含油污水陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑處理技術(shù)

選擇性絮凝,細(xì)粒鐵礦,絮凝劑,磁種隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)成品鐵礦石的需求量日益增加，可開(kāi)采利用的易選鐵礦石量逐漸減少，選礦處理的對(duì)象不僅日益貧化，而且有用礦物的嵌布粒度越來(lái)越微細(xì)。微細(xì)粒嵌布的弱磁性鐵礦在細(xì)磨過(guò)程中容易泥化，具有嚴(yán)重的泥覆蓋現(xiàn)象，傳統(tǒng)的重選、磁選、浮選工藝處理這類礦石，很難取得滿意的效果。從20世紀(jì)70年代至今，經(jīng)過(guò)幾十年的反復(fù)試驗(yàn)研究表明，處理細(xì)粒含泥鐵礦，選擇性絮凝及其聯(lián)合工藝是很有前途的分選工藝。選擇性絮凝主要包括3個(gè)過(guò)程：礦漿分散，即通過(guò)添加分散劑，防止具有相反符號(hào)電荷的礦粒發(fā)生凝結(jié)，使礦粒呈懸浮分散狀態(tài);選擇性絮凝，礦漿分散后通過(guò)添加高分子選擇性絮凝劑，利用選擇性絮凝劑與礦粒表面的橋聯(lián)作用，使目的礦物形成絮團(tuán)下沉，而非目的礦物仍呈懸浮狀態(tài);礦泥脫除，目的礦物形成絮團(tuán)下沉，懸浮的礦泥成為溢流脫除。
一、影響選擇性絮凝效果的因素
(一)絮凝劑對(duì)選擇性絮凝效果的影響
為使礦粒群處于懸浮分散狀態(tài)，采用具有一定強(qiáng)度的機(jī)械攪拌，以賦予礦粒一定的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能是實(shí)踐中常見(jiàn)的一種措施。然而，要使礦漿中的細(xì)粒礦泥處于充分的有效懸浮狀態(tài)而不發(fā)生聚結(jié)現(xiàn)象，實(shí)踐表明，加入一定量的分散劑乃是行之有效的基本措施。由于細(xì)粒赤鐵礦充分分散后，難以沉降，這時(shí)就需要加入選擇性絮凝劑對(duì)赤鐵礦實(shí)現(xiàn)絮凝，同時(shí)zui大程度保持其它組分充分分散。選擇性絮凝劑與普通絮凝劑不同的是，不僅要有絮凝性，同時(shí)必須要有選擇性，否則是不能從穩(wěn)定的懸浮液中分選某一礦物的，絮凝劑的選擇性是選擇性絮凝的關(guān)鍵。
長(zhǎng)沙礦冶研究院在對(duì)湖南某微細(xì)粒赤鐵礦進(jìn)行的pH調(diào)整劑NaOH與腐植酸銨、NaOH與分散劑水玻璃、NaOH與分散劑六偏磷酸鈉、NaOH與水玻璃及DTY的組合試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，DTY能有效地對(duì)赤鐵礦實(shí)現(xiàn)選擇性絮凝。固定NaOH和水玻璃用量。

