1硫化矿尾矿库废水来源及性质
在硫化矿开采和选矿生产中,选矿工艺废水一部分澄清后回用于选矿生产,一部分随剩余矿浆进入尾矿库。尾矿库中沉淀后的溢流水称为尾矿库废水。
除有用矿物外,矿石中还含有少量的锰、锌、铁、铅、钛等金属和二氧化硅化合物。在选矿过程中加入黄药、2号油和六偏磷酸钠,使有用矿物与其他物质分离。选矿废水中含有溶解在选矿废水中的锰、锌、铁等金属和残留的选矿药剂。选矿废水呈中性(硫化矿呈酸性,黄药和六偏磷酸钠呈碱性),锌、铁等金属在中性条件下在尾矿库自然氧化沉淀。而锰在中性或弱碱性条件下难以沉淀,选矿药剂短时间内难以分解。因此,外排的尾矿库废水中主要污染物是溶解在水中的Mn等重金属离子和残留试剂形成的化学需氧量。
次氯酸钠的性能分析
次氯酸钠是淡黄色溶液,有氯的气味,不稳定,遇光易分解。次氯酸钠溶液是一种强氧化剂,其化学性质极不稳定,这是由ClO-的结构决定的。次氯酸根离子的价电子对呈四面体结构排列,sp3杂化轨道中氯原子与氧原子成键,酸根中有三个未成键的孤对。由于酸根离子的价电子对空与中心原子氯的大离子势(Z/r)之间构型的高度不对称性,次氯酸根是不稳定的,它具有很强的获得电子并将其转化为更稳定的Cl2分子或Cl-,即ClO的能力很强。
ClO-在酸性或碱性条件下参与反应,其电极电位如下:
HClO+H++e=1/2Cl2+H2O 1.63V (1)
HClO+H++2e=Cl-+H2O 1.49V (2)
ClO-+H2O+2e=Cl-+2OH- 0.89V (3)
从式(1)-(3)可以看出,ClO-在酸性和碱性环境中都具有强氧化性,也就是说,它遇到还原剂会发生还原反应而分解。
次氯酸钠的不稳定性主要表现在其没有还原剂时的分解反应。主要是在光、热、酸性环境或重金属离子存在下,自发发生分解反应。主要反应方程式如式(4)-(7)所示。
2 naclo = 2 NaCl+O2(4)3 naclo = 2 NaCl+naclo 3(5)
2氯化氢= 2氯化氢+氧气(6)氯化氢+氯化氢= H2O+氯气(7)
因为次氯酸钠大多是用氢氧化钠溶液吸收氯气制备的,所以在强碱环境下,次氯酸钠不仅水解程度小,而且稳定性好。
次氯酸钠碱性氧化法
3.1次氯酸钠碱性氧化工艺
次氯酸钠碱性氧化法是在水处理过程中用石灰将pH值控制在10左右,利用次氯酸钠氧化水中的重金属和难降解有机物,生成沉淀,去除废水中污染物的方法。详情见图1:
3.2次氯酸钠碱性氧化法简介
向中和反应池中加入石灰至pH值呈强碱性,可有效去除重金属Mn等金属离子。在氧化池中加入一定量的次氯酸钠,利用其强氧化性,氧化水中难降解的重金属和难降解的有机物,并释放出一些酸性物质来中和氢氧根离子,从而使废水的pH值降低到6-9。使排放的废水达到《广东省水污染物排放限值标准》第二时段一级标准。
4次氯酸钠碱性氧化法的主要优点
1.次氯酸钠碱性氧化工艺简单,操作简便。
2.处理剂种类少,来源广。
3.工艺参数控制稳定,出水水质良好。
5.次氯酸钠碱性氧化法在废水处理中的应用效果
2014年12月,该方法用于处理广东广业云硫矿业尾矿库废水。加入石灰乳调节pH至9.7-10.00,充分反应,加入2kg/m次氯酸钠?,反应14分钟,加入PAM,搅拌,沉淀。处理后的水pH降低到6.5-8.6,重金属Mn基本去除,COD可控制在65mg/L以下,达到《广东省水污染物排放限值标准》第二时段一级标准的要求。