浮选钨矿废水处理新技术.doc

浮选钨矿废水处理新技术郑 祥 明 (湖南净源环境工程有限公司，湖南长沙 410000)摘要：采用混凝沉淀技术处理钨矿选矿废水，通过试验确定HNJY新型高效复合絮凝剂作为混凝剂最为合适，投加量为120mg/l。本文介绍了HNJY新型高效复合絮凝剂应用于钨矿选矿废水工程的工艺设计、技术参数、运行费用等。关键词： 钨矿废水；混凝沉淀；新型高效复合絮凝剂；工艺设计Design of High Effect Compound Flocculent HNJY in the Reuse of Tungsten Mine WastewaterZheng Xiang Ming (Hunan Jingyuan Environmental Engineering CO.,LTD Hunan Changsha 410000)Abstract: The treatment of ore separating wastewater of tungsten mine by coagulation sedimentation was discussedThe result showed that the new-type and high effect compound flocculent HNJY was the best coagulation according to coagulating resultsThe optimum value for dosing high effect compound flocculent HNJY 120mgLthe technology design, the technical parameters and the running costs of the usage of the new-type and high effect compound flocculent HNJY in tungsten mine wastewater of housing estates. Key words: tungsten mine wastewater; coagulation sedimentation; the new-type and high effect compound flocculent HNJY; technology design0 引言湖南有色新田岭钨业有限公司位于湖南南大门郴州市西南9公里的石盖塘，已探明钨矿资源储量30余万吨，钨钼矿石储量超过一亿吨，为特大型钨矿床。选矿日最大排放量约6000m3，废水与尾矿浆加入氢氧化钙药剂，去除重金属离子，通过水泵提升至尾矿库沉降，溢流水直接外排入下游水系。由于水中悬浮物含量较高，在浮选钨矿的废水中含有大量水玻璃等成份，使得悬浮物难以沉降，经监测悬浮物超过污水综合排放标准一级标准。因此，钨矿选矿废水如果不治理而直接排放，将对周边环境造成较大影响，寻求经济有效的处理方法显得尤为必要1。1 试验情况和试验结果分析试验主要设备为：WT-2000型酸度计，HM202型电子分析天平，GL-2000原子吸收光谱仪，MY3000-6H型六联搅拌器，HTU390型数字浊度仪，OPR电极计，C20电导率电极。试验主要试剂：工业用三氯化铁FeC13，阴离子聚丙烯酰胺PAM（分子量1600万），阳离子聚丙烯酰胺CPAM（分子量800万），聚硅酸铝铁絮凝剂（PSFA），复合高效絮凝剂（HNJY）。本试验中试剂均采用干投法。1.1 试验用水本试验研究用水取自新田岭钨矿钨业有限公司尾矿库出水。原水样水质指标见表12。表一 原水样水质指标序号pHCODSSPbZnSn17.3552112000.070.080.0527.4842115000.080.120.0737.3657102400.040.120.0647.5849108570.070.130.08注：除pH值无量纲外，其他单位均为mg/l通过表1中数据可以得出，该废水主要是悬浮物过多，SS值严重超标，废水呈现乳白色状，若废水直接排入水体将会造成极大污染。1.2 混凝沉降试验在进行混凝沉降之前，先用上述絮凝剂进行筛选试验，发现阳离子聚丙烯酰胺、聚硅酸铝铁絮凝剂对于水样絮凝效果不明显，分析原因如下，废水中含大量的硅酸盐，HSiO3-带负电（胶粒带负电），与H3O+产生水化作用的原因，阳离子聚丙烯酰胺、聚硅酸铝铁絮凝剂中和了胶粒的电性，但不能压缩絮凝物，所以没有明显的沉降效果。取一组500mL的矿山废水，在不调整其pH值条件下分别加入工业用三氯化铁FeC13、阴离子聚丙烯酰胺PAM、复合高效絮凝剂（HNJY），三氯化铁FeC13、阴离子聚丙烯酰胺PAM操作如下：先快速搅拌2分钟(搅拌速度为150rmin)，再慢速搅拌15分钟拌速度为20-40rmin)，复合高效絮凝剂（HNJY）操作条件如下：快速搅拌5分钟(搅拌速度为150rmin)然后静置3。在5、10、15、20、50、60分钟时取上清液测定剩余浊度，处理结果见图1所示。 