選礦污水處理設備
選礦污水包括選礦工藝排水、尾礦池溢流水和礦場排水。選礦工藝排水一般是與尾礦漿一起輸送到尾礦池,統稱為尾礦水;因此選礦污水處理也稱為尾礦水處理。
選礦廠生產排水的成分與原礦礦石的組成、品位及選別方法有關。生產排水可能超過國家工業“三廢”排放標準的項目有: pH值、懸浮物、氰化物、氟化物、硫化物、化學耗氧量及重金屬離子等。
根據選礦廠廢水所含污染物,大體可分為含懸浮物廢水、含氰廢水及含有機選礦藥劑廢水三種。但對選礦廠來說,不論重、磁、浮選選廠廢水均含有大量懸浮物,而其他污染物質則與選別方法、礦石品種有關,如浮選廠排水含有機選礦藥劑、鉛、鋅、鎢、鉬,黃金選廠則含氰化物等物質。
一、選礦污水的特點及其危害
選礦污水中主要有害物質是重金屬離子、礦石浮選時用的各種有機和無機浮選藥劑,包括劇毒的氰化物、氰鉻合物等。廢水中還含有各種不溶解的粗粒及細粒分散雜質。選礦污水中往往還含有鈉、鎂、鈣等的硫酸鹽、氯化物或氫氧化物。選礦污水中的酸主要是含硫礦物經空氣氧化與水混合而形成的。
選礦污水中的污染物主要有懸浮物、酸堿、重金屬和砷、氟、選礦藥劑、化學耗氧物質以及其他的一些污染物如油類、酚.銨、膦等等。重金屬如銅、鉛、鋅、鉻、汞及砷等離子及其化合物的危害,已是眾所周知。其他污染物的主要危害如下:
(1)懸浮物:水中的懸浮物可以發生諸如阻塞魚鰓、影響藻類的光合作用來干擾水生物生活條件,如果懸浮物濃度過高,還可能使河道淤積,用其灌溉又會使土壤板結。如果作為生活用水,懸浮物是感觀上使人產生不舒服的感覺一種物質,而且又是細菌、病毒的載體,對人體存在潛在的危害。甚至當懸浮物中存在重金屬化合物時,在一定條件下(水體的pH下降、離子強度、有機螯合劑濃度變化等)會將其釋放到水中。
(2)黃藥:即黃原酸鹽,為淡黃色粉狀物,有刺激性臭味,易分解,嗅味閥為0.005mg/L。被黃藥污染的水體中的魚蝦等有難聞的黃藥味。黃藥易溶于水,在水中不穩定,尤其是在酸性條件下易分解,其分解物CS可以是硫污染物。因此,我國地面水中丁基黃原酸鹽的最高容許濃度為0.005mg/L,而前蘇聯水體中極限丁基黃原酸鈉的濃度為0.001mg/L。
(3)黑藥:以二羥基二硫化磷酸鹽為主要成分,所含雜質包括甲酸、磷酸、硫甲酚和硫化氫等。呈現黑褐色油狀液體,微溶于水,有硫化氫臭味。它也是選礦污水中酚,磷等污染的來源。
(4)松醇油:即為2#浮選油,主要成分為萜烯醇。黃棕色油狀透明液體,不溶于水,屬無毒選礦藥劑,但具有松香味,因此能引起水體感觀性能的變化。由于松醇油是一種起泡劑,易使水面產生令人不快的泡沫。
(5)氰化物:劇毒物質,其進入人體后,在胃酸的作用下被水解成氫氰酸而被腸胃吸收,然后進入血液。血液中的氫氰酸能與細胞色素氧化酶的鐵離子結合,生成氧化高鐵細胞色素酸化酶,從而失去傳遞氧的能力,使組織缺氧導致中毒。但氰化物可以通過水體中有自凈作用而去除,因此,如果利用這一特性延長選礦污水在尾礦庫中的停留時間,可以使之達到排放標準。
(6)硫化物:一般情況下,S、HS一在水中會影響水體的衛生狀況,在酸性條件下生成硫化氫。當水中硫化氫含量超過0.5mg/L,對魚類有毒害作用,并可覺察其散發出的臭氣;大氣中硫化氫嗅覺閥為l0mg/m。此外,低濃度CS,在水中易揮發,通過呼吸和皮膚進入人體,長期接觸會引起中毒,導致神經性疾病夏科氏(CharCOte)二硫化碳癔病。
二、選礦廠廢水處理的一般原則:
