任 艷，任 博

(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 西安 710077)(2.金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 渭南 714100)

0 引 言

含油污泥是在石油開采、運(yùn)輸、煉制及含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油固體廢物。油污泥含油率一般在 10%～50%，含水率在 40%～90%[1]。其中含有大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質(zhì)[1]。油污泥是“危險(xiǎn)廢物”，對(duì)環(huán)境危害極大，每年都要花費(fèi)一定量治理費(fèi)。陜西某石油化工產(chǎn)品公司研制的油污泥捕收劑作為輝鉬礦浮選捕收劑可以“變廢為寶”，價(jià)格是現(xiàn)在YC藥劑價(jià)格2/3～1/2，且研制的油污泥捕收劑水溶性好，含油污泥中有一部分長(zhǎng)鏈烴可增強(qiáng)捕收劑在輝鉬礦表面的吸附能力等特點(diǎn)。為考察油污泥捕收劑替代YC藥劑作為輝鉬礦捕收劑的可行性，在某鉬業(yè)公司進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)研究。

1 輝鉬礦結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及烴油吸附原理

輝鉬礦晶體為六方晶系，屬標(biāo)準(zhǔn)的六方層狀，由2層硫原子和1層鉬原子組成S-Mo-S的三重層構(gòu)造，層與層之間，即相鄰硫原子間是分子鍵。因此，輝鉬礦被破碎時(shí)，易于沿層片間裂開，其表面是弱的分子鍵，礦物表面的極性及化學(xué)活性弱，對(duì)水分子吸引力弱，接觸角在60°～90°之間，為非極性礦物，可浮性好。輝鉬礦由于其層狀結(jié)構(gòu)，具有良好的天然可浮性，采用非極性的烴油作為捕收劑，依靠物理吸附作用進(jìn)行浮選[2]。

烴油與輝鉬礦之間吸附原理，可以從它們之間表面力的性質(zhì)相似、表面能大小相近來解釋。烴油表面張力僅含色散力，輝鉬礦“面”為MoS2層間分子間斷裂面，表面力為范德華力的殘鍵，兩者的表面力性質(zhì)一致。烴油的表面能為3.0×12-2J/m2,而輝鉬礦“面”上表面能為2.4×12-2J/m2，兩者大小相近。根據(jù)吸附理論，烴油極易物理吸附在輝鉬礦的表面，而高表面能、極性的水介質(zhì)與輝鉬礦“面”的性質(zhì)迥異，難以吸附在該“面”上[3]。

烴油的色散力與其碳鏈長(zhǎng)度成正比，即碳鏈越長(zhǎng)，烴油對(duì)輝鉬礦的吸附力越強(qiáng)，但烴油在礦漿中的彌散性能降低[4]。

2 油污泥選鉬捕收劑

2.1 油污泥特點(diǎn)

含油污泥主要分為3部分：

(1)原油基油泥。為原油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的油泥，這部分油泥中，含有一定量的重?zé)N即長(zhǎng)鏈烴和不飽和烴，它對(duì)選鉬是有利的。

(2)煉廠油泥。煉廠油泥，重?zé)N含量和輕烴含量都比較高。這主要是煉油廠為了防止結(jié)蠟，常用柴油不定期沖洗所致。由于各煉油廠設(shè)備不同，工藝也有差別，因而輕烴和重?zé)N的比例也不穩(wěn)定。

(3)柴油基油泥。即柴油罐中沉淀的油泥。這一部分都是輕烴，鏈長(zhǎng)和柴油相同。

油污泥捕收劑中原油基油泥占70%，煉廠油泥占27%，柴油基油泥占3%。

2.2 油污泥選鉬捕收劑制備工藝

油污泥捕收劑生產(chǎn)過程：對(duì)原油基油泥、煉廠油泥、柴油基油泥進(jìn)行化驗(yàn)，按捕收劑配方，將不同來源的油泥按比例加入攪拌池?cái)噭?，?jīng)膠體磨磨細(xì)，粒度為-0.02 mm，進(jìn)行二次化驗(yàn)，合格進(jìn)行管線乳化機(jī)乳化，不合格返回?cái)嚢璩兀匦屡渲?。?jīng)乳化后，對(duì)烴含量、水含量、灰分進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，合格裝桶，不合格返回?cái)嚢璩兀偌虞p烴，重新乳化。油污泥捕收劑制備工藝流程圖見圖1。

圖1 油污泥捕收劑制備工藝流程圖

3 試驗(yàn)研究

3.1 室內(nèi)試驗(yàn)研究

試驗(yàn)礦樣從選廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)球磨給礦皮帶上采集。室內(nèi)試驗(yàn)采用與現(xiàn)場(chǎng)相同的工藝條件，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占56.5%。對(duì)比試驗(yàn)所用的YC藥劑為浮選車間所用。試驗(yàn)用油污泥添加了一種乳化劑使油泥親水，這樣不但利于藥劑添加，而且還可以使油泥在礦漿中分散效果更好。此次試驗(yàn)時(shí)間為5月中下旬，試驗(yàn)用油污泥總烴含量為32%～33%，含水為47%～48%，輕烴含量(16烷烴左右)占50%以上。

3.1.1 定量試驗(yàn)

考慮到實(shí)際含烴油量應(yīng)和YC藥劑相同，故純油泥用量初步定為300 g/t。試驗(yàn)工藝流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

圖2 室內(nèi)試驗(yàn)工藝流程

表1 YC藥劑和油污泥捕收劑對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 %

表1試驗(yàn)結(jié)果表明：油污泥捕收劑和YC藥劑作為選鉬捕收劑粗選總回收率相近，YC藥劑選鉬回收率為92.82%，油污泥選鉬回收率為92.91%。

3.1.2 不同用量試驗(yàn)

