生物絮凝剂在首云铁矿尾矿浓缩中的应用

[摘要]研究了生物絮凝剂与聚丙烯酰胺在铁矿尾矿浓缩中的优劣。生物絮凝剂相对于聚丙烯酰胺，可以有效解决聚丙烯酰胺存在的添加量大、残留较多、处理效率低、回用水质量差等问题，提高了生产效率，同时可以节约生产成本，减少尾矿排放量，减少环境污染。

[关键词]生物絮凝剂 尾矿 浓缩

[中图分类号] O741+.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-287-2

1前言

长期以来， 尾矿输送浓度低， 不仅消耗大量的电力能源， 且回水量少， 制约选矿厂经济效益的提高， 与此同时选矿用水量也随着产量的增加而日益增多， 相应污水排放量也加大， 而且也不利于环境的保护[1]。

在众多水处理技术中，絮凝法[2]既是最古老的水质净化方法，又是当今众多水处理工艺技术中应用最广泛、最普遍的工艺技术，而絮凝剂的选择是该方法中的关键因素[3]。目前市场上广泛使用的絮凝剂在使用中基本都存在残留量大，二次污染较严重的问题。为了提高絮凝效果，提高废水处理的效率，同时减少工业生产中残留絮凝剂对环境的污染，研制新型高效絮凝剂的任务迫在眉睫[4]。生物絮凝剂作为一类新型絮凝剂， 其广谱的絮凝活性， 可生物降解性及应用安全性在解决以上问题方面有着广阔的应用前景[5]。本文对首云铁矿选矿厂尾矿处理中传统絮凝剂和生物絮凝剂的应用进行了比对性研究。

2絮凝剂简介及尾矿浆性质

2.1絮凝剂简介

目前在首云铁矿尾矿及污水处理中应用的絮凝剂为聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），该絮凝剂是水溶性高分子聚合物，在工农业生产的各个领域和人们的日常生活中都有广泛应用，但与此同时，PAM在环境中的残留、迁移和降解对环境的污染比较严重，尤其是降解后的单体丙烯酰胺（AM）对人类的神经系统有很大的危害。

试验中使用的两种生物絮凝剂均以多糖生物絮凝剂为底物。多糖生物絮凝剂是利用生物技术，通过生物发酵或酶学合成、提取、精制而得到的一种具有生物分解性、无毒、无二次污染的高分子化合物。多糖生物絮凝剂本身已具备较强的吸附架桥和卷扫作用，为了更好的发挥其絮凝功能，通过与无机高分子聚合物复配及引入其他阴离子基团对其进行适当改性，即得本次试验中使用的两种生物絮凝剂。

2.2尾矿浆性质

浓密池C池矿浆：该矿浆浓度较低（含泥量约10%），呈深灰色，固含物细小颗粒清晰可见，偏酸性（pH=5-6），主要成分为无机盐类，含铁量较高。

进带式压滤机前矿浆：该矿浆浓度较高（含泥量约50%），呈深灰色粘稠状，偏酸性（pH=5-6），主要成分为无机盐类，含铁量较高。

3絮凝沉降对比试验

3.1浓密池C池矿浆处理试验

本部分试验主要考察在相同添加量下，CBFA生物絮凝剂与PAM 絮凝剂的处理效果，包括上清液浊度、SV30、底流絮团含水率、絮体颗粒大小等。试验药剂为聚丙烯酰胺（，PAM）及复合生物絮凝剂CBFA。试验方法是分别在两个200mL量筒中分次进行等浓度的两种药剂絮凝沉降试验，每次矿浆取用量为100ml，每次药剂添加浓度分别为2.5ppm、5ppm、10ppm、15 ppm、20 ppm、25 ppm、30 ppm、35 ppm、40 ppm、45 ppm。

3.1.1添加量与浊度曲线（不同添加量下对应上清液的浊度NTU对比）

3.1.2添加量与C池底流絮团含水率对比曲线

3.1.3添加量与SV30对比曲线

3.2进带式压滤机前矿浆处理试验

本部分试验主要考察在相同添加量下，CBFB生物絮凝剂与PAM 絮凝剂的处理效果，包括絮凝处理后脱水率、絮体颗粒大小、上清液浊度等。试验方法是分别在两个750mL量筒中分次进行等浓度的两种药剂絮凝沉降试验，每次矿浆取用量为500ml，每次药剂添加浓度分别为100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350 ppm、400ppm、450ppm、500ppm、550ppm。

3.2.1添加量与絮体颗粒大小对比曲线

3.2.2添加量与矿浆含水率、脱水率对比曲线

压滤前矿浆的含水率为50%，以此为基准，计算矿浆的脱水率。

4絮凝剂的效果与效益分析

由以上试验结果可见，相较于传统PAM絮凝剂，生物絮凝剂在首云铁矿尾矿浆的两个处理环境中都有更优的处理效果：在浓密池C池环节，絮凝后的上清清透，基本无残留，可大大提高回用水质量且底流矿浆压缩较好，降低后续处理量；进带式压滤机前环节，絮凝和成团效果明显，压缩性好，泥水分离效果好，矿浆脱水率高。

对于C池浓缩来说，通过实验室试验测定的污泥沉降性能和污泥含水率，使用同等加药量的CBFA生物絮凝剂后，上清液澄清度明显高于现场使用的聚丙烯酰胺（PAM），且污泥压缩性明显增强，更多的自由水被挤出，每天可以减少C池底流进入压滤系统的流量约200t；同时C池底流浓度由原来的60%增加至约65%，经絮凝试验证明不会对絮凝加药和带式压滤产生影响。

对于压滤环节来说，使用CBFB后的污泥含水率明显降低，且在相当于300ppm的添加浓度下就能达到优越的效果（相对于压滤环节现有的约400ppm加药量来说）。按照每月产生47000吨的干污泥量计算，每月可节省药剂使用量约为6吨，每月污泥量减少约5300t，直接经济成本降低约30000元。

5结论

综上所述，采用生物絮凝剂产品，可以有效解决现有絮凝剂存在的添加量大、残留较多、处理效率低、回用水质量差等问题，从而提高了生产效率，同时可以节约生产成本，减少尾矿排放量。而生物絮凝剂本身的特性可以解决传统絮凝剂的残留污染问题，同时通过提高生产效率可以减少水的使用量及尾矿排放量，对解决尾矿处理中的环境污染有着积极的作用。

Abstract：Studied the advantages and disadvantages of bioflocculant and PAM。Compared with PAM，bioflocculant can solve the problems such as more using、more residual、Inefficient、poor quality of back water，improving efficiency，it can also saving production cost，reducing trailings and the pollution of environment.

Key words：bioflocculant Trailings Concentrate