專利名稱：：一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種選礦廢水處理和回用方法，特別是對有機物殘存量高的硫化礦選礦廢水進行處理。技術(shù)背景礦山開采過程中需要大量生產(chǎn)用水，同時排放出大量廢水，選礦廢水是其重要的組成部分。選礦過程中，為了有效地將有用金屬分選出來，需要在不同的作業(yè)加入大量的浮選藥劑，主要有捕收劑、起泡劑、有機和無機的活化劑、抑制劑、分散劑等。這些藥劑在選廠排出的廢棄溶液中均有所保留，同時，部分金屬離子、懸浮物、有機和無機藥劑的分解物質(zhì)等都殘存在選礦廢棄溶液中，形成含有大量有害物質(zhì)的選礦廢水，直接排放該選礦廢水將對環(huán)境造成嚴重污染。因此，長期以來，如何有效地處理選礦廢水是各個礦山長期以來必須解決的重大問題，也是選礦工藝過程中必須考慮解決的技術(shù)難題。常見的硫化礦選礦廢水處理方法主要有氧化處理、混凝法、吸附法、化學(xué)沉淀法、生物降解、尾礦庫自然沉降法等。而對于具有COD值高、成分復(fù)雜，含一定量的難降解有機物，直接排放污染環(huán)境回用又影響浮選指標的廢水而言，臭氧氧化法則表現(xiàn)出其它幾種常規(guī)方法(包括其它各種氧化處理方法)難以比擬的優(yōu)勢和潛力。歷史上，由于我國臭氧技術(shù)的落后和認識的不足，所以在各領(lǐng)域的應(yīng)用的普及速度遠遠落后于歐美等發(fā)達國家。近些年來，隨著人們對臭氧氧化反應(yīng)機理研究的深入和高效低耗新型臭氧發(fā)生裝置技術(shù)的不斷開發(fā)與研究，臭氧氧化法開始在我國的飲用水處理、印染廢水、醫(yī)藥廢水等領(lǐng)域嶄露頭角，普及推廣速度迅速，其特點也隨之逐漸被人們所認識。隨著國家對環(huán)境重視程度的與日俱增和全社會要求環(huán)境嚴格治理的呼聲的不斷高漲，礦山廢水的現(xiàn)有治理辦法將受到更嚴格的環(huán)境標準的挑戰(zhàn)。臭氧氧化法在礦山廢水處理上的成功應(yīng)用，將給硫化礦選礦廢水的治理開辟一條新思路，同時為硫化礦選礦廢水的處理乃至說是所有礦山廢水的治理和回用提供了借鑒，意義是相當(dāng)積極的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于解決硫化礦選礦廢水中有機物難降解的問題，選礦廢水回用影響選礦指標的問題及選礦廢水排放污染環(huán)境的問題。為達到上述的目的，本發(fā)明處理廢水在選礦廢水中添加聚合硫酸鐵作為混凝劑進行沉降；廢水pH值為9~11，通過浮選機吸氣口將臭氧吸入浮選槽，在浮選機的強烈攪拌下通入臭氧并控制臭氧濃度為10100ppm。所述的聚合硫酸鐵，最佳用量范圍為310ppm。氧化時間優(yōu)選為10~30分鐘。為了減少臭氧使用量，并充分利用臭氧，可以采用兩次氧化方式，利用抽風(fēng)系統(tǒng)收集從浮選槽上方溢出的臭氧氣體，再通入下一級浮選槽，處理經(jīng)一次氧化后的廢水。采用兩次氧化方式，一則可以充分利用臭氧氣體，同時不會造成廢氣污染環(huán)境的問題；二則可以縮短一次廢水氧化時間，減少臭氧總發(fā)生量。pH值未在9~11堿性范圍內(nèi)的廢水，廢水注入浮選槽前需添加石灰或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為911。根據(jù)實際情況，若將部分工段廢水相互混合能達到9ll的pH范圍，則不需調(diào)節(jié)pH值。本發(fā)明方法可根據(jù)出水水質(zhì)要求不同，可將選礦廢水處理后直接回用選礦生產(chǎn)、灌溉、漁業(yè)等方面。本發(fā)明方法可以與曝氣法、生物處理法等聯(lián)合使用。本發(fā)明的化學(xué)原理是臭氧在堿性溶液中擁有2.07v的氧化電位，氧化能力僅次于氟，是常見氧化劑中氧化能力最強的。臭氧能氧化水中多種有機物和無機物，如腐殖質(zhì)、酚、氨以及硫等還原性物質(zhì)。臭氧對難降解有機物質(zhì)的氧化通常是使其環(huán)狀分子的部分環(huán)或長鏈分子部分斷裂，從而使大分子物質(zhì)變成小分子物質(zhì)，使其更易于被生化降解。臭氧一經(jīng)溶解在水中，出現(xiàn)下列兩種氧化反應(yīng)一種是直接氧化污染物；另一種則是在過氧化氫、有機物和高濃度的氫氧根的誘發(fā)下分解成氧化性更強的羥基自由基(*OH)，間接地氧化有機物、微生物，反應(yīng)相當(dāng)快，氧化能力較前一種更強。本發(fā)明針對選礦廢水中難降解有機物含量高的特點，釆用臭氧氧化處理。為了能更充分利用臭氧，需將選礦廢水pH值調(diào)節(jié)到911的范圍，再利用浮選機的強烈攪拌和對氣泡的破碎作用將臭氧氣泡粉碎到微泡，使氣液充分接觸，通氣一定時間后，能明顯降低殘存的2號油、丁黃藥、乙硫氮、腐殖酸含量及廢水COD值等各項指標，能起到立竿見影的效果。與現(xiàn)有選礦廢水處理方法相比，臭氧氧化法的優(yōu)勢在于氧化能力強、反應(yīng)速度快、去除污染物效果顯著，處理后廢水中剩余臭氧易分解易被生化降解，不產(chǎn)生二次污染，實現(xiàn)了廢水的有效處理，使得大量廢水回用成為可能，為礦山廢水的治理提供了新思路。