摘 要 ：探讨了选矿流程中添加的主要选矿药剂 : 黄药、MOS-2、起泡剂与选矿废水 COD 之间的关系。通过理论计算和试验验证，结果表明这三种选矿药剂对废水中 COD 的贡献分别为 77.26%，14.10%，8.64%。掌握影响废水 COD 的因素，有助于针对性的减少使用增加废水中 COD 含量的选矿药剂，从而从源头控制，减少污染物排放，促进清洁生产。关键词 ：黄药，MOS-2，起泡剂，COD，关联性，减排中
Preliminary Study on the Correlation between COD of Beneficiation Wastewater and Reagents GUO Sheng-xiang, LIU Liu, DAI Xun (Chengmenshan Copper Mine, Jiangxi Copper Corporation, Jiujiang 332100, Jiangxi, China) Abstract: The relationship between xanthate, MOS-2, foamer and COD in mineral processing wastewater was discussed. Through theorAbstract: The relationship between xanthate, MOS-2, foamer and COD in mineral processing wastewater was discussed. Through theoretical calculation and test verification, the results show that the contribution of the three beneficiation agents to COD in wastewater is 77.26%, 14.10%, 8.64% respectively. Mastering the factors that affect the COD of wastewater is helpful to reduce using beneficiation agents that cause the high COD concentration, then reduce the total amount of pollutant discharge. Keywords: xanthate;MOS-2;foamer;COD, correlation;emission reduction
1 引言城门山铜矿主要产品为铜、硫精矿，选矿工艺由原来的铜硫混选改为优先选铜，伴随着工艺的改变，硫精矿的回收率大幅提高，同时选矿废水的 COD 也大幅度上升，探明选矿工艺添加药剂与 COD 之间的关系能够为污水处理提供意见，也能够优化工艺，从源头上减少药剂使用，从而减少污染排放[1]。化学需氧量 COD(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水中能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量[2]。各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等对 COD 有贡献，但主要的是有机物等[3]。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。城门山铜矿选矿添加的药剂主要有黄药、MOS-2、起泡剂、石灰等，其中主要对 COD 产生贡献的为黄药[4]、MOS-2、起泡剂[5]三种药剂。 2 试验过程用电子天平分别称取黄药、MOS-2、起泡剂三种药剂各约 50mg，溶于 3 个装有 1L 纯净水的样瓶中。用玻璃棒搅匀，然后测定三份样品的 COD 值，如表 1 所示。表1 添加不同选矿药剂的废水COD值和贡献比药剂名称 称重重量 /mg 测定溶液 COD 值 /(mg/L)贡献比 /(COD/mg 试剂)黄药 50.4 73.67 1.462 MOS-2 54.7 68.31 1.249 起泡剂 54.5 66.01 1.211 收稿日期 ：2018-06-12 作者简介 ：郭胜祥(1982-)，男，湖北武穴人，本科，工程师，主要从事环境监测和矿石分析管理工作。E-mail:[email protected] 万方数据 Total 153 总第 153 期 108 3 试验原理及理论计算(1)丁基黄药理论氧化反应。 