油污泥選鉬試驗研究

任 艷，任 博

(1.金堆城鉬業股份有限公司，陜西 西安 710077)(2.金堆城鉬業集團有限公司，陜西 渭南 714100)

0 引 言

含油污泥是在石油開采、運輸、煉制及含油污水處理過程中產生的含油固體廢物。油污泥含油率一般在 10%～50%，含水率在 40%～90%[1]。其中含有大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質[1]。油污泥是“危險廢物”，對環境危害極大，每年都要花費一定量治理費。陜西某石油化工產品公司研制的油污泥捕收劑作為輝鉬礦浮選捕收劑可以“變廢為寶”，價格是現在YC藥劑價格2/3～1/2，且研制的油污泥捕收劑水溶性好，含油污泥中有一部分長鏈烴可增強捕收劑在輝鉬礦表面的吸附能力等特點。為考察油污泥捕收劑替代YC藥劑作為輝鉬礦捕收劑的可行性，在某鉬業公司進行了室內試驗和工業試驗研究。

1 輝鉬礦結構特點及烴油吸附原理

輝鉬礦晶體為六方晶系，屬標準的六方層狀，由2層硫原子和1層鉬原子組成S-Mo-S的三重層構造，層與層之間，即相鄰硫原子間是分子鍵。因此，輝鉬礦被破碎時，易于沿層片間裂開，其表面是弱的分子鍵，礦物表面的極性及化學活性弱，對水分子吸引力弱，接觸角在60°～90°之間，為非極性礦物，可浮性好。輝鉬礦由于其層狀結構，具有良好的天然可浮性，采用非極性的烴油作為捕收劑，依靠物理吸附作用進行浮選[2]。

烴油與輝鉬礦之間吸附原理，可以從它們之間表面力的性質相似、表面能大小相近來解釋。烴油表面張力僅含色散力，輝鉬礦“面”為MoS2層間分子間斷裂面，表面力為范德華力的殘鍵，兩者的表面力性質一致。烴油的表面能為3.0×12-2J/m2,而輝鉬礦“面”上表面能為2.4×12-2J/m2，兩者大小相近。根據吸附理論，烴油極易物理吸附在輝鉬礦的表面，而高表面能、極性的水介質與輝鉬礦“面”的性質迥異，難以吸附在該“面”上[3]。

烴油的色散力與其碳鏈長度成正比，即碳鏈越長，烴油對輝鉬礦的吸附力越強，但烴油在礦漿中的彌散性能降低[4]。

2 油污泥選鉬捕收劑

2.1 油污泥特點

含油污泥主要分為3部分：

(1)原油基油泥。為原油生產過程中產生的油泥，這部分油泥中，含有一定量的重烴即長鏈烴和不飽和烴，它對選鉬是有利的。

(2)煉廠油泥。煉廠油泥，重烴含量和輕烴含量都比較高。這主要是煉油廠為了防止結蠟，常用柴油不定期沖洗所致。由于各煉油廠設備不同，工藝也有差別，因而輕烴和重烴的比例也不穩定。

(3)柴油基油泥。即柴油罐中沉淀的油泥。這一部分都是輕烴，鏈長和柴油相同。

油污泥捕收劑中原油基油泥占70%，煉廠油泥占27%，柴油基油泥占3%。

2.2 油污泥選鉬捕收劑制備工藝

油污泥捕收劑生產過程：對原油基油泥、煉廠油泥、柴油基油泥進行化驗，按捕收劑配方，將不同來源的油泥按比例加入攪拌池攪勻，經膠體磨磨細，粒度為-0.02 mm，進行二次化驗，合格進行管線乳化機乳化，不合格返回攪拌池，重新配制。經乳化后，對烴含量、水含量、灰分進行產品質量檢測，合格裝桶，不合格返回攪拌池，再加輕烴，重新乳化。油污泥捕收劑制備工藝流程圖見圖1。

圖1 油污泥捕收劑制備工藝流程圖

3 試驗研究

3.1 室內試驗研究

試驗礦樣從選廠生產現場球磨給礦皮帶上采集。室內試驗采用與現場相同的工藝條件，磨礦細度為-0.074 mm占56.5%。對比試驗所用的YC藥劑為浮選車間所用。試驗用油污泥添加了一種乳化劑使油泥親水，這樣不但利于藥劑添加，而且還可以使油泥在礦漿中分散效果更好。此次試驗時間為5月中下旬，試驗用油污泥總烴含量為32%～33%，含水為47%～48%，輕烴含量(16烷烴左右)占50%以上。

