硫化沉淀法处理矿山酸性废水研究_黄万抚

硫化沉淀法处理矿山酸性废水研究黄万抚1,2王淑君1(1.南方冶金学院环境与建筑工程学院,赣州341000;2.福建紫金矿业股份有限公司博士后科研工作站,上杭364200)摘要对沉淀浮选机理进行了分析,讨论了选择性沉淀-浮选技术,论述了硫化沉淀浮选法不仅能处理矿山含重金属离子废水,同时还能回收其中的有用金属。关键词矿山废水重金属离子沉淀浮选硫化沉淀浮选ResearchontreatmentofminewastewaterusingsulfideprecipitationfloatationHuangWanfu1,2WangShujun1(1.FacultyofEnvironmental&ArchitecturalEngineering,SouthInstituteofMetallurgy,Ganzhou341000;2.PostdoctoralScientificResearchWorkstation,FujianZijinMiningLtd.,Shanghang364200)AbstractThispaperanalyzedthemechanismofprecipitationfloatation,discussedthetechnologyofselectiveprecipitationfloatation,themethodofsulfideprecipitationfloatationcantreatwastewatercontainingheavymetalionandreclaimvaluablemetals.Keywordsminewastewater;heavymetalion;precipitationfloatation;sulfideprecipitationfloatation资助项目:福建省青年科技人才创新项目(2002J025)收稿日期:2003-05-31;修订日期:2003-06-30作者简介:黄万抚(1962～),教授,博士,主要从事矿山废水及有用成分回收利用的研究工作。E-mail:sim2008@sina.com1前言矿山开采增加了地球化学过程的强度,剧烈改变着矿体周围的地球化学特征,使进入排水网的金属数量快速增加,矿产地自身发生了“地球化学爆炸”[1]。所谓“地球化学爆炸”即:金属矿山在开采过程中会产生大量的尾矿石、剥离废矿石,这些矿石绝大部分堆存于地表,在氧化硫铁杆菌、氧化铁铁杆菌和其他铁细菌的催化作用下,其中的硫和金属被氧化,经过雨水冲刷,形成含各种重金属离子的矿山废水。除了开采过程中产生的矿坑水和井下废水,开采完毕的矿山排出的废水也为酸性废水。这些废水的特点是pH呈酸性,并含有大量的金属离子,通常被排入附近的河流、湖泊等水体,导致水体的pH值发生变化,抑制或阻止细菌及微生物的生长,妨碍水体的自净。酸性水还与水体中的矿物质相互作用生成某些盐类,对淡水生物产生不良影响,甚至威胁动植物的生命[2]。天然水体长期受酸性废水污染,会使水质逐渐酸化,给生态环境造成难以恢复的破坏,因此必须对矿山酸性废水进行处理[3]。2沉淀浮选的基本原理沉淀浮选是20世纪60年代提出并应用于金属离子的提取和富集,最近几十年已用于废水治理的一种新技术[4]。它通过对废水中金属离子进行沉淀或选择性沉淀,再加入高分子捕收剂,然后向废水中通入大量密集微细气泡,使其与沉淀物相互粘附,形成整体比重小于水的浮体,在浮力作用下沉淀物上浮至水面,实现固液分离[5]。沉淀浮选法的优点是可加快固液分离速度,附着了沉淀物的气泡上浮速度是沉淀物下沉速度的3～5倍;占地面积小,仅为化学沉淀法的0.125～0.25;处理后出水水质好,不仅浊度或SS低,含溶氧高,对去除废水中选矿药剂及嗅味等具有明显效果;排出的浮泥含水率远低于沉淀法排出的泥浆,一般污泥体积比为0.1～0.5,这给污泥的进一步处理和处置带来了极大的方便,同时还节省了费用。此外,采用选择性沉淀浮选技术,第5卷第8期环境污染治理技术与设备Vol.5,No.82004年8月TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlAug.2004还可回收利用废水中的有用成分,变废为宝,实现废水处理的综合利用。根据所使用的沉淀剂的不同,沉淀浮选法又包括硫化沉淀浮选法和中和沉淀浮选法。3硫化沉淀浮选硫化沉淀浮选法是利用硫化剂将水溶液中的重金属离子转化为不溶或难溶的硫化物沉淀,然后加入表面活性剂使沉淀物上浮的方法。常用的硫化剂有:Na2S、NaHS、H2S、CaS和FeS等[7]。向井滋[8]研究共沉淀浮选法除Cd2+、Hg2+均需二次沉淀浮选,而采用Na2S硫化沉淀浮选只需一次就能取得很好的结果[9]。邹莲花等人[10]采用硫化沉淀浮选回收