复配改性絮凝剂的制备及其处理尾砂选冶废水应用研究-环境科学与工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘 要 湖南省甘溪河地区选矿产业密集，长期以来缺乏对选矿尾砂有效管治，导致 河道淤积大量含重金属尾砂。湖南省环科院承担的国家“十一五”水专项课题， 采用选冶工艺对河道尾砂进行资源化综合利用，该过程产生尾砂选矿废水和尾砂 冶炼废水（本论文简称尾砂选冶废水），其中尾砂选矿废水含多种重金属且成分 复杂，尾砂冶炼废水含 As 浓度高且呈酸性，与常规选冶工业废水相比，处理难 度更大，目前还没有成熟可行的处理技术。本论文主要针对尾砂选冶废水处理开 展应用技术研究，在优化制备复配改性絮凝剂的基础上，开展尾砂冶炼废水处理 实验室小试和扩大实验研究以及尾砂选矿废水处理实验室小试和现场中试研究。 所得主要结果如下： （1）实验发现聚合硅酸硫酸铁经二甲基二烯丙基氯化铵改性制得的复配改 性絮凝剂对废水中重金属及选矿药剂 COD 有较好去除效果；复配改性絮凝剂最 佳制备条件为：硅酸活化 pH=2.0，活化时间 6h，铁硅比为 2.5:1，改性剂量 0.25g/100mL，改性时间 15min，改性温度 80℃。复配改性絮凝剂 SEM、FTIR、 XRD 表征结果表明，改性前后絮凝剂的晶型结构、化学特性及形态特征均发生 了显著变化，复配改性絮凝剂并非简单的物理混合物，而是复杂化学变化产生的 复合物。 （2）硫化钠与复配改性絮凝剂组合工艺处理尾砂冶炼废水小试实验结果表 明，在硫化钠投加量为 5.5g/100mL 且以两段方式投加（一段、二段 pH 值均调 节为 2.0，投加量分别为 3.5g/100mL 和 2.0g/100mL），反应 5min 的条件下，硫 化法对 As 的去除效率可高达 99.96%；对硫化法脱 As 后废水进行复配改性絮凝 剂沉淀处理，在复配改性絮凝剂投加量为 7mL/L，pH=8 的条件下，处理后废水 As 含量低于 0.4mg/L。该组合工艺扩大实验结果表明，硫化法对 As 平均去除率 高达 99.9%以上，絮凝沉淀处理后出水 As 含量均低于 0.40 mg/L。对硫化法产生 的 As 渣进行 XRD、XRF 物相及成分分析，结果表明：砷渣中 As 和 S 元素含量 分别达到 49.15%和 40.98%，杂质含量低于 10%，可作为三氧化二砷和单质硫的 生产原料。 （3）复配改性絮凝剂处理尾砂选矿废水小试实验结果表明，在复配改性絮 凝剂投加量为 7mL/L ，废水初始 pH=8.0 ，沉降时间为 4min ，搅 拌 速 度 为 120-160r/min，搅拌时间为 20-30s，反应温度为 15-35℃条件下，处理后废水中 As、Cd、Zn、Pb、COD 及浊度去除率分别达 97.2%、95.5%、99.4%、99.6%、 92.1%、97.6%。絮凝沉降时间为 5min，污泥体积比为 0.054（未加絮凝剂沉降时 I 间为 90min，沉降污泥体积比为 0.093）。 （4）复配改性絮凝剂处理尾砂选矿废水及回用中试结果表明，处理后出水 Cd 含量低于 50μ g/L，As 含量低于 50μ g/L，Zn 含量低于 40μ g/L，Pb 含量低 于 40μ g/L，COD 低于 30mg/L，浊度基本低于 20NUT。中试出水回用于选矿生 产可获得与新鲜水选矿相当的选矿指标，废水处理及回用中试系统可产生较高环 境、经济效益。 关键词：复配改性絮凝剂、尾砂选矿废水、尾砂冶炼废水 II Abstract Many mineral processing industries located at the region of Ganxi river, lacking effective management of tailings caused tailings HYPERLINK /s?wd=deposited deposited in the river. Hunan Recearch Academy of Environmental Sciences employed smelting and dressing process to conducted the comprehensive utilization of river channel tailings ,which was an important component of The grand national science-technology project. The process generated the dressing wastewater(contained varieties of heavy metals) and the smelting wastewater(contained high concentrations