JCSS絮凝剂在铅锌选矿废水处理的应用研究.pdf

2 0 1 4 年第5 期有色金属 选矿部分 8 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 5 ．0 2 1 J C S S 絮凝剂在铅锌选矿废水处理的应用研究 刘述忠1 ，陈享享1 ，张益玮2 ，黄发兰1 ，郭万富1 1 福州大学紫金矿业学院，福州3 5 0 1 0 8 ；2 福建金东矿业股份有限公司，福建尤溪3 6 5 1 0 1 摘要用聚丙烯酰胺 P A M 、硫酸铝和J C S S 三种絮凝剂对铅锌选矿废水进行了沉降试验，结果表明J C S S 絮凝沉降 效果较好。将P A M 和J C S S 处理过的废水与清水进行铅锌浮选对比试验，得出J C S S 絮凝剂处理的回水浮选指标与清水相当。 工业试验证明了选矿废水经过J C S S 絮凝剂处理后可达到回用要求。 关键词铅锌矿；废水；絮凝剂 中图分类号X 7 5 1 ．0 3 ；T D 9 2 3 t 7 文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 5 0 0 8 5 - - 0 3 A p p l i c a t i o no fJ C S SH o c c u l a n ti nT r e a t i n gW a s t e w a t e rf r o mL e a d - Z i n cC o n c e n t r a t o r L ／US h u z h o n 9 1 ，C H E NX i a n g x i a n 9 1 ，Z H A N GY i w e i z ，H U A N GF a l a n l ，G U OW a 咖1 j ．C o l l e g eo fZ i j i nM i n i n g ，F t t z h o uU n i v e r s i t y ，F u z h o u3 5 0 10 8 ，C h i n a ；2 ．F u j i a nJ i n d o n g M i n i n gC o ．，L t d ．，Y o u x iF u j i a n3 6 5 10 1 ，C h i n a A b s t r a c t F l o c c u l a t i n gs e d i m e n t a t i o n t e s t so fP o l y a c r y l a m i d e P A M ，a l u m i n u ms u l f a t ea n dJ C S S f l o c c u l a n tw e r ec o n d u c t e dw i t hw a s t e w a t e rf r o ml e a d z i n cc o n c e n t r a t o r ．T h er e s u l t ss h o wt h a ts e d i m e n t a t i o n e f f e c to fJ C S Sf l o c c u l a n ti Sb e t t e r ．T h ew a s t e w a t e rt r e a t e db yP A Ma n dJ C S Sw e r ec o m p a r e dw i t hc l e a nw a t e r i nl e a da n dz i n cf l o t a t i o n ．T h ef l o t a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ee f f e c to ff o t a t i o nu s i n gt h et r e a t e dw a t e r ， w h i c hi St r e a t e db yt h eJ C S Sf l o c c u l a n t ．i Sa l m o s tt h es a m ea su s i n gc l e a nw a t e r ．I n d u s t r i a lt e s tp r o v e st h a t t h ew a s t e w a t e rt r e a t e db yJ C S Sf l o c c u l a n tc a nr e a c hr e c y c l e dr e q u i r e m e n t s ． K e Vw o r d s l e a d z i n co r e ；w a s t e w a t e r ；f l o c c u l a n t 福建金东矿业铅锌选矿厂采用先铅后锌的优先 浮选流程，在选别过程中需添加大量石灰作为调整 剂，为高碱流程。选矿厂产生的废水具有p H 高、 悬浮物和残留药剂含量大等特点[ 1 ] ，如果直接排放 势必对周围的环境产生恶劣的影响。因此，对选矿 废水进行治理以及再循环利用可以清洁生产、保护 环境，实现矿山的可持续发展。目前国内外处理铅 锌选矿废水的方法有絮凝沉降法[ 2 | 、氧化法[ 3 。、 吸附法[ 4 | 、生物法[ 引、电化学法[ 引、膜分离法[ ，] 等。与其它方法相比，絮凝沉淀具有流程简单、操 作方便、运行费用较低等优点，是处理矿山废水最 主要的方法之一I s ] 。