环境工程硕士学位论文-复杂多金属硫化矿选矿废水处理与回用工艺研究.doc

湖南农业大学硕士学位论文复杂多金属硫化矿选矿废水处理与回用工艺研究二O一二年六月分类号密级UDC单位代码湖南农业大学硕士学位论文复杂多金属硫化矿选矿废水处理与回用工艺研究StudyonTheTreatmentandTheReuseofComplexPoly-metallicSulphideOreDressingWastewater研究生姓名指导教师教授副指导教师教授学科专业环境工程研究方向废水处理提交论文日期论文答辩日期答辩委员会主席论文评阅人学位授予日期二O一二年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖南农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要据统计湖南省铅锌矿每天处理量在三万吨左右。按用水量平均5m3/t计，每天产生选矿废水15万m3，年排放选矿废水达4500万m3。选矿废水成分复杂，含有多种重金属离子、残留选矿药剂及悬浮物，不仅存在重金属污染、有机物污染，还有重金属与有机物的复合污染，直接排放会对周边生态环境产生严重的危害。因此开展选矿废水的处理与回用研究，对保护矿区周边生态环境，实现水资源循环利用及矿山的可持续发展有重大意义。湖南宝山铅锌矿是国内典型的多金属硫化矿并且伴生有较高价值的金银等贵金属，日处理规模500t，年生产按300天计，每年处理矿石量15万t，日产生废水量2700m3，年产生废水达到81万m3。多金属硫化矿废水净化处理回用的难度高于单一金属矿选矿废水，废水中的金属离子和选矿药剂如达不到一定程度的净化，在回用过程中会严重影响金属分离回收指标。本文以湖南宝山铅锌矿选矿废水为研究对象，结合现场工艺生产流程，主要进行了以下工作。现场水量水质的查定和分析、废水自然降解试验、废水中的主要残余重金属离子和浮选药剂对铅锌浮选的影响试验、废水净化处理试验、废水回用试验，最终实现了废水的循环利用，废水回用率达到100%。现场水量水质的查定和分析结果表明：该废水pH12，悬浮物高难沉降、CODcr达到210mg/l、Pb2+含量达到6.21mg/l。废水自然降解试验结果表明：通过24个小时的自然降解，废水pH值几乎不变；悬浮物、CODcr、Pb2+去除率分别达到：50%，25.6%，43.6%。废水经过自然沉降后水质达不到污水综合排放标准。废水中重金属离子（主要指Pb2+）、残留选矿药剂（主要指捕收剂、起泡剂）等对铅锌浮选的影响试验结果表明：废水中残留的大量Pb2+和浮选矿药剂对铅锌浮选造成比较大的影响，铅精矿品位、铅回收率，锌精矿品位、锌回收率都有较大下降。废水处理试验考察了混凝沉降、活性炭吸附、氧化剂氧化等方法对该废水的处理净化效果。混凝沉降试验确定了最佳混凝剂为DA-1，最佳用量为60mg/l；经过混凝沉降后废水中Pb2+含量由6.21mg/l降到1.15mg/l；CODcr值由210mg/l降到105mg/l；SS、硫化物都达到污水综合排放标准一级标准。活性炭吸附试验确定了活性炭用量为150mg/l，最佳吸附时间为30min。经过吸附后废水中CODcr由106mg/l下降到77mg/l，Pb2+含量由1.15mg/l下降到0.95mg/l。氧化试验最终确定氧化剂为ClO2,最佳用量为40mg/l。处理后废水中CODcr达到污水综合排放标准一级标准。废水回用试验结果表明：用经过“酸碱中和-混凝沉淀-吸附-氧化-澄清-回用”净化处理的废水进行闭路试验，对选矿药剂制度的微调，处理水闭路试验结果和新鲜水闭路试验结果相近。处理水回用后试验指标为：铅精矿含铅55.78%、含锌2.17%、铅的回收率达到95.22%；锌精矿含锌55.26%、含铅0.68%、锌回收率达到95.44%。新鲜水闭路试验指标为：铅精矿含铅56.75%、含锌1.89%、铅的回收率达到95.71%；锌精矿含锌55.08%、含铅0.64%、锌回收率达到96.00%。试验为实现有色金属矿山废水零排放，水资源综合利用提供了技术参考。关键词：选矿废水；混凝沉淀；吸附；氧化；零排放；选矿指标；ABSTRACTAccordingtothestatistics9theproducesofHunanlead-zincoreisaboutthirtythousandtonseachdayproduces.Theaveragewateroflead-zincoreis5m3perton,itwillproducesnearlyonehundredandfiftythousandtonsofdressingwastewaterdaily,nearlyforty-fivemilliontonsofdressingwastewateryearly.Ithavevarioussubstancesinthedressingwastwaterincludingacertainamountofheavymentalions,residuemineralprocessingreagents,highcontentofSSandetc.Notonlyhavethesinglepollutionsuchasheavymetalpollutionandorganicpollutionbutalsohavethecombinedpollution.Hence,devastatinginfluencesmustgeneratetothesurroundingecologicalenvironment,ifdischargeddressingwastewaterwithoutanymanagementandcontrolling.Accordingly,itisveryimportanttotakemeasuresincontrollingandreusingthedressingwastewaterwhethertoconsiderinprotectingtheminingsurroundingecologicalenvironment,orrealizingwaterresourcesreclyingandsustainabledevelopmentofthemining.HunanBaoshanlead-zincplantisadomestictypicalpolymetallicsulifideoreandassociatedwithhighgradeofsilverandgold.Theproducesisaboutfivehundredtonsperday,theannualproductiontimeisaboutthreehundredday,itwillproducesnearlyonehundredandfiftythousandtonsofgreenoreyearlyandnearlyeightyhundredandonethousandwastewateryearly.Thewastewatertreatmentmethodsofmulti-metaloreismoredifficultythanthesingleore.Iftheheavymetalsandthemineralprocessingreagentscannotreachthedegreeofpurification,itwillmakeaseriousaffectinheavymetalseparationandrecovery.Inthisdissertation,thedressingwastewaterisfromBaoshanlead-zincplant.Basingontheindustryproductionprocedures,thetextmainlycarriedoutthefollowingworks:Theanalysisandthecheckofthewastewater；Wastewaternaturaldegradationtest；Theinfluenceofheavymetalionsandresiduemineralprocessingreagentstolead-zincflotation；Wastewatertreatmenttest；Wastewaterreusetest.Finally,thedressingwastewatersuccessfullyreusedandrealizedthezerodischarge.Theresultsoftheanalysisandthecheckofthewastewatershowthat:ThedressingwastewaterpH>12,highsuspendedsolidsanddifficulttosettlement,CODcrreach210mg/l,Pb2+contentreaches6.21mg/l.Theresultsofwastewaternaturaldegradationtestshowthat:Through24hoursofnaturaldegradation,wastewaterpHvaluealmostunchanged,TheremovalrateofSS,CODcr,Pb2+achieved50%,25.6%,43.6%respectively.Waterqualitycannotreachtheemissionsstandards.Theresultsoftheinfluenceofheavymetalionsandresiduemineralprocessingreagentstolead-zincflotationshowthat:Ithaveagreatinfluencetothelead-zincflotation.theconcentrateandtherecoveryoflead,theconcentrateandtherecoveryofzincdeclineddramatically.Thewastewatertreatmenttestincludedthefollowingjobs:Coagulation,ActivatedCharcoaladsorption,Oxidation.ThecoagulationtestidentifiedDA-1wasthebestcoagulant,bestdosagewas60mg/l.Afterthecoagulation,thePb2+contentdroppedfrom6.21mg/lto1.15mg/l.TheCODcrdroppedfrom210mg/lto105mg/l,SSandsulfidereachedtheemissionsstandards.Theadsorptiontestidentifiedthedosageofactivatedcharcoalwas150mg/l,thebestadsorptiontimewas30min.Afteradsorption,thePb2+contentdroppedfrom1.15mg/lto0.95mg/l,theCODcrdroppedfrom106mg/lto77mg/l,TheoxidationtestidentifiedtheClO2,wasthebestoxidantandthedosagewas40mg/l.aftertheoxidationtheCODcrmg/llessthan50mg/l.Theresultsofwastewaterreusetestshowthat:Adoptedthefollowingprocesstodisposethedressingwastewater”regulationpH-coagulation-Absorption-ClO2oxidation-Clarification-Reuse"theflotationindexisnearlythesamewiththatoffreshwater.Theindexesofthetreatment-waterwerefollowedas:Leadcontentinleadconcentrateis55.78%,zinccontentinleadconcentrateis2.17%,theleadrecoveryis95.22%.Zinccontentinzincconcentrateis55.26%,leadcontentinzincconcentrateis0.68%,thezincrecoveryis95.44%.Theindexesofthefreshwaterwerefollowedas:Leadcontentinleadconcentrateis56.75%,zinccontentinleadconcentrateis1.89%,theleadrecoveryis95.71%.Zinccontentinzincconcentrateis55.08%,leadcontentinzincconcentrateis0.64%,thezincrecoveryis96.00%.Testwillprovidethetechnicalreferenceforrealizingthenonferrousmetalminingwaste-waterzeroemissionsandwaterresourcescomprehensiveutilization.Keyword:dressingwastewater；coagulativeprecipitation；adsorption；oxidation；zerodischarge；beneficiationindexes