做我们选矿这方面的朋友都清楚,尾矿是矿山开采出的矿石经磨细、选出有价值的精矿后产生的细砂一样的固体废物,多为含硫、铁、铝等氧化物的硅酸盐矿物。一般呈细粉状,是工业固体废弃物的主要组成部分,尾矿大量堆积,不仅侵占了大量的土地(包括耕地),还造成了粉尘污染。据统计,2000年以后,我国矿山每年尾矿产生量达到6亿t以上,按此计算,现有尾矿的总堆存量在80亿t左右。目前,对尾矿的处理主要还是建造尾矿库堆存、再选回收有用金属、制砖生产建筑材料和井下填充等。
而在选矿的同时,又会产生大量的选矿废水,其中含有大量的浮选药剂,主要有苯胺黑药、黄药、乙硫氮等捕收剂、起泡剂、各种有机和无机的活化剂、抑制剂、分散剂等。同时,还含有部分金属离子、悬浮物、有机和无机药剂的分解物质等,形成含有大量有害物质的、高COD值的选矿废水。该研究把矿山尾矿综合利用和治理矿山环境污染结合起来,不仅可获得良好的经济效益,还可产生巨大的社会效益,从而达到“以废治废”的目的。陶粒制备完成后,对陶粒的物料指标进行测定。根据对在最佳实验条件下制成的陶粒进行分析,根据制成陶粒后其化学成分与尾矿化学成分的分析对比,主要的化学成分没有多大变化,但其烧失量从18.39%降低到0.09%,表明原尾矿表明吸附了大量有机药剂,通过高温焙烧制备陶粒,可分解掉其附着有机药剂,通过高温焙烧制备陶粒,可分解掉其附着的大部分有机药剂,从而是陶粒更趋于化学稳定。
该试验将从全尾矿的投加量、陶粒的焙烧温度、吸附的时间、PH以及添加粘结剂的种类等因素来研究陶粒对选矿废水处理效果来进行研究。根据需要,调节不同的实验条件,取2g陶粒分别置于100ml选矿废水中和蒸馏水的锥形瓶中,放入恒温水浴震荡器中震荡,静置取其上清液测COD值,计算陶粒对选矿废水中COD的去除率以及其吸附容量。
由于尾矿本身具备有利于吸附功能的层状硅酸盐结构,对废水有一定的物料吸附作用,其中根据尾矿化学成分分析,选矿废水中黄药等有机浮选药剂能与之结合,从而达到去除有机药剂的目的。要确定全尾矿对矿山废水的吸附效果,就要确定尾矿量和废水的比例,即全尾矿的最佳投加量。从实验结果中我们可以看出,随尾矿投加量的增加,单位尾矿吸附COD的量越来越少,既吸附容量越来越小,COD去除率却越来越大。尾矿吸附有机物有一定的饱和吸附容量,在存在一定量有机物的条件下,当尾矿投加量少时,尾矿和废水中的有机物充分接触,尾矿很容易达到吸附饱和;当尾矿投加量增大时,尾矿之间存在竞争吸附,尾矿不容易达到饱和吸附,但随着尾矿投加量的增大,尾矿去除废水中有机物的量增多,因而随着尾矿投加量的增大,尾矿吸附容量逐渐减小,COD去除率逐渐增大。为了确定一个尾矿的最佳投入量,即两线的交点,使去除率和吸附容量都达到最佳条件。
在选矿过程中,尾矿与浮选药剂充分接触,尾矿表明吸附大量选矿药剂,在作为废水吸附材料时,本身可能会释放出选矿药剂,造成废水中COD升高,而有机浮选药剂在高温下会氧化分解,高温焙烧可以去除尾矿表面吸附的有机浮选药剂;同时由于尾矿本身粒径细小,直接作为吸附材料,会随水流走,造成与固液分离困难,还会产生大量污泥,从而造成二次污染。为了克服以上的缺点,可将尾矿在高温下配送以制备水处理陶粒,然后用于选矿废水的处理实验研究中。
通过我们的相关实验可以得出,陶粒的最佳制备条件为:焙烧温度为800℃,取水玻璃+木质素(各2.5g)/30g尾矿,焙烧时间为2h,制成的水处理陶粒,在强度上不易被水流冲刷脱落,且其吸附容量达到了22.84mg/g。我们在利用铅锌尾矿制备的水处理陶粒对选矿废水COD的去除有较明显的效果,最佳吸附条件为:陶粒的投加量在2g/100ml,吸附时间为30min,吸附温度为常温,ph为8的时候,其对选矿废水的COD去除率达到了88.22%。对比尾矿制成陶粒前后的化学成分分析,主要改变集中在烧失量上,同时孔隙率由47.92%提高到67.66%,这也为尾矿制成陶粒,增加其对选矿废水中COD的吸附效果提供了理论支持。
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