图1 混凝沉降曲线Fig1.Curve of Coagulating Edimentation从图1可以看出，当沉淀时间到8分钟后，使用复合高效絮凝剂出水浊度已小于2NTU，在静沉70分钟后三氯化铁FeC13、阴离子聚丙烯酰胺出水浊度在80NTU左右，不能达到排放标准。1.3 絮凝剂用量取数组500mL的浮选钨矿尾矿库废水，分别投加不同量高效絮凝剂（HNJY），分别快速搅拌5分钟(搅拌速度为150rmin)然后静置，再观察废水中矾花生成情况，能够生成粗大的矾花即为达到试验结果。最佳投药量如图2所示。 图2 不同投药量试验结果Fig2.The Text Results of Coagulant in Different Dosing Capacities从图2中可以看出，当投加量达到120ppm时才能达到满意的沉淀效果，当投加量达不到要求时，沉淀效果不明显，说明当药剂少时，不足以破坏胶体的稳定性，不能压缩胶体的双电层，不能使其失稳。1.4 现场试验结果图片注：图中左瓶内为经过复合高效絮凝剂（HNJY）处理后的废水，右瓶为处理前原水。1.5 高效复合絮凝剂性质、成份高效复合絮凝剂是一项结合无机、有机絮凝剂的特点，有机絮凝剂对胶体吸附架桥能力强，无机成份具有电中和作用，在与胶体电中和后，有机絮凝机发生吸附架桥反应，同时无机成份成为絮凝体的晶种，使细小的悬浮物快速絮凝沉淀。高效复合絮凝剂成份如表2所示：主要成分含量wt%备注Al2O325.5无毒性、无危险性K2O0.2CaO21.3SiO244.5Cl-0.2FeO5.5MgO0.3有机成分2.52 浮选钨矿废水处理工程设计2.1 钨矿废水处理工艺流程原水尾矿库反应池沉淀池高效复合絮凝剂尾矿库泵清水池排放或回用污泥图3 废水处理系统工艺流程图Fig3 Wastewater Treatment of Technological Process diagram2.2 钨矿废水处理工艺流程简介提升泵将尾矿库中废水送入一级絮凝池。在管道上安装一在线流量计，由于絮凝池采用液下搅拌装置，搅拌效率高，由此大幅度缩短了矾花形成的时间。絮凝剂从一级絮凝池上部的干粉投药机投入，干粉投药机带有变频器，可以调节絮凝剂投加量。絮凝剂调节器可以根据污水的状况、水量调节絮凝剂的投入量。絮凝剂的投入量可经过实验确定好的，运转中也可以从监视窗口根据矾花的形成情况调节到最佳的投入量。经过一级絮凝池搅拌后的污水经溢流进入二级絮凝池。二级絮凝池的搅拌速度较一级慢一些，主要目的是对一级絮凝池搅拌效果的补充和促成较大矾花的形成。污水及矾花进入缓流载体分格斜板沉淀池，污水通过沉淀池时，水中的矾花沉降下来，上清液进入清水池进行排放或回用。沉淀污泥从污泥槽出口排至尾矿库。2.3 HNJY复合高效絮凝剂技术此项技术结合了有机和无机絮凝剂的优点，打破了污水处理的常规，解除了现在使用的絮凝剂和污水处理剂对环境可能存在的隐患。通过对污水的超速处理，使处理设备大大简化, 土地占用面积大幅减少，并且将污水处理运营成本降低到目前国内外的最低水平。产品具有如下优点：1）沉降速度极快，直接缩短工艺流程，大幅度的减少了基础建设成本及节约了土地使用面积，处理过程时间短，比传统的处理工艺节约占地面积2/3； 2）处理后形成的沉降渣呈抱团状，不易碎，污泥含水率为85%，脱水性好；3）添加量为10ppm，运营成本比传统成本可降低到30%到50%。4）处理后水质浊度小于2NTU，出水水质优于杂用水水质标准；5）产品无毒、无腐蚀，不会对环境造成二次污染2.4本工程设计参数、经济指标2.4.1设计参数本工程设计按设计流量为125m3/h，反应池反应时间为8min，反应池有效容积17m3，一级潜水搅拌为二台，功率3.0KW，共计2台，二级潜水搅拌为二台，功率2.2KW，共计2台，沉淀池表面负荷为4m3/m2 h，沉淀池表面积31m2，设计为二级平流式沉淀池。2.4.2主要经济指标1) 运行费用：0.6元/吨；2) 总投资：67.5万元；3) 占地面积：50平方米；4) 高效絮凝剂费用:0.5元/m3；5) 电耗:0.12KWh/m3。4 设计特点及应用前景4.1设计特点 由于各类采矿废水含有金属离子、大量悬浮物质等污染物质，根据环保部门对采矿废水处理要求及减轻企业对于环保投资的需求，最好找到一种新型污水处理技术替代原有传统处理工艺，在此背景下我公司研发出高效一体化污水处理设备4。本工程具有如下特点：1) 采用环保型HNJY新型高效复合絮凝剂做为混凝剂，具有加药系统简单、自动化程度高；2) 产生的污泥含水率低，极易于脱水，通过简单的干化工艺后污泥就达到填埋要求或用于其他用途；3) 本工艺不但适用于钨矿废水处理达到外排要求，同时出水可以用于旱季中水回用，而且通过类似工程证明这种工艺能够用于含有悬浮物处理；4) 本工程具有施工周期短，投资省、运行费用低、占地面积小、操作简单等特点。5) 采用缓流载体分格斜板沉淀池斜板沉淀池技术。4.2应用前景我国每年因采矿产生的废水约占全国工业废水排放总量的10% 以上，而处理率仅为4.23%5，绝大部分未经处理的废水直接排入江河湖海，对环境造成极大污染。找到一种技术使矿山废水经过处理后进行中水回用，而这种技术具有节约投资、处理效果稳定、运行费用低、操作简单的特点，必将是今后未来矿