就意味着在实际中需要提供三个沉降场地，由于选矿废水的量非常大，要占用很大的沉降场地，这在实际生产中是很难实现的。且脱稳废水与第一混凝剂产生的絮凝体，及尾矿废水上清液与第二混凝剂产生的絮凝体都需要处理，造成了二次固体废渣污染，使该方法应用价值受限。

发明内容

为解决现有尾矿废水处理占用场地大、处理成本高、处理时间长等技术问题，本发明提供了一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法；旨在提供一种操作简单、处理工程占地面积小、运行费用低、处理效果好、无二次固体废渣污染的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法。

钨矿的选矿中，常采用水玻璃作为脉石的抑制剂；水玻璃有分散矿浆的作用，容易导致选钨尾矿矿浆难以沉降。为寻求一种直接沉降、无需多次溢流净化的钨矿尾矿废水处理办法，本发明人尝试采用石灰作为脱稳剂，期望通过脱稳剂消耗尾矿矿浆中的水玻璃，再配合混凝剂的处理，达到降低COD、简化处理工序及缩减成本的目的，但一直难于取得成功；进一步调控脱稳剂和混凝剂等的配比及处理工艺仍难于获得良好的去除钨矿选矿尾矿废水的目的。继续研究发现，在钨矿的尾矿废水中，脱稳剂石灰的加入会提升选矿废水的COD，不利于钨矿的尾矿废水的COD的去除。本发明人继续深入研究，在不添加脱稳剂的情况下，终于研发出一种可高效去除尾矿矿浆的COD、且无需反复沉降的方法，具体如下：

一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，向钨矿选矿尾矿矿浆中按0.1～1kg/m³的投加量投加第一混凝剂，搅拌后再按1～10g/m³的投加量投加第二混凝剂，搅拌反应后，静置沉降，上清液即为处理水；所述第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝、三氯化铝中的至少一种；所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。

本发明中，在无需脱稳剂存在下，在所述投加量的第一混凝剂和第二混凝剂的协同配合下，可出人意料地改善钨矿选矿尾矿矿浆(本发明也称为尾矿废水)的COD去除率；且处理速度快、可直接在尾矿废水盛放装置内处理，无需对溢流的上清液进行多次沉降、净化处理；可有效节约成本，提升处理效率。

作为优选，所述的第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、聚合氯化铝中的至少一种。

更进一步优选，所述的第一混凝剂为聚合硫酸铁。

所述的投加量单位为kg/m³，指每立方米废水体积投加0.1～1kg的第一混凝剂。

作为优选，第一混凝剂的投加量为0.5～1kg/m³。

投加第一混凝剂后搅拌反应3～10分钟；优选5～8min。

投加第一混凝剂搅拌后，直接投加第二混凝剂。

第二混凝剂的投加单位的含义和第一混凝剂的相似，指每立方米废水体积投加1～10g的第二混凝剂。

第二混凝剂的投加量为5～10g/m³。

投加第二混凝剂后搅拌反应1～5分钟；优选1～2分钟。

本发明人还发现，第一混凝剂和第二混凝剂的使用顺序调换，对COD的去除率的影响不大，但会较大程度地延长处理时间。

第二混凝剂搅拌结束后，静置沉淀。

本发明中，在所述的第一混凝剂和第二混凝剂以及投加参数的协同下，静置沉淀20～40分钟；优选20～25min。

本发明中，将静置后的上清液放出，即为处理后的水。

钨矿选矿尾矿水的COD为100～300mg/L。在所述的COD含量水平下，优选的第一混凝剂的量为0.1～1kg/m³，若尾矿废水的COD高于所述范围时，也可通过适当增加第一混凝剂的量来提升COD的整体去除效果。

