堿性氧化法處理礦山尾礦庫(kù)廢水技術(shù)研究

賈同福

摘要：探索次氯酸鈉在堿性條件下的強(qiáng)氧化性處理尾礦庫(kù)廢水中的COD、Mn、Zn等污染物，考察了次氯酸鈉和石灰不同投加順序，次氯酸鈉在不同pH、投加量、附加藥劑、反應(yīng)時(shí)間等條件下對(duì)廢水中COD、Mn、Zn等污染物的去除效果及其有效降低pH值的現(xiàn)象研究

關(guān)鍵詞：硫化礦選礦廢水；次氯酸鈉；堿性氧化

中圖分類號(hào)：X50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

1硫化礦山尾礦庫(kù)廢水來(lái)源及性質(zhì)

硫化礦山采選礦生產(chǎn)中選礦工藝廢水一部分澄清回用于選礦生產(chǎn)，一部分隨選礦剩余礦漿進(jìn)入尾礦庫(kù)，經(jīng)尾礦庫(kù)沉淀后溢流水稱為尾礦庫(kù)廢水。

礦石中除有用礦物外含有少量Mn、Zn、Fe及微量Pb、TI等金屬和SiO2等化合物，選礦過(guò)程中添加黃藥、二號(hào)油和六偏磷酸鈉等有機(jī)物分選有用礦物與其它物質(zhì)，選礦廢水中含有溶解于選礦廢水中的Mn、Zn、Fe等金屬及殘留的選礦藥劑。選礦廢水呈中性（硫化礦呈酸性，黃藥和六偏磷酸鈉呈堿性），Zn、Fe等金屬在中性條件下在尾礦庫(kù)中自然氧化沉淀，但是Mn在中性或弱堿性條件下較難生成沉淀，選礦藥劑在短時(shí)間內(nèi)也很難分解，所以外排尾礦庫(kù)廢水中主要污染物為溶解于水中的Mn等重金屬離子及殘留藥劑形成的化學(xué)需氧量。

2次氯酸鈉性質(zhì)分析

次氯酸鈉是微黃色溶液，有氯氣味道，不穩(wěn)定，見光易分解。次氯酸鈉溶液是強(qiáng)氧化劑，化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，這是由ClO-的結(jié)構(gòu)決定的。次氯酸根離子的價(jià)層電子對(duì)排布方式為四面體結(jié)構(gòu)，氯原子以sp3雜化軌道和氧原子成鍵，酸根中存在著3個(gè)未成鍵的孤對(duì)電子。由于酸根離子價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型的高度不對(duì)稱性和中心原子氯有較大的離子勢(shì)（Z/r），導(dǎo)致次氯酸鹽不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的獲得電子轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的Cl2分子或Cl-的能力，即表現(xiàn)為ClO-具有較強(qiáng)的氧化能力。

ClO-在酸性或堿性條件下參加的反應(yīng)及其電極電位如下：

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）

從式（1）-（3）可知，無(wú)論是在酸性環(huán)境中，還是在堿性環(huán)境中，ClO-都具有很強(qiáng)的氧化性，也就是說(shuō)遇到還原劑時(shí)會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)而分解。

次氯酸鈉的不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在沒(méi)有還原劑存在時(shí)，自身發(fā)生分解反應(yīng)。主要是在光照、加熱、酸性環(huán)境或重金屬離子存在下，自發(fā)發(fā)生分解反應(yīng)，主要反應(yīng)方程式見式（4）-（7）

2NaClO=2NaCl+O2 （4） 3NaClO=2NaCl+NaClO3 （5）

2HClO=2HCl+O2 （6） HClO+HCl=H2O+Cl2 （7）

由于次氯酸鈉大多是采用氫氧化鈉溶液吸收氯氣的方法進(jìn)行制備，在強(qiáng)堿環(huán)境下，次氯酸鈉不僅水解程度較小，而且穩(wěn)定性較好。

3次氯酸鈉堿性氧化法

3.1次氯酸鈉堿性氧化法工藝

次氯酸鈉堿性氧化法就是在水處理過(guò)程中用石灰控制pH值為10左右，用次氯酸鈉氧化水中重金屬及難分解有機(jī)物，生成沉淀，去除廢水中污染物的方法。具體工藝見圖1：

3.2次氯酸鈉堿性氧化法簡(jiǎn)述

中和反應(yīng)池投加石灰至pH值至較強(qiáng)堿性，可有效去除重金屬M(fèi)n等金屬離子，在氧化池投加一定量的次氯酸鈉，利用其強(qiáng)氧化性氧化水中難氧化重金屬及難降解有機(jī)物，并釋放部分酸性物質(zhì)中和氫氧根離子，降低廢水的pH值至6-9區(qū)間。使排放廢水達(dá)到《廣東省水污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)》第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 次氯酸鈉堿性氧化法主要優(yōu)點(diǎn)

1.次氯酸鈉堿性氧化法處理工藝流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單。

2.處理藥劑種類少、來(lái)源廣。

3.工藝參數(shù)控制穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好。

五、次氯酸鈉堿性氧化法在廢水處理中的應(yīng)用效果

2014年12月，利用該方法處理廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)尾礦庫(kù)廢水。先添加石灰乳調(diào)pH至9.7-10.00，充分反應(yīng)，投加次氯酸鈉2kg/m?，反應(yīng)14min，投加PAM攪拌，沉淀。處理水pH降至6.5-8.6，重金屬M(fèi)n基本全部去除，COD可控制到65mg/L以下，處理水達(dá)到《廣東省水污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)》第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。具體應(yīng)用數(shù)據(jù)見表1：

參考文獻(xiàn)

1. 田靜，孫水裕等，次氯酸鈉處理某鉛鋅礦尾礦庫(kù)外排水的試驗(yàn)研究。環(huán)境污染與防治，2013年10月，第10期，第35卷。

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3.王鳳艷，徐秀梅，礦山采選工程尾礦庫(kù)選礦廢水的水質(zhì)特性分析。北方環(huán)境，2001第3期。