4C5H9OS2+39O2 =20CO2+18H2O + 8SO3 理论计算得到 1.814g(O2)/g C5H9OS2Na，每克黄药完全氧化需要消耗 1.814g 氧气。(2)起泡剂(主要成分为松醇油，俗称二号浮选油，其主要成分萜烯醇)理论完全氧化反应。 C10H17OH+ 14O2 = 10CO2 + 9H2O 理论计算得到 2.909g(O2)/gC10H17OH，及每克黄药完全氧化需要消耗 2.909g 氧气。(3)MOS-2 没有公开化学式无法通过理论耗氧量统计 2017 年选厂添加药剂及每天尾矿含水量(忽略矿石中带走少量的药剂 )，如表 2 显示。表2 废水中三种药剂添加量和COD值主要有机物试剂 黄药 MOS-2 起泡剂添加量 1401kg/d 300kg/d 189kg/d 尾矿含水量 16176m3 16176m3 16176m3 尾矿水中药剂浓度 86.6mg/L 18.5mg/L 11.7mg/L 理论 COD 值 157.1mg/L ---- 34mg/L 按 照 理 论 推 算 选 矿 废 水 COD 值 ：157.1mg/ L+34mg/L=191.1mg/L 按照试验贡献比值来推算选矿 COD 值 ： 86.6mg/L×1.462+18.5mg/L×1.249+11.7mg/ L×1.211=163.88mg/L 理论计算与实际实验计算的最终差异表明实际氧化程度与理论完全氧化有差异。按照试验结果来计算三种试剂对选矿废水 COD 的贡献值 ：黄药对最终选矿废水 COD 贡献值 =86.6×1.462/163.88=77.26% ; MOS-2 对最终选矿废水 COD 贡献值 =18.5×1.249/163.88=14.1% ;起泡剂对最终选矿废水 COD 贡献值 =11.7×1.211/163.88=8.64%。
统计 2017 年选矿废水 COD 日平均值为 200mg/L，与 试 验 计 算 出 来 163.88mg/L 两 者 相 差 36.12mg/L。误差可能有几个方面 ：选矿用水本底 COD 值(主要用水为尾矿库回水，COD 平均监测结果为 30mg/L)，其它还原性物质、分析误差等。 4 减少选矿工艺中黄药添加量试验根据三种药剂对选矿废水的 COD 值的贡献，选矿厂对现场黄药添加量进行了减半试验，具体的结果见表 3。表3 黄药添加量与选矿废水COD、选硫回收率对比表实验前黄药用量 /(mg/L)选矿废水 COD 监测值 /(mg/L)统计实验前硫回收率平均值实验黄药用量 /(mg/L)选矿废水 COD 值 /(mg/L)统计实验后硫回收率平均值 86.6 200 65.45% 43.3 140 65.52% 按照表 3 ：减少的黄药浓度 43.3mg/L 会带来选矿废水 COD 值下降 63.3mg/L，实验前 200mg/L，试验后选矿废水 COD 值推算为 136.7mg/L，实际监测平均值为 140mg/L ;两者数据基本吻合。试验前后也统计了一周的选硫回收率，从数字来看选硫回收率基本持平，也印证了黄药用量减半未对选硫回收率造成影响。 5 结论通过理论计算和试验验证，可得出以下结论 : 城门山铜矿选矿废水中的 COD 主要来源于黄药、 MOS-2、起泡剂，三者的贡献为 77.26%，14.10%， 8.64%[6]。2017 年年底，城门山铜矿降低了工艺流程中黄药的用量，在添加黄药时用量减半，根据检测结果显示选矿废水 COD 值由原来的 200mg/L 降低至 120~150mg/L，同时流程指标(主要硫精矿指标)未受到影响。本试验研究探明了构成 COD 的有机物，有助于有针对性的降低 COD，减少污染物产生量，为后续废水处理，减少污染排放总量奠定基础，具有一定的环保效益。参考文献：[1]谢武明 , 刘敬勇 . 选矿药剂对矿区水体 COD 的影响研究 [J]. 安徽农学通报 , 2009(16):73-75. [2]国家环境保护总局 , 水和废水监测分析方法编委会编著 . 水和废水监测分析方法 [M]. 北京 : 中国环境科学出版社 , 2002. [3]米丽平 , 孙春宝 , 周峰 , 等 . 某铜铅锌硫化矿浮选废水特性研究 [J]. 金属矿山 , 2010(5):161-164. [4]万静生 . 高浓度黄药生产废水处理的研究 [D]. 北京科技大学 , 2009. [5]罗开贤 , 方振鹏 , 刘强 , 等 . 两种不同链状起泡剂对铅锌硫矿物浮选效果试验研究 [J]. 冶金丛刊 , 2016(3):31-36. [6]郑伦 , 孙伟 . 某铅锌矿选矿废水成分及其与 COD 关系探讨 [J]. 矿冶工程 , 2014(4):43-46. 万方数据
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