镍钼矿选矿废水处理回用试验研究.pdf

镍钼矿选矿废水处理回用试验研究 ① 刘建东１， 刘三军１， 孙 伟２， 史文革１， 胡鄂明１， 李会娟１ （１．南华大学 资源环境与安全工程学院，湖南 衡阳 ４２１００１； ２．中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 ４１００８３） 摘 要 对某镍钼矿选矿废水进行了回用试验研究。 结果表明，镍钼矿选矿废水直接回用于浮选效果较差；废水经絮凝剂 ＮＨＸ 沉 降处理后，固体悬浮物含量由 ８３９．６ ｍｇ／ Ｌ 降为 １７．７ ｍｇ／ Ｌ，ＣＯＤ 也大幅下降。 处理后废水回用对镍钼矿浮选指标影响不大，符合回 用标准。 关键词 镍钼矿； 选矿废水； 絮凝； 浮选； 废水回用 中图分类号 Ｘ７０３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０１．０１４ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０１－００６２－０３ Ｒｅｕｓｅ ｏｆ Ｎｉ⁃Ｍｏ Ｏｒｅ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｆｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ＬＩＵ Ｊｉａｎ⁃ｄｏｎｇ１， ＬＩＵ Ｓａｎ⁃ｊｕｎ１， ＳＵＮ Ｗｅｉ２， ＳＨＩ Ｗｅｎ⁃ｇｅ１， ＨＵ Ｅ⁃ｍｉｎｇ１， ＬＩ Ｈｕｉ⁃ｊｕａｎ１ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ， Ｈｅｎｇｙａｎｇ ４２１００１， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｆｏｒ ｒｅｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｆｒｏｍ ｎｉｃｋｅｌ⁃ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｏｒｅ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｕｎｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｏ ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｕｓｅｄ ｉｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ． Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｓｅｔｔｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ ｏｆ ＮＨＸ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄｓ ｉｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ８３９．６ ｍｇ／ Ｌ ｔｏ １７．７ ｍｇ／ Ｌ ａｎｄ ｔｈｅ ＣＯＤ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｔｈｕｓ， ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｆｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃａｎ ｂｒｉｎｇ ｉｎ ｌｅｓｓ ｉｍｐａｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｎｉ⁃Ｍｏ ｏｒｅ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｕｓｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｎｉ⁃Ｍｏ ｏｒｅ； ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ； ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ； ｆｌｏｔａｔｉｏｎ； ｒｅｕｓｅ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ 选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿 场排水［１－２］。 