废水处理药剂的性能是絮凝处 理效果好坏的最关键因素，传统的无机废水处理药 剂由于成本高不能被大多数工矿企业所接受而限制 了推广和普及，因此高效低耗的废水处理药剂的研 制、开发就显得更为重要。 i 试样 试样包括试验废水样和试验矿样。试验废水水 样取自选矿厂生产的综合废水样。经分析，其水质 情况p H 为1 1 ．4 5 ，C O D 。值为1 4 5m g ／L ，P b 2 浓 度为1 ．7m g m ，Z n 2 浓度为0 ．1m g ／L ，C u 2 浓度为 2 ．8m g ／L 。试验矿样取自选矿厂的生产矿样，其主 要有价元素分析结果为铅0 ．2 0 ％，锌7 ．3 2 ％，铜 0 ．0 8 8 ％，银3 9 ．4 加，全铁3 2 ．1 ％，硫7 ．8 0 ％。矿 样中铅矿物主要为方铅矿，锌矿物主要为闪锌矿， 另含有大量的磁黄铁矿、黄铁矿等硫化物和磁铁矿 等氧化物；脉石矿物主要为石英、长石、辉石、石 榴子石、绿泥石等硅酸盐矿物和方解石、白云石等 碳酸盐矿物。 萋全项旦福建省自然科学基金资助项目 2 0 1 1 J 0 1 3 1 1 ，2 0 1 2 ．1 0 5 0 9 2 ；福建省高校产学研合作重大项目 2 0 1 2 Y 4 0 0 8 ；福州大学发展基金 2 0 1 0 X Q 3 0 收稿日期2 0 1 3 1 0 - 2 1修回日期2 0 1 4 - 0 7 一1 2 作者简介刘述忠 1 9 7 2 一 ，男，湖南洞口人，副教授，主要从事浮选药剂与浮选工艺及选矿废水处理方面的研究。 万方数据 8 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 2 絮凝剂实验室试验 2 ．1 絮凝沉降试验 试验采用聚丙烯酰胺 P A M ，分子量大于5 0 0 万，分析纯 、硫酸铝 A 1 S 0 4 。，分析纯 、J C S S 絮凝剂 主要由珊瑚、贝壳、海藻化石、大理石、 石膏、煤灰、碳水化合物等经高温加工后形成的超 细粉末，工业品 进行试验。在使用前，均将其配 制成质量百分比浓度为0 ．0 1 ％的溶液备用，考虑到 经济成本和现场操作的方便，絮凝沉降时保持废水 的自然p H 较佳。 试验取每组体积为1 0 0m L 的废水加入1 0 0m L 比色管中，在相同废水浓度的条件下，分别加人不 同种类和体积的絮凝剂，搅拌使其混合均匀，以液 面为零点，水平静置1 0s 后，每隔3 0S 记录废水 澄清层高度。试验结果如图1 所示。 沉降叫f E l J ／r a i n 图1 不同絮凝剂对沉降效果的影响 F i g ．1 E f f e c to fs e d i m e n t a t i o nw i t hd i f f e r e n t f l o c c u l a n t s 由图1 可知，加人P A M 可明显提高沉降的速 度，且其用量超过7 ．5g e m ，就具有较好的沉降效 果；加入硫酸铝后，试验水样变化不是很明显，沉 降效果较差；J _ C S S 絮凝剂与其它两种相比，其澄 清层的高度更高，澄清效果更好，且其用量也不 大。因此，J C S S 絮凝剂对铅锌选矿废水具有良好 的沉降效果，沉降速度快且用量少。 2 ．2 废水回用浮选试验 选矿厂废水处理的重要目的是在尽可能减少对 生产指标的影响情况下，进行废水的循环使用，实 现生产废水零排放，达到绿色生产的目的。为验证 不同絮凝剂处理后的水回用对铅锌选矿指标的影 响，分别在实验室用小型浮选机对新鲜水、P A M 处理的回水和J C S S 絮凝剂处理的回水进行相同条 件下的平行对比选矿试验。试验流程见图2 ，试验 结果见表1 。 原矿 { 精矿 髦矿 图2 铅锌浮选试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fl e a d - z i n cf l o t a t i o nt e s t 浮选结果比较可知，P A M 处理回水条件下， 锌精矿中锌的品位较高，但总体铅和锌的回收率较 低。与P A M 处理回水浮选指标相比，采用J C S S 处 理回水浮选时，铅精矿在铅的品位略高的情况下， ∞∞加∞舳∞∞加o ∞∞加∞舳∞∞加。 舳∞加加∞舳印∞加o 万方数据 2 0 1 4 年第5 期刘述忠等J C S S 絮凝剂在铅锌选矿废水处理的应用研究 8 7 表l 经不同药剂处理的废水对铅锌浮选指标影响 的对比结果 T a b l e1 C o m p a r i s o nr e s u l t so fl e a d - z i n cf l o t a t i o nu s i n g w a s t e w a t e rt r e a t e db yd i f f e r e n tr e a g e n t s／％ 铅的回收率提高了约3 个百分点；虽然获得锌精矿 品位略低，但锌的回收率却提高了4 ．3 6 个百分点。 采用新鲜水进行铅锌的优先浮选回收，浮选产品的 质量较好，精矿中互含较低。由矿石性质可知，该 矿的主要有价值的金属元素是锌，因此提高或不影 响锌回收是该厂浮选生产的主要目标。综合比较三 种水的浮选指标，J C S S 处理后的废水回用浮选效 果较好。 3 j e s s 絮凝剂工业试验 在实验室试验的基础上，在现场采用J C S S 絮 凝剂进行选矿废水净化处理工业试验，其工业处理 流程如图3 所示。 高位池 ＼、．／ 循环水f 循环水 图3J C S S 絮凝剂工业试验流程 F i g ．