磁種對(duì)送擇性絮凝效果的影響
在選擇性絮凝分選過(guò)程中加入磁種，通過(guò)某種物理或物理化學(xué)過(guò)程使磁種選擇性粘附到目的礦物上形成磁覆蓋，同時(shí)通過(guò)添加高分子選擇性絮凝劑，使目的礦物借助于磁絮凝與化學(xué)絮凝的協(xié)同作用，從而達(dá)到優(yōu)化提高選擇性絮凝分選效果的目的。有關(guān)研究表明，磁種團(tuán)聚-高分子絮凝聯(lián)合作用處理赤鐵礦，選擇性好，回收率高，且獲得的絮團(tuán)比單一磁種團(tuán)聚和僅用高分子絮凝所得的絮團(tuán)更為密實(shí)，為后序作業(yè)絮凝體與分散相之間相互分離提供了有利條件。
長(zhǎng)沙礦冶研究院在湖南某微細(xì)粒鐵礦選擇性絮凝試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，磁種比例的增加有利于選擇性絮凝中礦泥鐵含量的降低及沉砂鐵回收率的提高，但不利于沉砂鐵品位的提高。這主要是隨著磁種比例的增加，磁絮凝能力也隨之遞增，致使磁夾雜加重。因此，磁種添加比例應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)綜合考慮鐵回收率與鐵精礦品位來(lái)確定。
磁種對(duì)選擇性絮凝劑效果影響試驗(yàn)結(jié)果
-礦泥鐵損失率;-沉砂鐵品位;-礦泥產(chǎn)率;△-礦泥鐵含量
(三)礦漿溫度、濃度及外界磁場(chǎng)對(duì)選擇性絮凝效果的影響
長(zhǎng)沙礦冶研究院徐建本對(duì)祁東鐵礦的選擇性絮凝選礦試驗(yàn)，曾得出礦漿溫度對(duì)絮凝脫泥的沉降時(shí)間影響較大，要保持相同脫泥效果，需根據(jù)礦漿溫度調(diào)整沉降時(shí)間。例如，25℃時(shí)沉降時(shí)間為4min，10℃時(shí)則需6 min，才能保持相同的脫泥效果。礦漿濃度以30%較合適，過(guò)高過(guò)低將降低絮凝脫泥效果。脫泥前采用外界磁場(chǎng)能有效改善絮凝脫泥過(guò)程，不僅能使沉降時(shí)間由6min縮短至2min，而且在脫除礦泥產(chǎn)率相近時(shí)，能使礦泥鐵品位由12%降低至10.5%。
(四)沉降時(shí)間對(duì)選擇性絮凝效果的影響
添加分散劑后，呈懸浮狀態(tài)的礦漿，在沒(méi)有加入絮凝劑前，如果礦漿各組分粒級(jí)均勻，并且懸浮力與重力相平衡，則理論上是不會(huì)形成沉降的。這就需要通過(guò)添加高分子選擇性絮凝劑使目的礦物形成絮團(tuán)并打破這種力間的平衡，從而使目的礦物形成沉降。這時(shí)，目的礦物的沉降時(shí)間會(huì)對(duì)選擇性絮凝效果產(chǎn)生重要的影響。長(zhǎng)沙礦冶研究院在祁東鐵礦某礦段赤鐵礦選擇性絮凝試驗(yàn)研究中(圖3)發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)礦漿的沉降時(shí)間有利于降低礦泥的鐵含量，但不利于礦泥量的脫除，即不利于提高脫泥沉砂鐵品位。因此，沉降時(shí)間的確定，需要從鐵回收率與脫泥沉砂鐵品位來(lái)綜合考慮。
沉降時(shí)間對(duì)選擇性絮凝劑效果影響試驗(yàn)結(jié)果
-礦泥鐵損失率;-沉砂鐵品位;-礦泥產(chǎn)率;△-礦泥鐵含量
二、選擇性絮凝在細(xì)粒鐵礦選礦中的應(yīng)用
選擇性絮凝工藝經(jīng)過(guò)了幾十年的研究，已較成熟，并且在細(xì)粒鐵礦選礦中已有成功的工業(yè)實(shí)踐先例。隨著1974年建立的美國(guó)蒂爾登( Tilden)選礦廠用選擇性絮凝工藝處理難選氧化鐵燧巖的順行，鐵礦石選擇性絮凝的應(yīng)用研究，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都受到了普遍重視。
美國(guó)Tilden選礦廠處理原礦石為難選細(xì)粒嵌布的非磁性鐵燧巖，其主要鐵礦物為赤鐵礦和假象赤鐵礦;脈石礦物主要是石英、燧石和其他硅酸鹽礦物。鐵礦物平均嵌布粒度為10～25μm，原礦需磨至-25μm占85%，才能達(dá)到充分解離。該廠年處理原礦石1 000萬(wàn)t，原礦品位36%，可生產(chǎn)含鐵65%的球團(tuán)礦400萬(wàn)t，1979年擴(kuò)建到年處理原礦量2 100萬(wàn)t，年產(chǎn)810萬(wàn)t球團(tuán)礦的規(guī)模。該選礦廠用木薯淀粉作赤鐵礦的選擇性絮凝劑，選擇性絮凝處理后可從給礦中脫除15%～30%的礦泥，而鐵的損失只有5%。
加拿大杰爾頓鐵礦主要鐵礦物為赤鐵礦，其次為磁鐵礦。赤鐵礦的嵌布粒度為5～30μm,磁鐵礦較粗，嵌布粒度為20～200μm;脈石礦物主要為石英、硅酸鹽及氯化物。選礦廠流程為選擇性絮凝-脫泥工藝，采用兩段磨礦、4次選擇性絮凝-脫泥，用玉米淀粉作磁、赤鐵礦的選擇性絮凝劑，在半工業(yè)試驗(yàn)中，取得了精礦彥率34.10%，鐵品位65.00%，鐵回收率為74.60%的較好結(jié)果，而礦泥的鐵含量?jī)H為11.40%。
湖南祁東鐵礦屬沉積變質(zhì)礦床，為酸性硅質(zhì)微細(xì)粒嵌布難選貧鐵礦礦石，是我國(guó)微細(xì)粒復(fù)雜難選鐵礦的典型代表。其鐵礦物以赤鐵礦為主，其次是磁鐵礦及少量假象赤鐵礦;赤鐵礦的嵌布粒度大多在2～30μm;磁鐵礦粒度為10～300μm;脈石礦物以石英為主，其次是絹云母、綠泥石、長(zhǎng)石、陽(yáng)起石、透閃石、方解石、白云石和黝簾石。長(zhǎng)沙礦冶研究院從20世紀(jì)70年代至今，對(duì)該礦的選礦技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)多年的研究，2006年對(duì)祁東鐵礦進(jìn)行了多方案的試驗(yàn)研究對(duì)比，zui終采用選擇性絮凝脫泥-反浮選工藝順利完成了擴(kuò)大連選試驗(yàn)，并取得了精礦產(chǎn)率31. 91%，鐵品位64.16%，鐵回收率70. 67%的技術(shù)指標(biāo)。2007年建成了年處理原礦量30萬(wàn)t的工業(yè)試驗(yàn)廠，2008年工業(yè)調(diào)試穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段取得了精礦鐵品位63.02%，鐵回收率65.83%的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。
三、選擇性絮凝的發(fā)展方向
隨著我國(guó)細(xì)粒、微細(xì)粒鐵礦研究開(kāi)發(fā)工作的不斷深入，選擇性絮凝工藝及理論都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。在實(shí)踐應(yīng)用中，選擇性絮凝工藝也暴露出了一些問(wèn)題，需要選礦科技工作者們?nèi)ラ_(kāi)展更深層次的技術(shù)研究，以推動(dòng)該工藝在工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用中日臻完善。下一步應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行更深層次的研究。
(一)研發(fā)更高選擇性的絮凝劑，以降低選擇性絮凝過(guò)程中的包裹和磁夾帶。
(二)研制磁(脈沖)-重復(fù)合力場(chǎng)脫泥裝置，以解決礦泥的脫除量和鐵含量不能統(tǒng)一的難題。
(三)解決脫泥產(chǎn)出的高分散懸浮礦漿沉降澄清、回水循環(huán)利用、環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題。

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