白鎢選礦廢水處理回用技術(shù)

　　白鎢選礦行業(yè)由于使用大量ZL、丁胺黑藥、丁基黃藥、煤油2#油和水玻璃，選礦廢水中含有殘余藥劑和水玻璃，對(duì)水質(zhì)影響大。如果直接排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，如果回用將惡化浮選現(xiàn)象，影響選礦金屬回收率，因此，必須對(duì)選礦廢水進(jìn)行處理。

　　研究表明：(1)磨礦浮選后比重較小的細(xì)粒滑石、云母、細(xì)泥等進(jìn)入尾礦，礦泥中細(xì)顆粒受布朗運(yùn)動(dòng)作用不能自沉;(2)細(xì)粒礦石與水玻璃溶液相互混合時(shí)，細(xì)礦粒與硅酸鈉形成帶有負(fù)電性的膠團(tuán)，使尾礦水呈膠體懸濁液，極難沉淀澄清，投加石灰和絮凝劑很難使水玻璃和藥劑形成的穩(wěn)定膠體脫穩(wěn)，且造成大量的石膏渣，減少尾礦庫服務(wù)年限。但以上這些水處理及回用技術(shù)都還只停留在傳統(tǒng)的處理方法(絮凝沉淀法)，其共同不足是處理成本高、需停留時(shí)間長、渣量大易造成二次污染、容易結(jié)垢。國內(nèi)外科技工作者一直在尋求高效低耗、能有效控制白鎢選礦廢水進(jìn)一步遷移和擴(kuò)散的新技術(shù)。電絮凝依據(jù)電解及電凝聚原理，通過氧化、中和、凝聚、氣浮四種作用機(jī)理使穩(wěn)定的水玻璃膠體形態(tài)改變，達(dá)到脫穩(wěn)，形成上浮于廢水表面的浮渣，具有處理成本低、污泥量少、占地面積小、自動(dòng)化程度高和水玻璃處理率高等優(yōu)點(diǎn)。

　　1、材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)裝置與器材

　　1.1.1 電絮凝裝置

　　電絮凝裝置具體包括設(shè)備明細(xì)見表1。

　　1.1.2 試驗(yàn)器材

　　試驗(yàn)器材：100L塑料桶2個(gè)，1L燒杯2個(gè)，0.5L燒杯4個(gè)，取樣瓶8個(gè)，1L量筒1個(gè)，移液管，洗耳球，玻璃棒，濾紙(中速)，pH值試紙，PAM，PAC，稀硫酸20L(73%)。

　　1.1.3 廢水來源

　　試驗(yàn)廢水采用某鎢業(yè)選礦公司白鎢選礦廢水，共兩種，1#廢水為白鎢選礦廠尾礦濃密后溢流廢水(未加石灰沉淀)和2#廢水為白鎢選礦廠尾礦加石灰排至尾礦庫沉淀后回水。

　　1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析方法

　　1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　1#廢水處理試驗(yàn)步驟：

　　第一步：取1#廢水100L入塑料桶中，取樣600mL(水樣編號(hào)①)，調(diào)節(jié)桶中廢水的pH至9.5～10。

　　第二步：將調(diào)節(jié)好pH值的1#廢水泵入電凝聚裝置，廢水經(jīng)電凝聚處理后進(jìn)入自浮槽，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口到自浮槽的管道中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，在自浮槽中完成浮渣和水的分離，運(yùn)行25min后，取自浮槽底部的清水過濾(用濾紙)，濾后水取樣600mL(水樣編號(hào)①-1)。

　　第三步：自浮槽底部清液泵入電凝聚裝置作二次電解，廢水經(jīng)電凝聚處理后進(jìn)入自浮槽，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口到自浮槽的管道中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，在自浮槽中完成浮渣和水的分離，運(yùn)行20min后，取自浮槽底部的清水過濾(用濾紙)，濾后水取樣600mL(水樣編號(hào)①-2)。

　　第四步：取剩余的完成pH調(diào)節(jié)的1#廢水，加自來水按1∶1稀釋，泵入電凝聚裝置，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，廢水經(jīng)電凝聚處理后直接采用量筒取樣觀察。

　　2#廢水處理試驗(yàn)步驟：

　　第一步：取2#廢水100L入塑料桶中，取樣600mL(水樣編號(hào)②)。

　　第二步：將2#廢水泵入電凝聚裝置，廢水經(jīng)電凝聚處理后進(jìn)入自浮槽，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口到自浮槽的管道中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，在自浮槽中完成浮渣和水的分離，運(yùn)行25min后，取自浮槽底部的清水過濾(用濾紙)，濾后水取樣600mL(水樣編號(hào)②-1)。

