金屬礦選礦廢水殘留藥劑降解方法研究

趙旭會

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學，甘肅 蘭州 730060）

使用含有藥劑的選礦水對金屬礦產(chǎn)進行篩選是十分重要的環(huán)節(jié)之一。但是，由此產(chǎn)生的廢水處理問題也逐漸成為了金屬冶煉廠面臨的主要問題。與其他類型的工業(yè)廢水相比，金屬礦選礦廢水中既包含選礦工藝中加入的離散藥劑，還包括尾礦池溢流出的金屬懸浮物，又由于選礦藥劑一般是化學耗氧物質(zhì)，這就直接導致廢水中的雜質(zhì)包含油、酚、銨、膦等多種類型[1]。不僅如此，為了提高金屬資源的提取效果，金屬選礦過程一般分為重選和浮選兩個過程，其中，重選直接增大了廢水中藥劑的濃度，而浮選則在一定程度上增加了廢水中藥劑的多樣性，導致選礦工藝過程中排出的廢水處理難度較大[2]。考慮到廢水來源的多樣性，對其的降解處理要充分利用水中雜質(zhì)的屬性。同時，金屬礦選礦廢水排放量大、成分復雜的特點也決定了對其的處理要具有較高的效率，對于廢水中的懸浮物，其也是由于藥物的選礦作用引起的，也正是由于懸浮物的作用，導致廢水一般以分散的膠態(tài)形式存在，通過自然沉降的方式實現(xiàn)對廢水的處理難以實現(xiàn)。關于廢水的處理，文獻[3]提出利用沉降的方式去除殘留有機物的方法，但僅對于大分子雜質(zhì)的處理效果較為理想；文獻[4]通過對選礦廢水進行浸沒式MBR處理，實現(xiàn)了對雜質(zhì)的深度降解，但所需的時間較長。由此可看出，進一步對選礦廢水的處理方式進行研究是十分必要的。

基于此，本文設計了一種金屬礦選礦廢水殘留藥降解方法，并通過試驗測試驗證了設計方法對藥劑的處理效果。通過本文的研究，希望為相關企業(yè)的廢水處理提供有價值的參考。

1 金屬礦選礦廢水降解方法設計

1.1 廢水預處理

一般情況下，金屬礦選礦廢水中的雜質(zhì)種類較大，這種多樣化的成分構(gòu)成使得廢水具有較高的穩(wěn)定性，因此，直接對廢水中的殘留藥劑進行處理難度較大，考慮到該問題，本文首先對廢水進行預處理，去除廢水中的大分子雜質(zhì)。

本文選用物理復合的聚合氯化鐵聚二甲基二烯丙基氯化銨無機-有機復合絮凝劑作為處理劑，實現(xiàn)廢水的預處理。由于不同的選礦廢水中的雜質(zhì)濃度存在差異，絮凝劑的使用比例也存在一定差異，圖1為絮凝劑使用量與廢水中的雜質(zhì)濃度之間的關系。

圖1 絮凝劑使用量分析圖

如圖1所示，按照廢水的實際指標，在其中加入適量的絮凝劑。當廢水中的懸浮雜質(zhì)濃度達到5mg/m3以下時，即可對其進行下一步的降解處理。通常絮凝沉降的時間在40～60min。經(jīng)過預處理后的廢水中，主要殘留的雜質(zhì)即為選礦藥劑。

1.2 藥劑降解

經(jīng)過預處理的廢水中，選礦藥劑會對廢水的pH指標產(chǎn)生明顯影響，本文以該值作為判斷降解處理終止時刻的標準。

首先，在預處理后的廢水中加入1000:1的濃鹽酸，為藥劑降解提供穩(wěn)定環(huán)境，避免其他物質(zhì)對降解反應的干擾，影響處理效果；

其次，以藥劑構(gòu)成為依據(jù)，選擇能夠發(fā)生聚合反應的硝酸物質(zhì)，使用量以殘留藥劑的濃度為標準，按照500:1的比例添加。需要注意的是，加入硝酸物質(zhì)時要以液態(tài)的形式加入，以此實現(xiàn)最短時間內(nèi)其在廢水中的有效擴散，提高沉降反應效率。在反應過程中，定期測量廢水的pH值，當接近7時，測量廢水中藥劑的濃度是否達到排放標準。

最后，對降解處理后的廢水進行過濾處理，完成沉降物篩選的廢水即可直接排放或用于循環(huán)使用。

通過這樣的方式，完成對廢水中殘留藥劑的降解處理。

2 應用測試

為了測試本文設計降解方法對水中殘留藥劑的處理效果，進行了實際應用測試，并將文獻[3]提出的選礦廢水中殘留有機物的去除方法和文獻[4]提出的選礦廢水深度處理方法作為對照組，通過對比三種方法的處理效果，客觀評價本文設計方法的有效性。

2.1 測試廢水準備

本文的實驗測試研究以鎢鉍鉬礦選礦廢水為測試樣品，三種廢水分別取自其3個金屬礦選廠，為了提高對金屬的回收率，三個金屬選礦廠的選礦工藝均為細磨浮選，并在浮選過程中加入硅酸鈉，以此提高金屬的分散程度，這也直接導致廢水中硅酸鈉的含量較高，并且表現(xiàn)出較高的堿性和懸浮物（SS,suspended solids）含量、廢水體系的穩(wěn)定性也相對強。為了便于區(qū)分，測試時分別將廢水依次編號為A組、B組和C組，每組取樣3份，各50ml。具體的水質(zhì)指標如表1所示。

表1 測試廢水水質(zhì)指標

為了實現(xiàn)對降解結(jié)果的準確統(tǒng)計，對于廢水的pH值，本文采用上海精密科學儀器有限公司生產(chǎn)的PHSJ-3F pH計進行測定；廢水懸浮物含量按照《水質(zhì)懸浮物的測定重量法》(GB 11901-89)方法測定；硅酸鈉濃度采用美國Baird公司生產(chǎn)的ICP-AESPS-6真空型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定。

2.2 測試結(jié)果

在上述基礎上，分別采用3種方法對廢水進行了2h的處理。對比了三種方法的處理效果，處理后的廢水指標如表2所示。

表2 處理后廢水指標統(tǒng)計表

從表2中可以看出，本文提出的降解方法可以實現(xiàn)對三種廢水中硅酸鈉藥劑、pH值以及懸浮物濃度的有效控制，且效果明顯優(yōu)于另外兩種對比方法。表明本文提出的選礦廢水處理方法能夠有效降解其中的殘留藥物，對于降低金屬礦工廠對環(huán)境污染具有良好的現(xiàn)實價值。

3 結(jié)語

金屬資源作為一種不可再生資源，充分提高對其的利用率是十分必要的，為此，在金屬礦的處理階段，加入適當濃度的選礦藥劑是大多數(shù)冶煉企業(yè)的主要提取手段。但是選礦后的廢水由于藥物殘留問題，直接排放會對環(huán)境造成破壞，通過合理的方法對其進行降解，確保指標達到排放標準成為了廢水處理的重要內(nèi)容。為此，本文提出了一種金屬礦選礦廢水殘留藥劑降解方法，實現(xiàn)了對藥劑、pH值以及懸浮物濃度的有效控制，確保其數(shù)值均達到國家相關廢水排放標準。通過本文的研究，以期為金屬冶煉企業(yè)的廢水處理工作提供有價值的參考，在不增加生產(chǎn)成本的前提下，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。