3 I n d u s t r i a lt e s tp r o c e s so fJ C S Sf l o c c u l a n t 通过该试验流程，将选矿废水汇集到水处理机 可在设备内进行适量搅拌并营造适合絮凝物沉淀 的环境 中，并加入J C S S 絮凝剂，经过絮凝沉降 之后的水就可以送回到高位池进行废水循环使用。 经过处理的循环水水质如表2 所示。 由表2 可知，在现场采用了J C s s 絮凝剂后， 表2工业试验出水水质 T a b l e2E f f l u e n tq u a l i t yo fi n d u s t r i a lt e s t ／ m g L 。1 出水水质完全达到了回用水的要求。而且选矿废水 中的铬、铜、铅、锌等重金属离子的浓度大幅度降 低，选矿废水可以回收再循环利用。该厂采用j e s s 絮凝剂进行尾矿废水的处理，运行1 年多来，生产 指标稳定。工业试验统计结果表明，改造前，采用 P A M 处理废水综合成本为1 ．9 5 动，而采用J C S S 絮凝剂处理工艺废水的综合处理成本为0 ．4 7 Y r J t ，节 约成本约1 ．4 8 元 ，具有良好的经济效益和社会故益。 4 结论 高碱浮选的铅锌选矿厂采用J C S S 新型絮凝剂 进行尾矿废水处理，能够达到废水回用的目的，实 现零排放和绿色生产。与P A M 相比，J C S S 处理 后，能够有利于铅、锌等主要有价金属的回收。同 时由于J C S S 沉降速度较快，可以有效减少废水处 理的运行成本。 参考文献 [ 1 ] 孔令强，覃文庆，何名飞，等．蒙自铅锌矿选矿废水净化 处理与回用研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 4 1 5 3 1 5 6 ，1 6 1 ． [ 2 ] Z e n gD e f a n g ，W uJ u a n j u a n ，J o h nF ．K e n n e d y ．A p p l i c a t i o n o fac h i t o s a nf l o c c u l a n tt ow a t e rt r e a t m e i l t [ J l C a r b o h y d r a t e P o l y m e r s ，2 0 0 8 ，7 1 1 1 3 5 1 3 9 ． [ 3 ] 董栋，孙伟，苏建芳，等．铅锌矿选矿废水处理与回用 试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 3 2 8 3 1 ． [ 4 ] T o n n iA g u s t i o n oK u r n i a w a n ，G i l b e r tY SC h a r t ，k W a i h u n g ，e ta 1 ．C o m p a r i s o n so fl o w - c o s ta d s o r b e n t sf o rt r e a t i n g w a s t e w a t e r sl a d e nw i t hh e a v ym e t a l s [ J ] ．S c i e n c eo fT h e T o t a lE n v i r o n m e n t ，2 0 0 6 ，3 6 6 2 3 4 0 9 - - 4 2 6 ． [ 5 ] X uY a n b i n ，X i a oH u a h u a ，S u nS h u i y u ．S t u d yO i la n a e r o b i c t r e a t m e n to fw a s t e w a t e rc o n t a i n i n gh e x a v a l e n tc h r o m i u m 【JJ ．J o u r n a lo fZ h e j i a n gU n i v e r s i t y L i f eS c i e n c e ．2 0 0 5 6 5 7 4 - 5 7 9 ． [ 6 ] C h e n gSC ，G a t t r e l lM ，G u e n a ．T ，e ta 1 ．E l e c t r o c h e m i c a l s t u d i e s o f g o l do 忧p r o c e s s i n g w a s t e w a t e r c o n t a i n i n g c y a n i d e ，c o p p e r ，a n d s u l f l I _ r c o m p o u n d s [ J ] ．J o u r n a lo f A p p l i e dE l e c t r o c h e m i s t r y ，2 0 0 6 ，3 6 1 2 1 3 1 7 1 3 2 6 ． [ 7 ] 赵学中，周廷熙，王进，等．铅锌矿废水净化处理及回用 试验研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 0 ，1 9 1 8 8 9 0 ． [ 8 ] 李海令，付鑫．内蒙古获各琦铅锌选矿厂废水利用[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 1 2 0 2 2 ，4 0 ． 万方数据