絮凝剂用于某红矿选矿厂尾矿沉降试验研究

絮凝剂用于某红矿选矿厂尾矿沉降的试验与研究

【摘要】红矿选别产生的尾矿中存在大量矿泥及微细颗粒，使得尾矿水处理非常困难，通过合理的添加絮凝剂提高尾矿颗粒的沉降效果，从而实现循环水再利用。

【关键词】絮凝剂聚丙烯酰胺水处理沉降速率

1 前言

随着水资源的日益枯竭及对环境保护要求的日益提高，选矿生产中的循环水再利用已经成为了一个日趋重要的课题。而赤铁矿尾矿中含有大量的矿泥及微细颗粒，使得水处理流程十分困难，合理的选择并使用絮凝剂在尾矿水处理中具有重要意义。本文主要探讨聚丙烯酰胺用于该选矿厂尾矿沉降中的规律，为生产提供理论指导。

2 试样采集及性质

试验所用矿浆采自尾矿浓缩池的给矿，根据现场测定浓度约为14%。将采回矿泥进行烘干、混匀，并进行缩分制样。尾矿筛析结果见表1。

从表1中可以看出，-0.074mm的含量超过了80%，-0.025mm的含量也接近50%。大量的微细颗粒导致尾矿矿浆难以自然澄清，解决尾矿浓缩池溢流的澄清度问题，需要加入絮凝剂使其中的微细粒颗粒预先絮凝，使之形成絮团，增大粒度，从而提高沉降速率。

3 试验方法

3.1 试验仪器、药剂及方法

试验仪器：500ml量筒、烧杯、移液管、容量瓶、玻璃棒、秒表、

ph计。

试验药剂：阴离子聚丙烯酰胺（配置浓度0.25‰）、盐酸、氢氧化钠。

试验方法：在各种不同条件下测定500ml量筒内矿浆致密层从450ml刻度沉降至350ml刻度（49mm）之间的沉降时间（s），换算成沉降速率（m/h）进行对比。加药量单位为g/（t干矿）。

3.2 试验过程及结果分析

3.2.1 加药量条件试验

试验条件：矿浆浓度14%，ph值7，细度为-200目占81.2%。

数据分析：由图1可见，在一定范围内，随着絮凝剂用量的加大，沉降效果逐渐提高。加药量在40～50g/t之间效果尤其明显，说明在此加药量范围内絮凝剂高分子链对矿浆中颗粒吸附较为充分。但是随着药剂用量的继续加大，效果则趋于缓和。

3.2.2 浓度条件试验

试验条件1：加药量20g/t，ph值7，细度为-200目占81.2%。试验条件2：沉降速率固定，ph值7，细度为-200目占81.2%。由于试验中沉降时间不可能控制特别精确，沉降速率结果存在偏差，此试验沉降速率控制在0.5～0.55之间，可认为沉降速率相同。表4 沉降速率相同、不同浓度对应的加药量

数据分析：由图2可见，在加药量相同的情况下，随着矿浆浓度的升高，沉降速率呈下降趋势，且浓度越高，下降趋势越明显。由图3可见，随着矿浆浓度的上升，絮凝剂用量加大趋势非常明显，

浓度翻倍，用量呈数倍上升。

综上所述，矿浆浓度是影响絮凝剂沉降效果的一个非常重要的因素，浓度越高，颗粒间表面电荷斥力作用越明显，布朗运动越剧烈，颗粒越难以沉降。

3.2.3 ph条件试验

试验条件：矿浆浓度14%，加药量20g/t，细度为-200目占81.2%。将中性矿浆用盐酸和氢氧化钠配置成为酸性和碱性矿浆。

数据分析：由表5可见，酸性和碱性环境对聚丙烯酰胺的絮凝作用均有影响，而碱性条件中絮凝剂沉降效果更好，更利于矿浆的沉降。

从静电引力观点和聚丙烯酰胺的化学性质来看，ph值对絮凝效果的影响主要表现在两个方面：一是胶体粒子的表面电位；二是聚丙烯酰胺上的基因水解。尾矿颗粒带有正电荷，ph值越大，颗粒表面正电性越强，颗粒与阴离子型聚丙烯酰胺表面基团的吸引力就越强，从颗粒角度讲，ph值越大越有利于矿石颗粒的沉降。从聚丙烯酰胺的表面活性来看，部分水解的-coo-基变成了-cooh，降低了水解度，使得絮凝剂沉降效果提高。

3.2.4 细度条件试验

试验条件：矿浆浓度14%，加药量20g/t，ph值7。

将尾矿干样过500目筛子脱泥，筛上物测定-200目占69.8%，用此筛上物作为对比矿样。

数据分析：由表6可见，在相同的条件下，矿浆中的微细颗粒减

少后，沉降速率有明显的提高。究其主要原因是矿石颗粒间带电荷，在斥力作用下颗粒发生原地振动，抵消重力沉降作用，颗粒越细，抵消效果越明显。而且对于一些超微细的泥化颗粒，是絮凝剂无法捕捉的。因此，矿浆的细度也是决定沉降速率的一个主要因素。

4 结语

（1）絮凝剂水处理具有简便、高效、投资小等优势，近些年来，随着人们对水处理认识的不断提高，絮凝剂已经遍及生产、生活水处理等各个行业，得到越来越多的重视。

（2）影响絮凝剂沉降效果的因素有：矿浆浓度、粒级组成、ph 值及加药量等。

（3）该选矿厂处于生产初期，原矿性质多变且生产流程复杂，影响生产的因素也比较多，尾矿矿浆浓度、细度、ph值等性质经常会发生改变，而加药制度调整不及时会造成浓缩池溢流水浑浊，造成生产不稳定。此条件试验对于该选矿厂日常加药方案有着非常重要的指导意义。

参考文献：

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