影响聚合氯化铝在选矿废水处理中效果的因素有很多,主要包括以下几个方面:
废水性质
pH值:聚合氯化铝在不同的pH值条件下,水解产物的形态和性质不同。一般来说,其适用的pH值范围在5 - 9之间,最佳pH值为6 - 8。当废水的pH值过低或过高时,都会影响氢氧化铝胶体的形成和絮凝效果。例如,在酸性条件下,H⁺浓度较高,会抑制聚合氯化铝的水解,使水解产物中阳离子电荷增加,不利于与带负电荷的悬浮颗粒结合;而在碱性条件下,OH⁻浓度过高,会使氢氧化铝胶体转化为偏铝酸盐,从而降低絮凝效果。
悬浮物浓度:废水中悬浮物浓度过高或过低都不利于聚合氯化铝的絮凝作用。当悬浮物浓度过高时,聚合氯化铝的水解产物可能不足以吸附和架桥所有的悬浮颗粒,导致絮凝效果下降;而当悬浮物浓度过低时,颗粒之间的碰撞机会减少,絮体难以形成和长大。
重金属离子种类和浓度:不同种类的重金属离子与聚合氯化铝的作用机制不同。一些重金属离子(如Cu²⁺、Pb²⁺等)可能会与聚合氯化铝水解产生的氢氧化铝胶体发生吸附或共沉淀作用,从而被清除;而另一些重金属离子(如Zn²⁺、Cd²⁺等)可能会与聚合氯化铝发生竞争吸附,影响絮凝效果。此外,重金属离子浓度过高时,也会消耗大量的聚合氯化铝,增加处理成本。
选矿药剂残留:选矿废水中残留的选矿药剂(如黄药、黑药、起泡剂等)会对聚合氯化铝的絮凝效果产生影响。这些选矿药剂大多是有机化合物,它们可能会吸附在悬浮颗粒表面,改变颗粒的表面性质,使其难以被聚合氯化铝絮凝。例如,起泡剂会使废水产生大量泡沫,影响固液分离效果;而一些捕收剂会与重金属离子形成稳定的络合物,增加了重金属离子的清除难度。
聚合氯化铝性质
浓度:聚合氯化铝溶液的浓度直接影响其在废水中的投加量和絮凝效果。浓度过高时,可能会导致局部药剂浓度过大,使絮体生长过快,结构疏松,沉降性能差;浓度过低时,则需要投加大量的溶液,增加了处理成本和设备负担。一般来说,聚合氯化铝溶液的质量分数在10% - 30%之间较为适宜。
盐基度:盐基度是聚合氯化铝的一个重要指标,它反映了聚合氯化铝中羟基与铝离子的摩尔比。盐基度高,聚合氯化铝的絮凝效果相对好,但过高的盐基度会使聚合氯化铝的稳定性降低,容易发生水解沉淀。一般认为,聚合氯化铝的盐基度在70% - 90%之间时,对选矿废水的处理效果较好。
处理工艺条件
搅拌速度和时间:在投加聚合氯化铝后,搅拌速度和时间对絮凝效果有重要影响。快速搅拌可以使聚合氯化铝与废水充分混合,促进其水解和胶体的形成,但搅拌速度过快会使絮体破碎;而慢速搅拌则有利于絮体的长大和沉降,但搅拌时间过长会导致絮体重新分散。因此,需要根据废水的性质和处理要求,合理控制搅拌速度和时间。
反应温度:温度对聚合氯化铝的水解反应和絮凝效果有一定的影响。适当提高温度可以加快聚合氯化铝的水解速度,使絮体形成更快,但温度过高会使水分子的运动加剧,导致絮体碰撞机会减少,同时也会使聚合氯化铝的稳定性降低。一般来说,聚合氯化铝处理选矿废水的适宜温度在20 - 30℃之间。
其他因素
共存离子:废水中可能存在一些其他离子(如Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻等),它们可能会与聚合氯化铝发生相互作用,影响絮凝效果。例如,Ca²⁺、Mg²⁺等离子可能会与聚合氯化铝水解产生的OH⁻结合,形成难溶性的氢氧化物沉淀,从而消耗OH⁻,影响聚合氯化铝的水解平衡;而Cl⁻、SO₄²⁻等离子则可能会与聚合氯化铝中的阳离子发生交换反应,改变聚合氯化铝的结构和性质。
助凝剂的使用:在选矿废水处理中,有时会添加助凝剂(如聚丙烯酰胺)来提高聚合氯化铝的絮凝效果。助凝剂可以通过吸附、架桥等作用,使絮体进一步长大和密实,提高沉降性能。但助凝剂的种类和投加量也需要根据废水的性质和处理要求进行优化选择,否则可能会产生负面效果。