此外，浮選機在礦山的應(yīng)用己十分普及，本發(fā)明將臭氧發(fā)生裝置與浮選機聯(lián)用，技術(shù)成熟，設(shè)備投資少，處理成本低廉。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。實施例l:利用本工藝方法處理某鉛鋅礦選廠廢水。實驗取水主要為硫尾水和尾礦庫外排水。絮凝具體步驟為先以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30s，再以150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10min，最后以60r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，靜止30min檢測水樣COD值，絮凝效果詳見表l。(注聚合硫酸鐵來源于廣東韶關(guān)丹霞冶煉廠)表l聚合硫酸鐵用量(ppm)035102550100硫尾水COD值362.1306.4305.7305.9313.8335.2335.2尾礦庫外排水COD值80.660.570.680.690.794.195.6利用臭氧氧化方法處理控制臭氧發(fā)生器輸出臭氧流量5L/min，濃度大于卯％，控制廢水中臭氧濃度為30ppm，浮選機與臭氧發(fā)生器聯(lián)通，通臭氧30分鐘，處理結(jié)果如表2所示。其中硫尾水原水樣pH為11，故不需要調(diào)節(jié)pH，外排水用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至9-11。表2通氧時間/min013691215<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2自配乙硫氮、丁黃藥、二號油溶液，配藥濃度為25~100ppm作為模擬選礦廢水標本。采用本工藝方法處理自配廢水，控制廢水中臭氧濃度為30ppm。處理效果詳見表3。從表3可以看出，隨著通氧時間的增長，去除率逐漸提高，本工藝對這三種常見選礦藥劑處理效果明顯。應(yīng)用本工藝可以成功降解廢水中各殘存藥劑，消除廢水回用對浮選的干擾，特別是可以避免廢水回用時因含有二號油導(dǎo)致堵塞管道、浮選難以控制的問題。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>同樣，自配油酸鈉、腐殖酸鈉溶液，配藥濃度為25100ppm。臭氧通氣時間為15min，并加入一定量的鈣離子，處理結(jié)果見表4?？梢钥吹?，鈣離子加入量為400mg/L時，腐殖酸和油酸鈉去除效果較好。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3:針對某鉛鋅礦選鉛后的廢水，采用本工藝方法，控制選鉛后廢水中臭氧濃度為30ppm，保持通臭氧處理15min，處理后的廢水全部回用于選鉛與磨礦，浮選指標見表5。由表5可見，處理過的廢水用于浮選實踐，對生產(chǎn)指標沒有造成影響。(注選鉛時添加乙硫氮和丁黃藥作捕收劑，二號油作起泡劑，石灰作抑制劑，選鉛后廢水過濾后直接回用或經(jīng)臭氧處理再回用，兩者進行比較。過濾后的廢水pH值為11，故臭氧處理時不需再調(diào)節(jié)。)表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，其特征在于，在選礦廢水中添加聚合硫酸鐵作為混凝劑進行沉降；廢水pH值為9～11，通過浮選機吸氣口將臭氧吸入浮選槽，在浮選機的強烈攪拌下通入臭氧并控制臭氧濃度為10～100ppm。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，其特征在于，所述的聚合硫酸鐵用量為310ppm。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，其特征在于，采用兩次氧化方式，通過抽風(fēng)系統(tǒng)收集從浮選槽上方溢出的臭氧氣體，再通入下一級浮選槽，處理經(jīng)一次氧化后的廢水。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，其特征在于，pH值未到911的廢水，在注入浮選槽前先添加石灰或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為9~11。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，其特征在于，氧化時間為1030分鐘。全文摘要一種高效降解硫化礦選礦廢水中有機成分的方法，在選礦廢水中添加聚合硫酸鐵作為混凝劑進行沉降；廢水pH值為9～11，通過浮選機吸氣口將臭氧吸入浮選槽，在浮選機的強烈攪拌下通入臭氧并控制臭氧濃度為10～100ppm。本發(fā)明可很好地解決硫化礦選礦廢水中有機物難降解，選礦廢水回用影響選礦指標及選礦廢水排放污染環(huán)境的問題。文檔編號C02F1/24GK101279804SQ20081003137公開日2008年10月8日申請日期2008年5月23日優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日發(fā)明者偉孫,歐陽魁,胡岳華申請人:中南大學(xué)