选矿废水COD与选矿药剂的关联性初探试验

郭胜祥，刘 柳，戴 汛

（江西铜业集团公司 城门山铜矿，江西 九江 332100）

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

3 试验原理及理论计算

（1）丁基黄药理论氧化反应。

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。

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

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

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。