(1)應充分利用尾礦庫進行澄清及自然凈化。
(2)如自然沉淀達不到排放要求時,應采用投加絮凝劑、化學藥劑或其他方法處理。
(3)如需使用化學藥劑處理時,宜盡量使用一種藥劑。如不可熊,可根據污染情況,采用幾種藥劑,但藥劑種類不宜過多。
(4)所用化學藥劑應選用無毒、低毒、高效或污染較輕、價格低廉和易于獲得的藥劑。選礦廠廢水處理最常用的藥劑為石灰。
(5)應分析研究廢水的組成,利用其不同性質,做到以廢治廢、綜合治理。
三、選礦污水污染物的處理方法
(一) 混凝斜管沉淀法處理選礦污水
來自車間的廢水,首先通過沉砂池進行固液分離,沉砂池沉砂通過卸砂門排入尾礦砂場。沉砂池溢流出的上清液,通過投藥混合后進入反應器充分混凝反應,然后流入斜管沉淀器,使細粒懸浮物、有害物進一步去除,斜管沉淀器的沉泥,通過閥門排至尾礦砂場。通過此工藝后,廢水即達國家允許排放標準。根據環保的要求,斜管沉淀器出水進入清水池,用清水泵打回車間回用,節約用水,并使廢水閉路循環,實現零排放。其工藝流程如圖1。
(二) 混凝沉淀-活性炭吸附-回用工藝
此法是目前國內選廠采用較多的選礦污水回用方法,通過對不同礦山的選礦污水試驗研究發現,對同一選礦污水投入不同藥劑或同一藥劑不同的量,其結果也不一樣。但其共同點如下:
①凝劑效果比較試驗:分別采用聚合硫酸鐵(PFS)、混合氯化鋁(PAC)、明礬作混凝沉淀劑,結果表明,采用明礬作為混凝劑較為經濟合理,其最佳用量一般可控制在30mg/L左右。
②聚丙烯酰胺PAM對混凝效果的影響:PAM的加入,進一步提高了廢水的混凝處理效果,但由于其是有機高分子,導致水中COD值上升.在實踐中,將混凝處理效果的變化和COD值的增加結合考慮,一般采用PAM的投入量0.2mg/L即可。
③沉降時間對廢水的影響:確立混凝后的靜置時間為30min。
④吸附試驗:粉末活性炭的用量比顆粒活性炭的用量少,基本在其一半的情況下,即可達到相同的效果。同時,由于粉末活性炭易進入精礦,不會在水循環中積累,故選用其做為吸附劑。其最佳用量一般為50~100mg/L。
⑤浮選試驗:廢水經混凝沉淀、活性炭吸附后,可全部回用,且對選礦指標無任何影響。經過明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉淀,然后用粉末活性炭(50~100rag/L)工藝凈化后,出水水質不但達到國家礦山廢水排放標準,而且回用結果表明,經該工藝處理后的廢水,不僅可以全部回用,不影響選礦指標,在選礦過程中還減少了浮選藥劑用量,給企業帶來了相當的經濟效益。同時,由于廢水的回用,使每天的新鮮水用量減少,這對于水資源短缺的我國來說,更具有減少污染、凈化環境的社會意義。該法流程簡單,效果好,具有廣泛的工業應用前景。
(三) 選礦污水資源化利用綜合方法
專業人士經過大量的水處理試驗和選礦對比試驗綜合研究,總結出一條解決礦山選礦污水的較好方案。以鉛鋅礦為例,其工藝流程如圖2所示。
由于各種廢水水質不同,在回用處理過程中,調節池起著調節水質、水量的作用。混凝沉淀池可加強混凝劑與廢水的混合,使微細粒子成長,使之變成可通過沉淀除去的懸浮物。反應池用于廢水進一步深化處理,利用消泡劑把廢水中多余的起泡劑反應掉,削弱對浮選指標的影響。
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