CaO-PAM在鲕状赤铁矿浮选废水处理中的混凝作用

张汉泉, 姬志杰, 闵程, 余洪. CaO-PAM在鲕状赤铁矿浮选废水处理中的混凝作用[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.011
引用本文: 张汉泉, 姬志杰, 闵程, 余洪. CaO-PAM在鲕状赤铁矿浮选废水处理中的混凝作用[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.011
ZHANG Hanquan, JI Zhijie, MIN Cheng, YU Hong. Flocculation of CaO-PAM in Flotation Wastewater Treatment of Oolitic Hematite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.011
Citation: ZHANG Hanquan, JI Zhijie, MIN Cheng, YU Hong. Flocculation of CaO-PAM in Flotation Wastewater Treatment of Oolitic Hematite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 73-78. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.011

CaO-PAM在鲕状赤铁矿浮选废水处理中的混凝作用

详细信息
    作者简介: 张汉泉(1971-), 男, 汉, 湖北黄冈人, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事矿物加工、资源综合利用研究。E-mail: springt@139.com
    通讯作者: 余洪(1986-), 男, 博士, 副教授, 主要从事化学选矿研究
  • 中图分类号: TD926.4+1

Flocculation of CaO-PAM in Flotation Wastewater Treatment of Oolitic Hematite

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    Corresponding author: YU Hong
  • 鄂西高磷鲕状赤铁矿采用细磨-反浮选工艺可有效提铁降杂,实现铁的回收利用。但该工艺产生的废水浊度高,成分复杂,浮选废水回用困难。本研究对该反浮选废水进行了研究,发现废水pH值为9.6,散射浊度为95 780 NTU,悬浮物浓度为1 272 mg/L。采用氧化钙(CaO)与聚丙烯酰胺(PAM)联用混凝沉淀法处理该废水,用量分别为350 mg/L和20 mg/L时,搅拌速率80 r/min搅拌10 min,处理后废水浊度降至19.9 NTU,出水率为80%~90%。通过Zeta电位和扫描电镜研究发现,CaO-PAM的加入,降低了悬浮微细粒间的静电斥力,发生了双电层吸附,通过架桥作用使微细粒发生了絮凝沉淀,从而降低了废水浊度及金属离子含量,满足了废水循环使用的要求,降低了废水外排造成的资源浪费和环境污染危害。

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  • 图 1  脱泥—反浮选闭路数质量流程图

    Figure 1. 

    图 2  废水中悬浮物颗粒粒径分析结果

    Figure 2. 

    图 3  Zeta电位随pH值变化曲线

    Figure 3. 

    图 4  混凝剂用量对浊度的影响

    Figure 4. 

    图 5  混凝剂用量对出水率的影响

    Figure 5. 

    图 6  Zeta电位随pH值变化曲线

    Figure 6. 

    图 7  加CaO处理后的絮体

    Figure 7. 

    图 8  加CaO-PAM处理后的絮体

    Figure 8. 

    表 1  鄂西高磷赤铁矿化学多元素成分分析结果

    Table 1.  Mulit-element analysis of western Hubei high phosphorus oolitic hematite /%

    组分 TFe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO P
    含量 47.71 4.30 10.96 5.98 5.52 0.94 0.93
    组分 Na2O K2O S Ig TFe/FeO 碱性系数
    含量 0.77 0.34 0.03 3.42 11.10 0.41
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    表 2  反浮选废水水质

    Table 2.  Quality analysis results of reverse flotation wastewater

    水质指标 外观 悬浮物/(mg·L-1) 浊度NTU 总磷/(mg·L-1) CODcr/(mg·L-1) 电导率/(us·cm-1) pH
    浮选废水 红色浑浊 1 272 95 780 10.02 2 380 465 9.6
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    表 3  处理废水正交试验分析表

    Table 3.  Orthogonal test analysis table of wastewater treatment

    因素试验 1氧化钙用量/(mg·L-1) 2聚丙烯酰胺用量/(mg·L-1) 3搅拌时间/min 4搅拌速度/(r·min-1) 出水浊度/NTU
    1 250 40 13 80 110.2
    2 250 30 10 150 123.8
    3 250 20 7 300 228.0
    4 300 40 10 300 76.6
    5 300 30 7 80 84.2
    6 300 20 13 150 22.4
    7 350 40 7 150 35.1
    8 350 30 13 300 64.0
    9 350 20 10 80 19.9
    K1 154.00 73.97 65.53 71.43
    K2 61.07 90.67 73.43 60.43
    K3 39.67 90.10 115.77 122.87
    R 114.33 16.70 50.24 52.44
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    表 4  不同水质物化常数指标对比结果

    Table 4.  Comparison results of different physicochemical constant water quality index

    水质水样 外观 悬浮物/(mg·L-1) 浊度/NTU 全磷/(mg·L-1) CODcr/(mg·L-1) pH值 电导率/(μS·cm-1)*
    原废水 红色浑浊 1 272 95 780 10.02 2 380 9.6 465
    处理后废水 无色澄清 38.3 19.9 0.32 59 12.5 1 104
    自来水 无色澄清 未检出 0.33 未检出 未检出 7.8 150
    回水要求 - < 100 < 1 <0.5 <200 6~9 -
    西门子:1 S=1 s3·A2/(kg·m2)。
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    表 5  废水中部分金属含量分析

    Table 5.  Analysis of the metal content in the waste water

    离子 Ca2+ Mg2+ Al3+ Fe2+/Fe3+
    处理前废水/(mg·L-1) 101.94 41.76 48.54 75.45
    处理后废水/(mg·L-1) 58.34 1.45 8.83 24.55
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出版历程
收稿日期:  2021-01-14
刊出日期:  2021-02-25

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