油污泥选钼试验研究

任 艳，任 博

(1.金堆城钼业股份有限公司，陕西 西安 710077)(2.金堆城钼业集团有限公司，陕西 渭南 714100)

0 引 言

含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。油污泥含油率一般在 10%～50%，含水率在 40%～90%[1]。其中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质[1]。油污泥是“危险废物”，对环境危害极大，每年都要花费一定量治理费。陕西某石油化工产品公司研制的油污泥捕收剂作为辉钼矿浮选捕收剂可以“变废为宝”，价格是现在YC药剂价格2/3～1/2，且研制的油污泥捕收剂水溶性好，含油污泥中有一部分长链烃可增强捕收剂在辉钼矿表面的吸附能力等特点。为考察油污泥捕收剂替代YC药剂作为辉钼矿捕收剂的可行性，在某钼业公司进行了室内试验和工业试验研究。

1 辉钼矿结构特点及烃油吸附原理

辉钼矿晶体为六方晶系，属标准的六方层状，由2层硫原子和1层钼原子组成S-Mo-S的三重层构造，层与层之间，即相邻硫原子间是分子键。因此，辉钼矿被破碎时，易于沿层片间裂开，其表面是弱的分子键，矿物表面的极性及化学活性弱，对水分子吸引力弱，接触角在60°～90°之间，为非极性矿物，可浮性好。辉钼矿由于其层状结构，具有良好的天然可浮性，采用非极性的烃油作为捕收剂，依靠物理吸附作用进行浮选[2]。

烃油与辉钼矿之间吸附原理，可以从它们之间表面力的性质相似、表面能大小相近来解释。烃油表面张力仅含色散力，辉钼矿“面”为MoS2层间分子间断裂面，表面力为范德华力的残键，两者的表面力性质一致。烃油的表面能为3.0×12-2J/m2,而辉钼矿“面”上表面能为2.4×12-2J/m2，两者大小相近。根据吸附理论，烃油极易物理吸附在辉钼矿的表面，而高表面能、极性的水介质与辉钼矿“面”的性质迥异，难以吸附在该“面”上[3]。

烃油的色散力与其碳链长度成正比，即碳链越长，烃油对辉钼矿的吸附力越强，但烃油在矿浆中的弥散性能降低[4]。

2 油污泥选钼捕收剂

2.1 油污泥特点

含油污泥主要分为3部分：

(1)原油基油泥。为原油生产过程中产生的油泥，这部分油泥中，含有一定量的重烃即长链烃和不饱和烃，它对选钼是有利的。

(2)炼厂油泥。炼厂油泥，重烃含量和轻烃含量都比较高。这主要是炼油厂为了防止结蜡，常用柴油不定期冲洗所致。由于各炼油厂设备不同，工艺也有差别，因而轻烃和重烃的比例也不稳定。

(3)柴油基油泥。即柴油罐中沉淀的油泥。这一部分都是轻烃，链长和柴油相同。

油污泥捕收剂中原油基油泥占70%，炼厂油泥占27%，柴油基油泥占3%。

2.2 油污泥选钼捕收剂制备工艺

油污泥捕收剂生产过程：对原油基油泥、炼厂油泥、柴油基油泥进行化验，按捕收剂配方，将不同来源的油泥按比例加入搅拌池搅匀，经胶体磨磨细，粒度为-0.02 mm，进行二次化验，合格进行管线乳化机乳化，不合格返回搅拌池，重新配制。经乳化后，对烃含量、水含量、灰分进行产品质量检测，合格装桶，不合格返回搅拌池，再加轻烃，重新乳化。油污泥捕收剂制备工艺流程图见图1。

图1 油污泥捕收剂制备工艺流程图

3 试验研究

3.1 室内试验研究

试验矿样从选厂生产现场球磨给矿皮带上采集。室内试验采用与现场相同的工艺条件，磨矿细度为-0.074 mm占56.5%。对比试验所用的YC药剂为浮选车间所用。试验用油污泥添加了一种乳化剂使油泥亲水，这样不但利于药剂添加，而且还可以使油泥在矿浆中分散效果更好。此次试验时间为5月中下旬，试验用油污泥总烃含量为32%～33%，含水为47%～48%，轻烃含量(16烷烃左右)占50%以上。