选矿废水具有水量大、悬浮物含量高、含 有害物质种类较多而浓度较低等特点［３］。 每吨矿石 的选矿用水量为 ５～１０ ｔ。 选矿废水中的主要有害物 质是重金属离子和选矿药剂。 重金属离子有铜、锌、 铅、镍、铁、钡、镉等，以及砷和稀有元素等［４］。 选矿废水不经处理排放或流失会严重污染当地土 壤和水资源，危害水产和植物［５－６］。 选矿中残留的有 机药剂会使水中的 ＣＯＤ 严重超标。 我国每年选矿产 生的废水数亿吨，若不加以处理回用，会造成环境污染 及资源浪费。 目前，对于选矿废水的处理途径有两种，一是进行 净化处理，使处理水达到排放标准；二是经过处理后回 用，达到水资源的循环利用［７－８］。 所以，选矿废水处理 回用技术的研究和进步意义重大。 本文主要研究镍钼 矿选矿废水处理回用技术，以期降低镍钼矿选矿废水 的排放，降低环境污染，节约水资源。 １ 镍钼矿元素分析及选矿废水分析 镍钼矿化学多元素组分分析结果见表 １。 可以看 出，矿石中镍品位 ２．０３％，钼品位 ３．２５％，ＴＦｅ、Ｓ、Ｃ、 ＳｉＯ２、ＣａＯ 含量均大于 １０％，还含有 Ｐ、Ａｓ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、 Ｖ２Ｏ５等组分。 表 １ 镍钼矿原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ ＴＦｅＮｉＭｏＣＳＰＡｓＣｕＰｂ １０．７０２．０３３．２５１０．６５１６．８５１．２５１．３５０．１２０．０５４ Ｚｎ Ｖ２Ｏ５Ｋ２ＯＮａ２ＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ ＣａＯＭｇＯ其它 ０．３７０．３６０．９００．０４６１７．１２２．８４１７．２７１．８２１３．０１ ①收稿日期 ２０１９－０８－０６ 基金项目 湖南省自然科学青年基金（２０１８ＪＪ３４４６）；核燃料循环技术与装备湖南省协同创新中心开放基金（２０１９ＫＦＱ０４）；铀矿冶放射性控 制技术湖南省工程研究中心、湖南省铀尾矿库退役治理工程技术研究中心联合开放基金（２０１９ＹＫＺＸ２００８） 作者简介 刘建东（１９８３－），男，黑龙江宁安人，讲师，博士，主要从事矿物加工理论与工艺研究。 第 ４０ 卷第 １ 期 ２０２０ 年 ０２ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．４０ №１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０２０ 万方数据 镍钼矿选矿废水中含有多种有机物和无机物，残 留药剂浓度较高，ｐＨ 值不高，悬浮物含量高，并含多种 重金属离子，ＣＯＤ 含量也很高。 水质分析结果见表 ２。 此选矿废水主要处理重点为悬浮物和 ＣＯＤ。 表 ２ 镍钼矿选矿废水水质分析结果 ｐＨ 值 水质中有害成分含量／ （ｍｇＬ －１ ） 悬浮物 氨氮ＣｕＰｂＺｎＧｅＮｉＭｏＡｓＣＯＤ ７．３０８３９．６１．３４０．２０ ０．０２８ ０．０６７ ０．００１ １．１６ ０．０１９４．０５２８６．４ ２ 试验方法 ２．１ 絮凝试验 将一定量的废水装在容量为 ５００ ｍＬ 的带有刻度 的玻璃量筒中，分别加入不同种类和用量的絮凝剂进 行搅拌，待搅拌均匀后，放在试验台上静止，观察并记 录沉降效果。 ２．２ 废水回用验证试验 废水回用验证试验采用闭路浮选，先进行条件试 验，确定最佳浮选流程及药剂制度，在最佳流程及药剂 制度下进行闭路浮选试验，收集闭路浮选试验产生的 废水，对废水进行絮凝沉降处理，处理后的废水按此最 佳流程及药剂制度进行浮选试验，与清水浮选试验结 果进行对比，验证废水处理效果。 ３ 结果与讨论 ３．１ 絮凝沉降时间试验 对清水浮选闭路实验产生的废水进行搅拌混匀， 然后取 ３ 个 ５００ ｍＬ 水样，倒入量筒中，分别加入 ４ ｍＬ ＮＨＸ、８ ｍｇ ＰＡＣ、８ ｍｇ 聚合硫酸铁，放在水平操作台 上，搅拌 １２ ｍｉｎ，静置并记录不同沉降时间澄清层高 度，试验结果见图 １。 其中絮凝剂 ＮＨＸ 由 ＰＡＣ、硫酸 铝为主要原料配制而成。 沉降曲线表明，沉降效果以 ＮＨＸ 最好，３５ ｍｉｎ 就可以使废水澄清，聚合硫酸铁沉 降效果最弱，需要 ５５ ｍｉｎ 才可澄清。 1;0min 0 10 20 30 400 306090 9-,cm NHX 2/4g/t Mo-F ;4 4 Mo-B1 2A 80 1000 150 1000 20 Mo-F ;4 4 Mo-B1 2A 40 500 75 500 10 Mo-F ;4 43 2 5 min63 图 ３ 胶硫钼矿浮选闭路试验流程 为分散剂，主要成分为磷酸类物质，浮选捕收剂采用 Ｍｏ⁃Ｂ１，主要成分为油类物质。 