烏努格吐山銅鉬礦中水浮選試驗(yàn)研究

烏努格吐山銅鉬礦中水浮選試驗(yàn)研究

內(nèi)蒙古烏圖山銅礦位于蒙古國(guó)。年降水量?jī)H300mm，蒸發(fā)量超過100m，屬于極端缺水地區(qū)。烏山銅鉬礦遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式,以綠色礦山作為發(fā)展目標(biāo),把節(jié)水放在企業(yè)發(fā)展的首位。因此,該工程可行性試驗(yàn)研究中尾礦處理采用尾礦膏體［1-3］工藝,在生產(chǎn)過程中直接將浮選廢水［4-7］回收并循環(huán)用于生產(chǎn)取得了成功,這極大程度節(jié)約了選礦用水量,最大限度減少了廢水外排量,既保證了尾礦庫(kù)安全,又降低了選礦用水成本。但是,選廠每天還需1萬(wàn)多噸的新水補(bǔ)加以滿足生產(chǎn)用水要求。原設(shè)計(jì)取用海拉爾河水,但由于該河流冬季最低氣溫達(dá)-47℃,冰凍會(huì)造成斷流,加之施工區(qū)經(jīng)過自然保護(hù)區(qū),短期內(nèi)難以解決。鑒于此,尋找新水水源是烏山必須面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。為此,烏山創(chuàng)造性地提出使用城市中水作為新水補(bǔ)加到選礦生產(chǎn)過程中這一新思想,并且付諸于實(shí)踐,取得了突破性進(jìn)展。中水［8-10］主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水,其水質(zhì)指標(biāo)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn),高于污水允許排入地面水體排放標(biāo)準(zhǔn)。中水的應(yīng)用將不僅可以解決烏山發(fā)展的水資源難題,而且可以實(shí)現(xiàn)污水資源化目標(biāo),大大削減水污染排放量,實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護(hù),有利于人民群眾的身心健康,大大提升城市基礎(chǔ)設(shè)施的保障水平,具有極高的社會(huì)效益和環(huán)境效益［11］。1中水的產(chǎn)生、試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法1.1增上曝氣池+蒸發(fā)預(yù)處理滿洲里市城市污水處理廠廢水處理工藝如圖1所示。滿洲里市污水處理廠中水的生產(chǎn)工藝為:污水經(jīng)格柵過濾進(jìn)入集水池,集水池污水由提升泵提升至曝氣沉砂池,在曝氣沉砂池去除大部分泥沙及雜物;這些雜物經(jīng)壓榨機(jī)脫水后外運(yùn)填埋;曝氣沉砂池出水自流進(jìn)入綜合生化池,在綜合生化池的曝氣池內(nèi)生化反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池,沉淀池產(chǎn)生的污泥由污泥抽取系統(tǒng)送回綜合生化池的混合池,從而實(shí)現(xiàn)活性污泥回流;沉淀池出水經(jīng)穩(wěn)定塘進(jìn)一步處理后排入中水池中備用。所得中水要求達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該區(qū)域年氣溫很低,嚴(yán)寒時(shí)期較長(zhǎng),年平均溫度只有-1.3℃。值得注意的是城市污水中大部分BOD5是膠體或懸浮有機(jī)物,污水的溫度影響系數(shù)為1.015。但是當(dāng)工業(yè)廢水排入城市污水系統(tǒng)時(shí),溶解性有機(jī)物含量將提高,因而溫度影響系數(shù)必然增大,分散的懸浮固體隨曝氣池溫度降低而升高,二者相差可以達(dá)1倍以上,對(duì)污水水處理效果影響較大。因此,該工藝所得中水水質(zhì)波動(dòng)較大,目前還不能完全達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。滿洲里污水處理廠工藝升級(jí)改造前生產(chǎn)的中水與海拉爾中水的化驗(yàn)指標(biāo)如表1所示。從表1中數(shù)據(jù)可以看出,工藝升級(jí)改造前的滿洲里中水遠(yuǎn)沒有達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而海拉爾中水已達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1.2銅、鄉(xiāng)村礦石成分試驗(yàn)所用礦樣由中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)公司銅鉬礦提供。原礦的銅、鉬品位分別為0.51%、0.045%,銅、鉬氧化率分別為4%和14%。該礦石中的礦物組成較復(fù)雜,其中銅、鉬、硫元素等主要以獨(dú)立礦物存在。銅的獨(dú)立礦物較多,有黃銅礦、斑銅礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、砷黝銅礦;鉬的獨(dú)立礦物主要為輝鉬礦;硫的獨(dú)立礦物為黃鐵礦。脈石礦物主要為石英、白云母、長(zhǎng)石、伊利石、高嶺石等,石英是含量最高的脈石礦物。1.3浮選過程分析按照原有藥劑制度,分別選取未達(dá)一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的滿洲里中水、達(dá)標(biāo)的海拉爾中水、自來水以及經(jīng)過處理后達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的滿洲里中水進(jìn)行浮選試驗(yàn),通過對(duì)比分析混合浮選指標(biāo)和分離浮選指標(biāo),得出不同水質(zhì)對(duì)浮選過程的影響情況。2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1試驗(yàn)用水量的測(cè)量采用的混合浮選閉路試驗(yàn)流程為優(yōu)化后的試驗(yàn)流程和藥劑制度(試驗(yàn)選用自來水),如圖2所示。浮選藥劑中,Pj-053主要為黃銅礦的捕收劑。采用的銅鉬分離浮選試驗(yàn)流程為用自來水優(yōu)化后的試驗(yàn)流程和藥劑制度,如圖3所示。2.2滿洲里中水銅鰲分離閉路試驗(yàn)結(jié)果按照原藥劑制度,使用未達(dá)標(biāo)的滿洲里中水,分別進(jìn)行了銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)和銅鉬分離浮選閉路試驗(yàn),并與自來水浮選指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。