3.1.1 定量试验

考虑到实际含烃油量应和YC药剂相同，故纯油泥用量初步定为300 g/t。试验工艺流程见图2，试验结果见表1。

图2 室内试验工艺流程

表1 YC药剂和油污泥捕收剂对比试验结果 %

表1试验结果表明：油污泥捕收剂和YC药剂作为选钼捕收剂粗选总回收率相近，YC药剂选钼回收率为92.82%，油污泥选钼回收率为92.91%。

3.1.2 不同用量试验

为了探索油污泥进一步提高技术指标的可能性，我们又进行了不同油污泥用量的试验。试验流程见图2，试验结果见表2。

表2 油污泥不同用量试验结果 %

由表2可见：YC药剂添加量为100g/t，粗选回收率为79.64%，油污泥添加量为150 g/t时,粗选回收率是69.94%；油污泥添加量为300g/t时，粗选回收率是78.69%；油污泥添加量450 g/t时，粗选回收率是78.53%；油污泥添加量减少，粗选回收率降低，增加油污泥用量，综合技术指标变化不大，故油污泥用量拟定为300 g/t(含烃量100 g/t)，为YC药剂添加量的3倍。

3.1.3 闭路试验

闭路试验工艺流程见图3，油污泥用量240 g/t，YC药剂用量80 g/t，起泡剂用量均为64 g/t。试验结果见表3。

图3 闭路试验工艺流程

由表3试验结果可见：油污泥选钼技术指标和YC药剂技术指标相当，油污泥捕收剂精矿品位低于YC药剂0.22%，油污泥捕收剂选钼回收率高于YC药剂0.28%，其小幅度波动是原矿累积有一定偏差所致。

表3 闭路试验结果

室内试验结果表明：油污泥可以替代YC药剂作为辉钼矿的浮选捕收剂，油污泥的用量为YC药剂的3倍时，使用油污泥作为辉钼矿捕收剂与YC药剂作为捕收剂所得粗精品位、回收率相近，个别指标略优。

3.2 工业试验研究

室内试验结果表明：油污泥捕收剂可以替代YC药剂，技术指标相当，但室内试验和工业生产差异较大，需工业试验进一步验证。

3.2.1 工业试验前准备工作

油污泥替代YC药剂工业试验于选矿车间浮选系统进行。为保证试验数据的准确性与可比性，试验前对选矿车间粗选段进行为期10天的流程考察，考察结果见表4。

3.2.2 工业试验研究

在流程考察基础上，于2013年7～8月份分别在1#、2#系统进行油污泥替代YC药剂作为浮选捕收剂工业试验研究，油污泥加药点与YC药剂相同，油污泥加药量根据室内试验结果添加量为YC药剂用量3倍。工业试验期间，依据原矿石钼品位变化及浮选现象，对捕收剂进行及时调整。同时为了考虑温度变化对油污泥捕收能力的影响，在10月下旬至11月初(地区温度在0 ℃以下)又进行了工业试验，工业试验结果见表4，产品含杂情况见表5。

表4 工业试验结果 %

表5 产品含杂情况

从表4、表5可以看出，1#、2#系统生产指标比较，夏季空白试验时1#系统比2#系统回收率高0.36百分点；1#系统添加油污泥，2#系统添加YC药剂，1#系统比2#系统回收率高0.78百分点；1#添加YC，2#添加油污泥，1#系统比2#系统回收率高0.07百分点；在冬季1#系统添加油污泥，2#系统添加YC药剂，1#系统比2#系统回收率低3.68百分点,1#系统使用油污泥回收率明显降低。在夏季温度高时油污泥作为选钼捕收剂对回收率和粗精品位、产品含杂影响不大，与YC药剂技术指标相当，个别指标略优；在冬季温度降低时油污泥作为选钼捕收剂回收率和粗精品位均降低，含杂略微升高，这是由于温度降低造成油污泥凝结，粘稠度增大，在搅拌槽中很难搅拌，加药管经常堵塞，影响加药量，对选矿指标造成一定影响。

4 结 论

(1)室内试验结果表明：油污泥对辉钼矿有很好的捕收能力，在粗选段油污泥和YC药剂选钼品位、回收率技术相当，含杂基本相同。说明了油污泥替代YC药剂的可能性。

(2)工业试验表明：温度对油污泥捕收剂有一定的影响，温度降低造成油污泥凝结，粘稠度增大，捕收能力降低，对选矿指标有一定影响。

(3)工业试验表明：温度在0 ℃以上油污泥作为选钼捕收剂与YC作为捕收剂时粗选回收率、粗精品位相当，所选粗精中铜、铅、碳等杂质含量相当；温度在0 ℃以下，温度越低油污泥作为捕收剂粗选回收率明显降低，粗精品位降低，所选粗精中铜、铅、碳等杂质含量略升高。

(4)油污泥属于固体废弃物，加工处理后作为选钼捕收剂，其环保及社会效益巨大。