从表 ４ 可以看出，使用清水，可以得到 Ｍｏ 品位 １０．５５％、回收率 ８４．０６％的精矿；直接使用废水进行浮 选试验，得到精矿品位及回收率均低于清水浮选指标。 使用处理后废水进行浮选试验，镍钼矿浮选品位及回 收率变化不大，说明处理后废水对镍钼矿浮选指标影 响不大，完全符合回用标准。 ４ 结 论 １） 通过不同种类絮凝剂 ＮＨＸ、ＰＡＣ、聚合硫酸铁 对镍钼矿选矿废水沉降试验可知，ＮＨＸ 沉降效果最 好，沉降时间短，沉降后固体悬浮物含量由８３９．６ ｍｇ／ Ｌ 降为 １７．７ ｍｇ／ Ｌ，ＣＯＤ 也有一定降低。 ２） 镍钼矿选矿废水经絮凝剂 ＮＨＸ 沉降后回用于 浮选，对镍钼矿浮选试验指标影响不大，完全符合回用 标准。 参考文献 ［１］ 陈如凤，缪建成，赵志强，等． 铅锌多金属矿分段浓缩选别技术的 研究与应用［Ｊ］． 有色金属（选矿部分）， ２０１８（２）３８－４４． ［２］ 郑 伦，孙 伟． 某铅锌矿选矿废水成分及其与ＣＯＤ 关系探讨［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１４，３４（４）４３－４６． ［３］ 冯章标，何发钰，邱廷省． 选矿废水治理与循环利用技术现状及展 望［Ｊ］． 金属矿山， ２０１６（７）７１－７７． ［４］ 刘 强． 某酸性重金属废水资源化处理试验［Ｊ］． 现代矿业， ２０１８ （１０）２３１－２３３． ［５］ 刘建东，王清良，史文革，等． 某铅锌选矿废水对黄铁矿浮选行为 的影响［Ｊ］． 南华大学学报（自然科学版）， ２０１７，３１（１）１７－２２． ［６］ 潘自平，叶 霖，钟 宏，等． 富镉铅锌矿床开采过程中水质污染 特征 以贵州都匀牛角塘富镉锌矿床为例［Ｊ］． 矿物学报， ２００８，２８（４）４０１－４０６． ［７］ 杨 萍，黄金波，曾维伟． 浅谈金属矿山选矿尾矿的废水处理［Ｊ］． 中国资源综合利用， ２０１８，３６（８）６９－７０． ［８］ 陈丽芳． 矿山重金属污染研究现状及修复技术［Ｊ］． 中国金属通 报， ２０１８（６）１８３－１８４． 引用本文 刘建东，刘三军，孙 伟，等． 镍钼矿选矿废水处理回用试验 研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（１）６２－６４． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 ６１ 页） ［３］ 郑金香，李洪冰，史晓华，等． 低温 ＬＫＹ 捕收剂选别齐大山混磁精 试验研究［Ｊ］． 矿业工程， ２０１５（３）２７－２９． ［４］ 田 丰． 地沟油制备阴离子捕收剂中国， ＣＮ１０２１７９３１１ Ａ［Ｐ］． ２０１１－９－１４． ［５］ 朱一民，李 伟，赵宁宁，等． 新型阴离子捕收剂 ＤＬ⁃１ 反浮选齐大 山铁矿混磁精［Ｊ］． 金属矿山， ２０１４（５）８２－８６． ［６］ 于慧梅，王化军，孙传尧． 餐饮费油制备 ＪＺＱ⁃Ｆ 捕收剂反浮选赤铁 矿石实验研究［Ｊ］． 金属矿山， ２０１７（１１）６４－６９． ［７］ 姜效军，陈娜娜，碗建华． 表面活性剂 Ｔｗｅｅｎ⁃１．３ 对二氧化硅可浮 性影响［Ｊ］． 中国矿业， ２０１４（２）９９－１０２． ［８］ Ｘｉａｏｊｕｎ Ｊｉａｎｇ， Ｘｉａｏｙｕａｎ Ｓｈｕ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｏｎ⁃ｉｏｎｉｃ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ａｄｄｉｎｇ ｔｏ ｓｏｄｉｕｍ ａｌｉｐｈａｔａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ［Ｊ］． Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡｎ Ｉｎｄｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ， ２０１２，７（３）１０７－１０９． ［９］ 姜永良，姜效军． 鞍钢弓长岭选厂反浮选原料物相分析及难选原 因［Ｊ］． 中国矿业， ２０１９，２８（４）１２６－１３０． ［１０］ 贾 莉，乔明曦，胡海洋，等． 温度／ ｐＨ 双敏感嵌段共聚物胶束的 体外性质研究［Ｊ］． 药学学报， ２０１１（７）８３９－８４４． 引用本文 索明名，姜永良，辛思奇，等． 鞍钢某选厂混磁精矿矿物特征 及其低温反浮选捕收剂的研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（１）５８－６１． ４６矿 冶 工 程第 ４０ 卷 万方数据