為了探索油污泥進(jìn)一步提高技術(shù)指標(biāo)的可能性，我們又進(jìn)行了不同油污泥用量的試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 油污泥不同用量試驗(yàn)結(jié)果 %

由表2可見：YC藥劑添加量為100g/t，粗選回收率為79.64%，油污泥添加量為150 g/t時(shí),粗選回收率是69.94%；油污泥添加量為300g/t時(shí)，粗選回收率是78.69%；油污泥添加量450 g/t時(shí)，粗選回收率是78.53%；油污泥添加量減少，粗選回收率降低，增加油污泥用量，綜合技術(shù)指標(biāo)變化不大，故油污泥用量擬定為300 g/t(含烴量100 g/t)，為YC藥劑添加量的3倍。

3.1.3 閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)工藝流程見圖3，油污泥用量240 g/t，YC藥劑用量80 g/t，起泡劑用量均為64 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖3 閉路試驗(yàn)工藝流程

由表3試驗(yàn)結(jié)果可見：油污泥選鉬技術(shù)指標(biāo)和YC藥劑技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)，油污泥捕收劑精礦品位低于YC藥劑0.22%，油污泥捕收劑選鉬回收率高于YC藥劑0.28%，其小幅度波動(dòng)是原礦累積有一定偏差所致。

表3 閉路試驗(yàn)結(jié)果

室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：油污泥可以替代YC藥劑作為輝鉬礦的浮選捕收劑，油污泥的用量為YC藥劑的3倍時(shí)，使用油污泥作為輝鉬礦捕收劑與YC藥劑作為捕收劑所得粗精品位、回收率相近，個(gè)別指標(biāo)略優(yōu)。

3.2 工業(yè)試驗(yàn)研究

室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：油污泥捕收劑可以替代YC藥劑，技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)，但室內(nèi)試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)差異較大，需工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2.1 工業(yè)試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

油污泥替代YC藥劑工業(yè)試驗(yàn)于選礦車間浮選系統(tǒng)進(jìn)行。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可比性，試驗(yàn)前對(duì)選礦車間粗選段進(jìn)行為期10天的流程考察，考察結(jié)果見表4。

3.2.2 工業(yè)試驗(yàn)研究

在流程考察基礎(chǔ)上，于2013年7～8月份分別在1#、2#系統(tǒng)進(jìn)行油污泥替代YC藥劑作為浮選捕收劑工業(yè)試驗(yàn)研究，油污泥加藥點(diǎn)與YC藥劑相同，油污泥加藥量根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果添加量為YC藥劑用量3倍。工業(yè)試驗(yàn)期間，依據(jù)原礦石鉬品位變化及浮選現(xiàn)象，對(duì)捕收劑進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。同時(shí)為了考慮溫度變化對(duì)油污泥捕收能力的影響，在10月下旬至11月初(地區(qū)溫度在0 ℃以下)又進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果見表4，產(chǎn)品含雜情況見表5。

表4 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果 %

表5 產(chǎn)品含雜情況

從表4、表5可以看出，1#、2#系統(tǒng)生產(chǎn)指標(biāo)比較，夏季空白試驗(yàn)時(shí)1#系統(tǒng)比2#系統(tǒng)回收率高0.36百分點(diǎn)；1#系統(tǒng)添加油污泥，2#系統(tǒng)添加YC藥劑，1#系統(tǒng)比2#系統(tǒng)回收率高0.78百分點(diǎn)；1#添加YC，2#添加油污泥，1#系統(tǒng)比2#系統(tǒng)回收率高0.07百分點(diǎn)；在冬季1#系統(tǒng)添加油污泥，2#系統(tǒng)添加YC藥劑，1#系統(tǒng)比2#系統(tǒng)回收率低3.68百分點(diǎn),1#系統(tǒng)使用油污泥回收率明顯降低。在夏季溫度高時(shí)油污泥作為選鉬捕收劑對(duì)回收率和粗精品位、產(chǎn)品含雜影響不大，與YC藥劑技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)，個(gè)別指標(biāo)略優(yōu)；在冬季溫度降低時(shí)油污泥作為選鉬捕收劑回收率和粗精品位均降低，含雜略微升高，這是由于溫度降低造成油污泥凝結(jié)，粘稠度增大，在攪拌槽中很難攪拌，加藥管經(jīng)常堵塞，影響加藥量，對(duì)選礦指標(biāo)造成一定影響。

4 結(jié) 論

(1)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：油污泥對(duì)輝鉬礦有很好的捕收能力，在粗選段油污泥和YC藥劑選鉬品位、回收率技術(shù)相當(dāng)，含雜基本相同。說明了油污泥替代YC藥劑的可能性。

(2)工業(yè)試驗(yàn)表明：溫度對(duì)油污泥捕收劑有一定的影響，溫度降低造成油污泥凝結(jié)，粘稠度增大，捕收能力降低，對(duì)選礦指標(biāo)有一定影響。

(3)工業(yè)試驗(yàn)表明：溫度在0 ℃以上油污泥作為選鉬捕收劑與YC作為捕收劑時(shí)粗選回收率、粗精品位相當(dāng)，所選粗精中銅、鉛、碳等雜質(zhì)含量相當(dāng)；溫度在0 ℃以下，溫度越低油污泥作為捕收劑粗選回收率明顯降低，粗精品位降低，所選粗精中銅、鉛、碳等雜質(zhì)含量略升高。

(4)油污泥屬于固體廢棄物，加工處理后作為選鉬捕收劑，其環(huán)保及社會(huì)效益巨大。