CN110082267A - 一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法及其应用，属于资源环境综合利用领域。包括如下步骤，S1、矿样烘干；S2、配制絮凝剂溶液；S3、絮凝剂沉降试验；S4、残留絮凝剂沉降试验；S5、绘制絮凝曲线；S6、计算选矿回水中絮凝剂残留量，本发明可以测定任意浓度的矿区回水中絮凝剂残留量；本发明在测定出选矿厂回水中的絮凝剂浓度后，可以研究回水中残留絮凝剂对选矿指标的影响。
Description
技术领域
本发明涉及测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法及其应用，属于资源环境综合利用领域。
背景技术
金山店铁尾矿嵌布粒度细，不易沉降，为解决这一问题，选矿厂使用了以聚丙烯酰胺为主的絮凝剂帮助其沉降，为提升沉降效果，絮凝剂添加过量，导致回水中有残留絮凝剂。
聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物及共聚物的统称，主要包括非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、两性聚丙烯酰胺(AmPAM)等4类。因为聚丙烯酰胺由于结构中含有大量的酰胺基，非常容易形成氢键，具有较好的稳定、絮凝作用，在污水处理、石油开采、造纸工业等行业都有十分广泛的应用，素有“百业助剂”之称。
聚丙烯酰胺的测定方法主要有淀粉-碘化镉比色法、浊度法、化学发光定氮法、氨电极法等，以上几种测定方法对于聚丙烯酰胺的检测下限都比较高，在尾矿沉降过程中，聚丙烯酰胺浓度一般在5mg/l以下，以上方法都无法较好的测出矿浆中聚丙烯酰胺的浓度。
金山店铁矿是磁铁矿，磁铁矿的主要成分为Fe3O4，颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。不少磁铁矿中还伴有钛、钒、铬等元素，冶炼过程中可以综合利用。是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。磁铁矿分布广，有多种成因。生于变质矿床和内生矿床中，品位低规模大，俄罗斯、北美、巴西、澳大利亚和中国辽宁鞍山等地都有大量产出。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料，也是传统的中药材。
选矿厂中，出于节约用水考虑，尾矿浆中的澄清水会作为循环水进入下个选矿流程，而弄清楚循环水中絮凝剂的含量可以进一步探究残留絮凝剂对选矿流程影响。本方法根据聚丙烯酰胺的絮凝性能和聚丙烯酰胺对尾矿的絮凝曲线来推测出矿浆中残留聚丙烯酰胺的浓度。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，尾矿浆中的絮凝剂残余量大都在5mg/L以下，有些甚至在1mg/L左右，现有的聚丙烯酰胺所能测量的理论下限在5mg/L以上，实际操作下限在10mg/L以上，无法有效测得矿浆中残留絮凝剂的浓度，本发明提供的方法可以测量任何浓度的残留絮凝剂。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，包括如下步骤：
S1、矿样烘干
S2、配制絮凝剂溶液
S3、絮凝剂沉降试验
将步骤S1中的矿样研磨后和水混合加入到沉降瓶中并加入过量的步骤S2中所述的絮凝剂溶液，然后加水至沉降瓶零刻度线处，盖紧沉降瓶，并来回摇晃沉降瓶，使絮凝剂与矿样充分作用，记录澄清层刻度，待矿样沉降完全后，取沉降瓶中上清液；
基于上述技术方案，来回摇晃使得沉降能够更加充分的沉降。
S4、残留絮凝剂沉降试验
将步骤S1中研磨后的矿样和步骤S3中的上清液中混合均匀加入沉降瓶中，然后加水至沉降瓶零刻度线处，，盖紧沉降瓶并来回摇晃2min沉降瓶，停止摇晃匀速沉降过程中计时，记录澄清层刻度；
S5、绘制絮凝曲线
重复步骤S3，分别以等差数列取低于步骤S3中的一系列絮凝剂溶液的量的絮凝剂溶液，根据记录的澄清层刻度，模拟出步骤S4匀速沉降相同时间下，澄清层刻度随絮凝剂加量的变化曲线；
基于上述技术方案，步骤S4和步骤S5取相同的沉降时间，从而能够准确的得出不同絮凝剂加量下，上层澄清液的刻度。
S6、计算选矿回水中絮凝剂残留量
将步骤S4中记录的澄清层刻度代入步骤S5的曲线中，得出上清液(即模拟选矿回水)中残留絮凝剂的浓度。
进一步的，步骤S1具体为将从选矿厂取回的矿样烘干，待用；
进一步的，步骤S2具体为取絮凝剂溶于水中，充分溶解后，配置成絮凝剂溶液。
进一步的，所述絮凝剂选自阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和无机絮凝剂中的一种。
进一步的，步骤S4中，匀速沉降计时15-30s。
基于上述技术方案，均匀沉降所需的时间是根据矿样的量决定的，量大则所需时间较长。
进一步的，步骤S1中，烘干温度为80-100℃，烘干时间为5-10h。
本发明还提供了一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法用于测定金山店尾矿回水中残留的絮凝剂的浓度的应用。
本发明的有益效果在于：
1.本发明可以测定任意浓度的矿区回水中絮凝剂残留量；
2.本发明在测定出选矿厂回水中的絮凝剂浓度后，可以影响残留絮凝剂对选矿指标；
