复配改性絮凝剂的制备及其处理尾砂选冶废水应用研究
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0.40mg/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50μg/L，As含量低于50μg/L，Zn含量低于40μg/L，Pb含量低于40μg/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。
选矿工业;尾砂选冶废水;复配改性絮凝剂;制备工艺
湘潭大学
硕士
环境科学与工程
戴友芝;成应向
2014
中文
X703.5;X751
78
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）