　　第三步：自浮槽底部清液泵入電凝聚裝置作二次電凝聚，廢水經(jīng)電凝聚處理后進(jìn)入自浮槽，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口到自浮槽的管道中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，在自浮槽中完成浮渣和水的分離，運(yùn)行20min后，取自浮槽底部的清水過濾(用濾紙)，濾后水取樣600mL(水樣編號(hào)②-2)。

　　第四步：取剩余的2#廢水泵入電凝聚裝置，在進(jìn)入電凝聚裝置前的管道中計(jì)量泵投加PAC溶液(10%濃度)，在電凝聚裝置出口中計(jì)量泵投加PAM(0.1%濃度)，廢水經(jīng)電凝聚處理后直接采用量筒取樣時(shí)加10%稀硫酸調(diào)節(jié)pH為8觀察。

　　1.2.2 水玻璃檢測(cè)方法

　　水玻璃的氧化鈉(中和法)由于硅酸為弱酸，水玻璃中的硅酸鈉水解后生成氫氧化鈉而使溶液顯堿性，可用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，借以求得試樣中氧化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。其化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　在一已知質(zhì)量的干燥的稱量瓶中，準(zhǔn)確稱入約1g試樣，然后用煮沸除去CO2后的熱水沖洗，移入250mL的錐形瓶中，再加入100mL已冷卻的煮沸后除去CO2的水，并充分搖蕩。待試樣完全溶解后，加數(shù)滴溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑溶液，用0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，至溶液由綠色變成微紅色即為終點(diǎn)。

　　2、試驗(yàn)原理

　　電凝聚是一個(gè)復(fù)雜的過程，在電場(chǎng)的作用下金屬電極產(chǎn)生陽離子，在進(jìn)入水體時(shí)包括許多物理化學(xué)現(xiàn)象，從離子的產(chǎn)生到形成絮體包括三個(gè)連續(xù)的階段：

　　(1)在電場(chǎng)的作用下，陽極產(chǎn)生電子形成“微絮凝劑”―――鐵或鋁的氫氧化物。

　　(2)水中懸浮的顆粒、膠體污染物在絮凝劑的作用下失去穩(wěn)定性。

　　(3)脫穩(wěn)后的污染物顆粒和微絮凝劑之間相互碰撞，結(jié)合成肉眼可見的大絮體。

　　由于電凝聚過程中電解反應(yīng)的產(chǎn)物只是離子，不需要投加任何氧化劑或還原劑，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染，被稱為是一種環(huán)境友好水處理技術(shù)。電凝聚法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如：設(shè)備簡單，占地面積少，設(shè)備維護(hù)簡單;電凝聚過程中不需要添加任何化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的污泥量少，且污泥的含水率低，易于處理;操作簡單，只需要改變電場(chǎng)的外加電壓就能控制運(yùn)行條件的改變，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

　　電凝聚法中常用的電極材料為鋁和鐵，在陽極和陰極之間通以直流電，發(fā)生的電極反應(yīng)如下：

　　電凝聚法在處理過程中具有多功能性，除了電凝聚作用之外還有電化學(xué)氧化和還原、電氣浮等作用。本試驗(yàn)采用鐵、鋁混合陽電極。

　　3、結(jié)果

　　3.1 電絮凝設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

　　電絮凝設(shè)備運(yùn)行參數(shù)見表2。

　　3.2 試驗(yàn)結(jié)果

　　試驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果見表3。

　　4、結(jié)論與分析

　　(1)白鎢選礦廢水加石灰在尾礦庫沉淀后，水不調(diào)pH，一次電凝聚處理對(duì)硅酸鹽的去除率僅為19.3%，加上二次電凝聚處理，對(duì)硅酸鹽的總?cè)コ蕛H為52.8%。

　　(2)白鎢選礦廢水調(diào)pH至9.5后一次電凝聚處理對(duì)硅酸鹽的去除率高達(dá)89.2%以上，加上二次電凝聚處理，對(duì)硅酸鹽的總?cè)コ矢哌_(dá)98.1%以上。

　　(3)白鎢選礦廢水加石灰在尾礦庫沉淀后，水不調(diào)pH，一次電凝聚處理后調(diào)pH至8左右的水樣同樣可以達(dá)到清澈、透明，預(yù)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)和白鎢選礦廢水二次電凝聚出水相當(dāng)。

　　(4)白鎢選礦廢水調(diào)pH至9.5～10稀釋1倍后，一次電凝聚處理的水樣同樣可以達(dá)到清澈、透明，預(yù)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)和白鎢選礦廢水二次電凝聚出水相當(dāng)，且加藥量大幅度降低。

　　綜合以上分析，電凝聚對(duì)白鎢選礦中產(chǎn)生的廢水處理效果顯著。(來源：長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司)