3.对选矿厂想测定出回水中絮凝剂浓度，提供了一种切实可行的方案，本发明的操作简单，只需绘制一次曲线就可以在较长时间内使用该曲线。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
测定金山店溢流产品中回水的残留絮凝剂的浓度，包括以下步骤，取金山店铁尾矿矿浆浓度为20％时的溢流产品，静置，将上清液倒入烧杯，剩下部分放入烘箱烘干，取出后碾磨，称取50g，加入含有上清液的烧杯中，搅拌后将矿浆倒入250ml沉降瓶，继续加上清液至250ml刻度线，盖紧，来回摇晃沉降瓶2min，使矿浆中残留的聚丙烯酰胺与矿浆充分作用，停止摇晃并计时30s，记录澄清层刻度为232ml。在矿浆浓度为20％的条件下，分别做聚丙烯酰胺加量为1.25mg、1mg、0.75mg、0.5mg和0.25mg的絮凝沉降试验，记录30s时澄清层刻度，绘制成出一条聚丙烯酰胺加量与30s澄清层刻度的关系曲线，曲线为y＝-37.67ln(x)+276.3，将上清液的30s时澄清层刻度代入，求得上清液中残留聚丙烯酰胺浓度等同于添加量3.24g/t。
实施例2
测定金山店溢流产品中回水的残留絮凝剂的浓度，包括以下步骤，取金山店铁尾矿矿浆浓度为15％时的溢流产品，静置，上清液倒入烧杯，剩下部分放入烘箱烘干，取出后碾磨，称取37.5g，加入含有上清液的烧杯中，搅拌后将矿浆倒入250ml沉降瓶，继续加上清液至250ml刻度线，盖紧，来回摇晃沉降瓶2min，使药剂与矿浆充分作用，停止摇晃并计时15s，记录澄清层刻度为220ml。在矿浆浓度为15％的条件下，分别做聚丙烯酰胺加药量为1.25mg、1mg、0.75mg、0.5mg和0.25mg的絮凝沉降试验，记录15s时澄清层刻度，绘制成出一条聚丙烯酰胺加药量与15s澄清层刻度的关系曲线，曲线为y＝-46.43ln(x)+297.79，将上清液的15s时澄清层刻度代入，求得上清液中残留聚丙烯酰胺浓度等同于添加量5.34g/t。
实例3
测定金山店溢流产品中回水残留絮凝剂的浓度，包括以下步骤，取金山店铁尾矿矿浆浓度为10％时的溢流产品，静置，上清液倒入烧杯，剩下部分放入烘箱烘干，取出后碾磨，称取25g，加入含有上清液的烧杯中，搅拌后将矿浆倒入250ml沉降瓶，继续加上清液至250ml刻度线，盖紧，来回摇晃沉降瓶2min，使药剂与矿浆充分作用，停止摇晃并计时30s，记录澄清层刻度为200ml。在矿浆浓度为15％的条件下，分别做聚丙烯酰胺加药量为1.25mg、1mg、0.75mg、0.5mg和0.25mg的絮凝沉降试验，记录30s时澄清层刻度，绘制成出一条聚丙烯酰胺加药量与15s澄清层刻度的关系曲线，曲线为y＝-57.13ln(x)+311.84，将上清液的15s时澄清层刻度代入，求得上清液中残留聚丙烯酰胺浓度等同于添加量7.2g/t。
对比例
从对比例可以看出现有测聚丙烯酰胺的浓度的方法，其测量下限比较高，误差也较大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、矿样烘干
S2、配制絮凝剂溶液
S3、絮凝剂沉降试验
将步骤S1中的矿样研磨后和水混合加入到沉降瓶中并加入过量的步骤S2中所述的絮凝剂溶液，然后加水至沉降瓶零刻度线处，盖紧沉降瓶，并来回摇晃沉降瓶，使絮凝剂与矿样充分作用，记录澄清层刻度，待矿样沉降完全后，取沉降瓶中上清液；
S4、残留絮凝剂沉降试验
将步骤S1中研磨后的矿样和步骤S3中的上清液中混合均匀加入沉降瓶中，然后加水至沉降瓶零刻度线处，，盖紧沉降瓶并来回摇晃2min沉降瓶，停止摇晃匀速沉降过程中计时，记录澄清层刻度；
S5、绘制絮凝曲线
重复步骤S3，分别以等差数列取低于步骤S3中的一系列絮凝剂溶液的量的絮凝剂溶液，根据记录的澄清层刻度，模拟出步骤S4匀速沉降相同时间下，澄清层刻度随絮凝剂加量的变化曲线；
S6、计算选矿回水中的絮凝剂残留量
将步骤S4中记录的澄清层刻度代入步骤S5的曲线中，得出上清液(即模拟矿样回水)中残留絮凝剂的浓度。
2.根据权利要求1所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，步骤S1具体为将从选矿厂取回的矿样烘干，待用。
3.根据权利要求1所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，步骤S2具体为取絮凝剂溶于水中，充分溶解后，配置成絮凝剂溶液。
4.根据权利要求1所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，所述絮凝剂选自阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和无机絮凝剂中的一种。
5.根据权利要求1所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，步骤S4中，匀速沉降计时15-30s。
6.根据权利要求1所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法，其特征在于，步骤S1中，烘干温度为80-100℃，烘干时间为5-10h。
7.一种根据权利要求1-6任一所述测定选矿回水中残留絮凝剂浓度的方法的应用，其特征在于，用于测定金山店尾矿回水中残留的絮凝剂的浓度。
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