金属矿浮选废水中典型有机药剂催化氧化去除基础研究

针对浮选废水有机药剂引起的环境污染和循环使用障碍，项目利用非均相催化臭氧技术去除典型有机浮选药剂。研制锰铈催化剂，利用等离子体强化催化剂制备过程，研究典型有机浮选药剂的催化臭氧降解条件规律、中间产物及催化剂形态性能与污染物结构构效关系，明确催化剂催化机理，解析等离子体条件下锰铈价态、形态、分布及相互作用机制，探究浮选废水中残存药剂与离子影响矿物浮选过程界面的内在作用机制，通过XPS、SEM、TEM、IR光谱、Zeta电位等手段进行定量描述。项目丰富非均相催化剂制备方法，为高级氧化处理有机浮选药剂提供新技术与新方法，为矿物浮选界面过程研究提供新视野，为浮选废水深度净化与回用提供新思路。

浮选废水循环利用目前已被大多数的企业所采用，存在矿物品位降低，回收率降低的问题需要解决。项目主要进行了4个方面的工作，筛选典型药剂，新型催化剂的制备和表征，典型药剂的臭氧催化氧化降解，残留药剂和矿物作用的内在机制。.在催化剂研制过程中，从活性组分，载体类型，制备方法及强化技术方面着手，研究了锰铈、锰钌催化剂。XRD分析显示Ru-Mn-介孔Al2O3催化剂中的活性成分分散度高，晶粒细。扫描电镜(SEM)结合BET表明比表面积大，孔径多，分布更均匀，结构更为稳定、致密。.臭氧催化氧化去除400mg/L丁基黄药模拟废水的处理条件为：O3投加量为1.75g/h，催化剂用量为0.5g/L，反应120min后CODCr去除率可达到62.25%。200mg/L丁胺黑药在此条件CODCr的去除率可达到57.19%。200mg/L乙硫氮的处理条件为：O3投加量为2.10g/h，催化剂的用量为1.0g/L，反应120min后CODCr的去除率可达到72.50%。苯甲羟肟酸经90min反应降解后，CODCr去除率可达86.51%。催化剂多次使用后催化性能保持良好。添加叔丁醇的实验、紫外-可见分析和ORP电位发现•OH在反应中起主导作用。. 常见离子Na+对去除效果影响不大；Cu2+和Zn2+都有利于有机物矿化，大幅提高废水中CODCr的去除效果；而CO32-对CODCr的去除产生不利影响；SO42-水解产生的HSO4-可以同•OH反应，但影响程度没有CO32-离子明显。.以闪锌矿、方铅矿、赤铁矿作为浮选对象，通过丁基黄药不同废水回用下的浮选实验，方铅矿回收率从使用纯水的88.01%下降到直接使用多次浮选废水回用的60.42%，经过处理后的废水回收率恢复到84.61%；闪锌矿回收率也从纯水的83.16%下降到46.84%，而经过处理后的废水浮选回收率达到78.24%，赤铁矿采用苯甲羟肟酸从纯水中回收率从87.67%下降到48.17%，处理后恢复到83.25%，可基本恢复到使用纯水浮选的效果。.回水在三种药剂对方铅矿浮选产品的FTIR分析发现利用臭氧催化氧化可消除在精矿表面的亲水基团，恢复浮选效果。不同浮选体系中动电位研究表明，多次循环后的水，动电位普遍要比纯水体系中偏低，造成了矿物颗粒之间的不稳定性增加，矿物颗粒容易团聚。循环废水经过处理后和纯水中的动电位差别不明显。