碱性氧化法处理矿山尾矿库废水技术研究

摘要：探索次氯酸钠在碱性条件下的强氧化性处理尾矿库废水中的COD、Mn、Zn等污染物，考察了次氯酸钠和石灰不同投加顺序，次氯酸钠在不同pH、投加量、附加药剂、反应时间等条件下对废水中COD、Mn、Zn等污染物的去除效果及其有效降低pH值的现象研究

关键词：硫化矿选矿废水；次氯酸钠；碱性氧化

中图分类号：X50 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

1硫化矿山尾矿库废水来源及性质

硫化矿山采选矿生产中选矿工艺废水一部分澄清回用于选矿生产，一部分随选矿剩余矿浆进入尾矿库，经尾矿库沉淀后溢流水称为尾矿库废水。

矿石中除有用矿物外含有少量Mn、Zn、Fe及微量Pb、TI等金属和SiO2等化合物，选矿过程中添加黄药、二号油和六偏磷酸钠等有机物分选有用矿物与其它物质，选矿废水中含有溶解于选矿废水中的Mn、Zn、Fe等金属及残留的选矿药剂。选矿废水呈中性（硫化矿呈酸性，黄药和六偏磷酸钠呈碱性），Zn、Fe等金属在中性条件下在尾矿库中自然氧化沉淀，但是Mn在中性或弱碱性条件下较难生成沉淀，选矿药剂在短时间内也很难分解，所以外排尾矿库废水中主要污染物为溶解于水中的Mn等重金属离子及残留药剂形成的化学需氧量。

2次氯酸钠性质分析

次氯酸钠是微黄色溶液，有氯气味道，不稳定，见光易分解。次氯酸钠溶液是强氧化剂，化学性质极不稳定，这是由ClO-的结构决定的。次氯酸根离子的价层电子对排布方式为四面体结构，氯原子以sp3杂化轨道和氧原子成键，酸根中存在着3个未成键的孤对电子。由于酸根离子价层电子对空间构型的高度不对称性和中心原子氯有较大的离子势（Z/r），导致次氯酸盐不稳定，具有较强的获得电子转化为更稳定的Cl2分子或Cl-的能力，即表现为ClO-具有较强的氧化能力。

ClO-在酸性或碱性条件下参加的反应及其电极电位如下：

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）

从式（1）-（3）可知，无论是在酸性环境中，还是在碱性环境中，ClO-都具有很强的氧化性，也就是说遇到还原剂时会发生还原反应而分解。

次氯酸钠的不稳定性主要表现在没有还原剂存在时，自身发生分解反应。主要是在光照、加热、酸性环境或重金属离子存在下，自发发生分解反应，主要反应方程式见式（4）-（7）

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

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

由于次氯酸钠大多是采用氢氧化钠溶液吸收氯气的方法进行制备，在强碱环境下，次氯酸钠不仅水解程度较小，而且稳定性较好。

3次氯酸钠碱性氧化法

3.1次氯酸钠碱性氧化法工艺

次氯酸钠碱性氧化法就是在水处理过程中用石灰控制pH值为10左右，用次氯酸钠氧化水中重金属及难分解有机物，生成沉淀，去除废水中污染物的方法。具体工艺见图1：

3.2次氯酸钠碱性氧化法简述

中和反应池投加石灰至pH值至较强碱性，可有效去除重金属Mn等金属离子，在氧化池投加一定量的次氯酸钠，利用其强氧化性氧化水中难氧化重金属及难降解有机物，并释放部分酸性物质中和氢氧根离子，降低废水的pH值至6-9区间。使排放废水达到《广东省水污染物排放限值标准》第二时段一级标准。

4 次氯酸钠碱性氧化法主要优点

1.次氯酸钠碱性氧化法处理工艺流程简单，操作简单。

2.处理药剂种类少、来源广。

3.工艺参数控制稳定，出水水质较好。

五、次氯酸钠碱性氧化法在废水处理中的应用效果

2014年12月，利用该方法处理广东广业云硫矿业尾矿库废水。先添加石灰乳调pH至9.7-10.00，充分反应，投加次氯酸钠2kg/m?，反应14min，投加PAM搅拌，沉淀。处理水pH降至6.5-8.6，重金属Mn基本全部去除，COD可控制到65mg/L以下，处理水达到《广东省水污染物排放限值标准》第二时段一级标准要求。具体应用数据见表1：

参考文献

1. 田静，孙水裕等，次氯酸钠处理某铅锌矿尾矿库外排水的试验研究。环境污染与防治，2013年10月，第10期，第35卷。

2. 彭新平，硫化铅锌矿选矿废水处理试验研究。湖南有色金属，2011年6月，第3期，第27卷。

3.王凤艳，徐秀梅，矿山采选工程尾矿库选矿废水的水质特性分析。北方环境，2001第3期。