所述选矿废水是在钨矿选矿过程中，以浮选为主要选矿方法产生的。

所述第一混凝剂、第二混凝剂依次直接加入到尾矿矿浆中。

所述尾矿矿浆固体的质量浓度为8％～40％。经第一混凝剂、第二混凝剂处理后，尾矿矿浆澄清水的pH值为6.0～9.0。

第一混凝剂能与尾矿矿浆中残存的有机选矿药剂作用，生成混凝物沉淀，从而使有机药剂从水体中去除，达到降低废水COD的目的；同时第一混凝剂又能与矿浆中的水玻璃反应，消耗水玻璃，从而消除水玻璃的分散矿浆作用，有利于矿浆的沉降。第一混凝剂与水玻璃反应的反应式如下。反应产生的Al(OH)₃、Fe(OH)₃、和H₂SiO₃又是一种较好的吸附剂，也可吸附残余浮选药剂一块沉降。

3SiO₃ ^2-+2Al³⁺+6H₂O→2Al(OH)₃↓+3H₂SiO₃↓ (反应式1)

3SiO₃ ^2-+2Fe³⁺+6H₂O→2Fe(OH)₃↓+3H₂SiO₃↓ (反应式2)

3SiO₃ ^2-+3Fe²⁺+6H₂O→3Fe(OH)₂↓+3H₂SiO₃↓ (反应式3)

第二混凝剂加入后能吸附桥连第一混凝剂和有机选矿药剂产生的混凝物，加速混凝物和尾矿矿浆的沉降。

本发明人发现，本发明中添加石灰脱稳，会使尾矿处理水COD升高，原因一方面有可能是加石灰使废水的pH升高，沉淀第一混凝剂；另一方面可能提高pH不利于第一混凝剂和残余选矿药剂产生的混凝物沉淀。

本发明中，一种优选的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，包括下列步骤：

a)先在尾矿矿浆中加入0.1～1kg/m³的第一混凝剂搅拌3～10分钟；所述第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝、三氯化铝中的至少一种；

b)再加入1～10g/m³的第二混凝剂搅拌1～2分钟，沉淀20～40分钟后，上清液即为COD降低的水；所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。

本发明中，一种更优选的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，包括下列步骤：

a)先在尾矿矿浆中加入0.5～1g/m³的第一混凝剂搅拌3～10分钟；所述第一混凝剂为聚合硫酸铁；

b)再加入5～10g/m³的第二混凝剂搅拌1～2分钟，沉淀20～40分钟后，上清液即为COD降低的水；所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。

本发明所述的一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法的有益效果为：直接在尾矿矿浆中依次加入第一混凝剂、第二混凝剂，第一混凝剂与有机药剂产生的混凝物和尾矿颗粒一块沉降，最终沉至尾矿库中，尾矿库溢流水澄清，COD得到有效降低，该方法操作简单、处理工程占地面积小、运行费用低、处理效果好、无二次固体废渣污染；

此外，本发明中，通过一次沉降即可获得COD合格的处理水，且处理总时间小于50min；特别适合钨矿选矿尾矿矿浆的工业应用。

附图说明

图1为对比例1的石灰用量对钨矿选矿尾矿废水COD的影响；

图2为对比例1石灰用量对钨矿选矿尾矿废水pH的影响；

图3为实施例2不同第一混凝剂种类及用量对钨矿选矿尾矿废水COD的影响；

图4为实施例2不同第一混凝剂种类及用量对钨矿选矿尾矿废水pH的影响。

具体实施方式

为了便于清楚理解本发明的技术方案，下面结合实施例和对比例进行详细说明。

对比例1

取某钨矿选矿厂尾矿矿浆，测得矿浆固体质量浓度为35％，pH为8.1，过滤后取滤液用重铬酸钾法测得其COD为270mg/L。取该尾矿矿浆1L，先加入石灰(0.1～1.0g/L)，搅拌5分钟，再加入聚合硫酸铁0.5g，搅拌5分钟，最后加入聚丙烯酰胺5mg，搅拌1分钟，沉淀20分钟后，取上清液测其pH，用重铬酸钾法测其COD。COD和pH结果如表1所示，COD结果趋势图如图1所示，pH结果趋势图如图2所示。