3.1.1 定量試驗

考慮到實際含烴油量應和YC藥劑相同，故純油泥用量初步定為300 g/t。試驗工藝流程見圖2，試驗結果見表1。

圖2 室內試驗工藝流程

表1 YC藥劑和油污泥捕收劑對比試驗結果 %

表1試驗結果表明：油污泥捕收劑和YC藥劑作為選鉬捕收劑粗選總回收率相近，YC藥劑選鉬回收率為92.82%，油污泥選鉬回收率為92.91%。

3.1.2 不同用量試驗

為了探索油污泥進一步提高技術指標的可能性，我們又進行了不同油污泥用量的試驗。試驗流程見圖2，試驗結果見表2。

表2 油污泥不同用量試驗結果 %

由表2可見：YC藥劑添加量為100g/t，粗選回收率為79.64%，油污泥添加量為150 g/t時,粗選回收率是69.94%；油污泥添加量為300g/t時，粗選回收率是78.69%；油污泥添加量450 g/t時，粗選回收率是78.53%；油污泥添加量減少，粗選回收率降低，增加油污泥用量，綜合技術指標變化不大，故油污泥用量擬定為300 g/t(含烴量100 g/t)，為YC藥劑添加量的3倍。

3.1.3 閉路試驗

閉路試驗工藝流程見圖3，油污泥用量240 g/t，YC藥劑用量80 g/t，起泡劑用量均為64 g/t。試驗結果見表3。

圖3 閉路試驗工藝流程

由表3試驗結果可見：油污泥選鉬技術指標和YC藥劑技術指標相當，油污泥捕收劑精礦品位低于YC藥劑0.22%，油污泥捕收劑選鉬回收率高于YC藥劑0.28%，其小幅度波動是原礦累積有一定偏差所致。

表3 閉路試驗結果

室內試驗結果表明：油污泥可以替代YC藥劑作為輝鉬礦的浮選捕收劑，油污泥的用量為YC藥劑的3倍時，使用油污泥作為輝鉬礦捕收劑與YC藥劑作為捕收劑所得粗精品位、回收率相近，個別指標略優。

3.2 工業試驗研究

室內試驗結果表明：油污泥捕收劑可以替代YC藥劑，技術指標相當，但室內試驗和工業生產差異較大，需工業試驗進一步驗證。

3.2.1 工業試驗前準備工作

油污泥替代YC藥劑工業試驗于選礦車間浮選系統進行。為保證試驗數據的準確性與可比性，試驗前對選礦車間粗選段進行為期10天的流程考察，考察結果見表4。

3.2.2 工業試驗研究

在流程考察基礎上，于2013年7～8月份分別在1#、2#系統進行油污泥替代YC藥劑作為浮選捕收劑工業試驗研究，油污泥加藥點與YC藥劑相同，油污泥加藥量根據室內試驗結果添加量為YC藥劑用量3倍。工業試驗期間，依據原礦石鉬品位變化及浮選現象，對捕收劑進行及時調整。同時為了考慮溫度變化對油污泥捕收能力的影響，在10月下旬至11月初(地區溫度在0 ℃以下)又進行了工業試驗，工業試驗結果見表4，產品含雜情況見表5。

表4 工業試驗結果 %

表5 產品含雜情況

從表4、表5可以看出，1#、2#系統生產指標比較，夏季空白試驗時1#系統比2#系統回收率高0.36百分點；1#系統添加油污泥，2#系統添加YC藥劑，1#系統比2#系統回收率高0.78百分點；1#添加YC，2#添加油污泥，1#系統比2#系統回收率高0.07百分點；在冬季1#系統添加油污泥，2#系統添加YC藥劑，1#系統比2#系統回收率低3.68百分點,1#系統使用油污泥回收率明顯降低。在夏季溫度高時油污泥作為選鉬捕收劑對回收率和粗精品位、產品含雜影響不大，與YC藥劑技術指標相當，個別指標略優；在冬季溫度降低時油污泥作為選鉬捕收劑回收率和粗精品位均降低，含雜略微升高，這是由于溫度降低造成油污泥凝結，粘稠度增大，在攪拌槽中很難攪拌，加藥管經常堵塞，影響加藥量，對選礦指標造成一定影響。

4 結 論

(1)室內試驗結果表明：油污泥對輝鉬礦有很好的捕收能力，在粗選段油污泥和YC藥劑選鉬品位、回收率技術相當，含雜基本相同。說明了油污泥替代YC藥劑的可能性。

(2)工業試驗表明：溫度對油污泥捕收劑有一定的影響，溫度降低造成油污泥凝結，粘稠度增大，捕收能力降低，對選礦指標有一定影響。

(3)工業試驗表明：溫度在0 ℃以上油污泥作為選鉬捕收劑與YC作為捕收劑時粗選回收率、粗精品位相當，所選粗精中銅、鉛、碳等雜質含量相當；溫度在0 ℃以下，溫度越低油污泥作為捕收劑粗選回收率明顯降低，粗精品位降低，所選粗精中銅、鉛、碳等雜質含量略升高。

(4)油污泥屬于固體廢棄物，加工處理后作為選鉬捕收劑，其環保及社會效益巨大。