高浊度尾矿水处理的探讨.pdf

维普资讯 质，它们离解出的硅酸根离子吸附在矿泥表 面阻止矿泥团聚，使那些本来能够通过自凝 作用沉降的细小颗粒不能凝聚而保持悬浮状 态。尾矿水中水玻璃含量多少直接决定处理 的难易程度。对于水玻璃浓度较低 0 ． 5 ％ 的尾矿水目 前已有较成熟的处理方法。常用 的有酸法、碱法和混凝沉淀法。 对于水玻璃 含量较大的尾矿水则处理难度大。 2 常用处理方法 2 ． 1 酸法 向尾矿水中投加硫酸或其他酸性药剂． 使水玻璃活化成阴离子型的聚合物，将不利 于沉淀的胶体水玻璃转化成有利于沉淀的起 助凝作用的硅酸，反应原理可用下式表示 N a - 3 i o 2一 x o s 0 { 2 9 j t s i o 2 y H2 0 s l 啦一T № o一 f 0H OH OH o 反应中硅酸根变成了硅酸破坏了胶体的稳定， 通过硅酸的不断聚合生成大分子聚合物促使 悬浮颗粒和胶体颗粒絮凝沉降。 酸法是一种简单而经济的方法，出于高 浊度尾矿水呈碱性，加酸可使 p H值下调至 中性，许多试验和生产实践都表明．将 P H 值回调至 7 左右即可使尾矿水澄清，而且药 剂可采用工业废酸，也可采用硫酸铵、 硫酸 氢钠、二氧化碳、硫酸铝等。不足之处是聚 硅酸强度不够，形成的絮凝体较脆弱，易破 碎，造成悬浮颗粒 “ 返溶 ” 使上清液浊度较 大，控制不好不能达标排放；另外如若尾矿 水中含有重金属离子 ，酸法不能将其去除。 因此，酸化法较适用于只有悬浮物和 p H值 超标的尾矿水，且沉淀时间较长。 2 ． 2 碱法 向尾矿水中投加石灰，可干投或湿投， 使水玻璃转化成硅酸钆钙沉淀，反应原理可 用下式表示 N a 2 S i Os C a OH 2 一 D32 Na OH 反应使大部分硅酸根离子变成硅酸钙分子， 使矿泥颗粒的电离子减少， ，颗粒问减少电排 斥力客易凝聚，并且石灰可生成氢氧化物絮 体带动悬浮颗粒絮凝沉降。 碱法是一种常用方法， 石灰是非常便宜的 药剂，使用中控制条件较宽， 并且可用来去除 尾矿水中 p b 2 十 、 C r 3 等重金属离子和 F 离子，不足之处是渣量大，操作条件差，并 且处理完的水需回调 p H值才能排放 有时 不回调用于生产， 对选矿指标也没有影响 。 2 ． 3 混凝沉淀法 向尾矿水中投加混凝剂P A C 、P F S 等，利 用 A L 3 、 F e S - 等高价反离子压缩胶粒双电 层使之凝聚，并且P A C 、P F S 等形成无机高分 子絮体通过吸附作用可使胶粒絮凝成较大颗 粒而沉淀 。 混凝沉淀在水处理中是一种成熟的方法， 用于尾矿水处理也是有效的，但由于高浊度 尾矿水含悬浮物量较大，药剂用量大，与酸 法 碱法比不经济。 在这些常用方法中常加入聚丙烯酰胺 简称 3 号絮凝荆用作助凝剂，可以加大 颗粒絮团，加快沉速，即通过高分子链的吸 附与架桥作用使已凝聚的颗粒絮凝成大颗粒。 其作用与聚硅酸有相似之处，但比聚硅酸有 更大链长和强度，因此絮凝作用更明显。 3 水玻璃含量高的 尾矿水处理 3 ． 1 成因分折 通过多年的试验与生产实践，我们发现 这些常用方法在一般情况下是有效的，但在 某些情况下则完全无效，在进行某选矿厂的 尾矿水处理试验研究时无论采用酸法、 碱法 还是混凝沉淀都不能使之澄清，加酸反应后 尾矿水变成豆腐脑一样的物质，加石灰则变 成浆糊状，加入 P A C 、 P F S 等混凝剂后能形成 高浊度尾砂水处理的探讨倪健 邮编 1 0 0 0 3 8 维普资讯 细颗粒矾花，但几乎不沉降 。该尾矿水的几 项水质指标见附表。 附表水质指标 COD． m 】 该选矿厂在选矿工艺中加入水玻璃量达 到 1 2 k g ／ t 矿石 ，原矿磨矿细度 一 2 0 0目6 5 ％ ～ 7 o ％ ， 精矿再磨细度 一 4 0 0目9 l ％ ． 尾矿水 循环使用已有 1 o年 。通过表 1 的水质指标和 实际生产情况的了解，我们可以推测尾矿水 中的水玻璃已处于 “ 饱和 ” 状态，限度很可 能超过分散剂中水玻璃浓度，大量的水玻璃 处于游离状态 。游离在水中的玻璃的形态是 很复杂的，由水玻璃电离出的硅酸根离子水 解产生偏硅酸，偏硅酸水合可生成硅酸 ，硅 酸又可相互聚合成大分子的聚硅酸。 各种形 态的浓度取决于 p H值，反应时问等因素。 中科院生化所汤鸿霄院士认为 ，不定形硅的 溶解度 p H在 9以上时随 p H值增大而显著增 大，p H低于 9 时则同 p I - I 无关 ，溶解度约固 定在 2 1 0 克分子 ／ t S i o I 2 0 m L ，溶液 中可游离出硅酸单体来，硅酸单体可缩聚成 聚硅酸，在电子显微镜下观察它可以发展成 为线状、分子链状或球状颗粒等形状 ．反应 时间过长便会成为凝胶 。我们遇到的这种尾 矿水 p H l 0 0 0 万时絮凝 作用也不能相应增加，因分子量太大时不便 与胶体溶液充分混合。 通过试验还发现① 高聚物的加量下限较明确，上 限则不像给水 处理中那样明确，在给水处理中超过适宜的 投加量反而使效果下降，而在处理这种尾矿 水时随着投加量 的加大能形成更大更密实的 矾花。 ②反应强度对效果影响较大，每五种 高聚物对混合反应强度有不同的要求，因此 对每一个具体工程反应强度最好都要通过试 验确定 。③通过投加高聚物与石灰或其他混 凝剂可使泥渣含水量 9 o ％。 经过比较．处理这种含大量硅酸胶体的 尾矿水，碱化法效果稳定，但碱化法成本每 吨水高达 0 ． 9元．过程较复杂，操作条件差。 现在国内已开发出无机与有机结合的絮凝剂， 如能用于尾矿水处理，则在操作管理上要简 单一些 。 一 5O一 有色矿山 】 9 9 8 4 维普资讯