表1石灰用量对钨矿选矿尾矿废水COD和pH的影响

由表1可知，随着石灰用量的增大，钨矿选矿尾矿废水COD依此增大，因此在钨矿选矿尾矿废水处理时应避免添加石灰。随着石灰用量的增大，钨矿选矿尾矿废水的pH依此增大，pH升高后，一方面会沉淀第一混凝剂；另一方面高pH不利于第一混凝剂和残余选矿药剂产生的混凝物沉淀。

实施例1

取某钨矿选矿厂尾矿矿浆，测得矿浆固体质量浓度为35％，pH为8.1，过滤后取滤液用重铬酸钾法测得其COD为270mg/L。取该尾矿矿浆1L，加入聚合硫酸铁0.5g，搅拌5分钟，再加入聚丙烯酰胺5mg，搅拌1分钟，沉淀20分钟后，取上清液测得pH为7.1，用重铬酸钾法测得其COD为67mg/L，尾矿废水COD得到大幅降低。

实施例2

取某钨矿选矿厂尾矿矿浆，测得矿浆固体质量浓度为35％，pH为8.1，过滤后取滤液用重铬酸钾法测得其COD为270mg/L。取该尾矿矿浆1L，加入0.0～1.0g/L的第一混凝剂(聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝或三氯化铝)，搅拌5分钟，再加入聚丙烯酰胺5mg，搅拌1分钟，沉淀20分钟后，取上清液测其pH，用重铬酸钾法测其COD。COD和pH结果如表2所示。COD结果趋势图如图3所示，pH结果趋势图如图4所示。

表2不同第一混凝剂种类及用量对钨矿选矿尾矿废水COD和pH的影响

由表2可知，随着九种第一混凝剂用量的增大，钨矿选矿尾矿废水COD都有依次减小的趋势，其中硫酸亚铁量增大至1g/L时，COD会升高原因是硫酸亚铁本身是一种还原剂，会引入COD。九种第一混凝剂处理效果的优先顺序为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、硫酸铁、硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁。随着九种第一混凝剂用量的增大，钨矿选矿尾矿废水的pH依此减小，减小幅度不大。

对比例2

取某钨矿选矿厂尾矿矿浆，测得矿浆固体质量浓度为35％，pH为8.1，过滤后取滤液用重铬酸钾法测得其COD为270mg/L。取该尾矿矿浆1L，加入聚丙烯酰胺5mg，搅拌1分钟，再加入聚合硫酸铁0.5g，搅拌5分钟，沉淀20分钟后，发现上清液不清，仍有微细颗粒未沉，继续沉淀20分钟后，上清液澄清，取上清液测得pH为7.1，用重铬酸钾法测得其COD为72mg/L，尾矿废水COD得到大幅降低。可见颠倒第一、第二混凝剂添加顺序对其COD影响不大，但对钨矿选矿尾矿水的沉降时间有影响，沉降时间延长了一倍。

Claims

1.一种降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，按0.1～1kg/m³的投加量向钨矿选矿尾矿矿浆中投加第一混凝剂，搅拌后再按1～10g/m³的投加量投加第二混凝剂，搅拌反应后，静置沉降，上清液即为处理水；所述第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝、三氯化铝中的至少一种；所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。

2.如权利要求1所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，所述的第一混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、聚合氯化铝中的至少一种。

3.如权利要求2所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，所述的第一混凝剂为聚合硫酸铁。

4.如权利要求3所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，第一混凝剂的投加量为0.5～1kg/m³。

5.如权利要求1～4任一项所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，投加第一混凝剂后搅拌反应3～10分钟。

6.如权利要求5所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，第二混凝剂的投加量为5～10g/m³。

7.如权利要求6所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，投加第二混凝剂后搅拌反应1～5分钟。

8.如权利要求1～7任一项所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，钨矿选矿尾矿水的COD为100～300mg/L。

9.如权利要求1所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，尾矿矿浆固体的质量浓度为8％～40％。

10.如权利要求1所述的降低钨矿选矿尾矿废水COD的方法，其特征在于，处理水的pH值为6.0～9.0。