滿洲里中水銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。從銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果可知,銅鉬混合浮選藥劑制度對(duì)未達(dá)標(biāo)的滿洲里中水具有一定的適應(yīng)性,銅的品位可達(dá)20%以上,銅的回收率達(dá)到83.71%。但銅鉬混合精礦中,無(wú)論是銅、鉬品位,還是銅、鉬回收率,均明顯低于使用自來水得到的混合浮選指標(biāo),因此,使用滿洲里中水得到的混合浮選指標(biāo)不理想。滿洲里中水銅鉬分離閉路試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。從銅鉬分離閉路試驗(yàn)結(jié)果可知,滿洲里中水浮選得到的鉬精礦品位僅為16.69%,并且鉬精礦中含銅2.68%,已超標(biāo);銅、鉬回收率均較低,鉬金屬大部分流失到銅精礦中。整體上來看,滿洲里中水銅鉬分離浮選指標(biāo)與自來水相差甚遠(yuǎn),銅鉬分離效果差。使用未達(dá)標(biāo)的滿洲里中水進(jìn)行浮選試驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)銅鉬混合浮選藥劑制度對(duì)于該水樣具有一定的適應(yīng)性。但是,在分離浮選時(shí),泡沫層為白色泡沫,泡沫不穩(wěn)定易碎,不能形成良好的礦化泡沫層,有用礦物不易上浮,特別是鉬礦物很難上浮,鉬礦物損失多,銅鉬分離困難。2.3海拉爾中水銅抗風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估按照原藥劑制度,使用海拉爾中水,分別進(jìn)行了銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)和銅鉬分離浮選閉路試驗(yàn),并與自來水浮選指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。海拉爾中水銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。通過海拉爾中水與自來水銅鉬混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知,對(duì)于銅的回收率,海拉爾中水比自來水高出2個(gè)百分點(diǎn);對(duì)于鉬回收率,自來水比海拉爾中水高4個(gè)百分點(diǎn);銅品位均可以達(dá)到38%。總體上來說,海拉爾中水銅鉬混合浮選指標(biāo)良好,與自來水混合浮選指標(biāo)基本相同。海拉爾中水銅鉬分離浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。從海拉爾中水銅鉬分離浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果可知,銅精礦無(wú)論是品位,還是回收率,指標(biāo)均良好;鉬精礦品位達(dá)到51.81%,鉬精礦中含銅0.29%,已達(dá)標(biāo),銅鉬分離試驗(yàn)成功。但是,鉬的回收率均較低,經(jīng)分析,這是由于原礦鉬的氧化率(14%)過高造成的。綜上所述,使用達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海拉爾中水得到的浮選指標(biāo)均高于使用未達(dá)標(biāo)的滿洲里中水得到的浮選指標(biāo),并且浮選指標(biāo)良好。3采用滿洲里回收水3.1臭氧氧化處理工藝cnb3.2單l5.采用臭氧氧化技術(shù)處理滿洲里中水。臭氧主要起兩個(gè)作用:一是臭氧是已知氧化能力僅次于氟的強(qiáng)氧化劑,它能將中水中的有機(jī)物(其含量可用CODCr表征)氧化分解成小分子物質(zhì),從而消除中水中有機(jī)物對(duì)浮選過程的負(fù)面影響;二是從工業(yè)衛(wèi)生安全的角度考慮,中水中糞大腸桿菌數(shù)量很高(≥24000個(gè)/L),如果長(zhǎng)期回用會(huì)使一些微生物(細(xì)菌、病毒)在選礦系統(tǒng)中累積、繁殖、滋生,最終會(huì)影響選礦系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行和工人的身心健康,而臭氧可對(duì)中水進(jìn)行有效消毒處理。臭氧氧化處理工藝如圖4所示。中水經(jīng)臭氧氧化后出水中CODCr≤60mg/L(達(dá)到中水一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)),糞大腸桿菌≤2000個(gè)/L。臭氧氧化處理工藝簡(jiǎn)單實(shí)用,出水指標(biāo)良好,整個(gè)工藝耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),對(duì)水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力;水處理工藝流程簡(jiǎn)單,投資小;操作管理方便,日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低;系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。3.2臭氧氧化預(yù)處理后浮選效果對(duì)臭氧氧化后的中水進(jìn)行浮選試驗(yàn),以檢驗(yàn)處理后的中水是否對(duì)浮選過程產(chǎn)生負(fù)面影響。試驗(yàn)結(jié)果如表6~7所示。從表6~7中數(shù)據(jù)可以看到,中水經(jīng)過臭氧氧化處理后用于浮選試驗(yàn)所得浮選指標(biāo)基本與自來水相當(dāng),完全可以作為新水補(bǔ)加到浮選流程中。因此,使用達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的中水完全可以回用于浮選流程中。4臭氧氧化+臭氧預(yù)處理1)海拉爾中水浮選試驗(yàn)表明,使用達(dá)到一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的中水完全可以回用到烏山銅鉬礦浮選流程中。2)使用未達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的滿洲里中水對(duì)浮選過程有害。而經(jīng)過臭氧氧化處理后的中水,其CODCr指標(biāo)達(dá)到中水一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)浮選過程影響微小,