Aplicación de cloruro de polialuminio (PAC) en el tratamiento de aguas residuales mineras: mejorar la eficiencia de la clarificación, reducir los costos operativos y lograr el reciclaje de los recursos hídricos de la mina
Introducción
Con la mejora continua de las regulaciones ambientales y los crecientes requisitos de las empresas mineras para el reciclaje de los recursos hídricos, el tratamiento de aguas residuales mineras se ha convertido en un eslabón indispensable e importante en el proceso de producción minera. Ya sean minas metálicas, minas de carbón, minas de arena y grava o plantas de beneficio de metales no ferrosos, todos los días se genera una gran cantidad de aguas residuales que contienen partículas suspendidas, lodo fino, metales pesados y coloides minerales. Si el efecto del tratamiento de estas aguas residuales no es ideal, no solo afectará la operación del estanque de relaves, sino que también aumentará los costos de producción y potencialmente enfrentará presión de descarga ambiental.
En los últimos años, cada vez más empresas mineras han comenzado a adoptar Cloruro de polialuminio (PAC) to sustituir el tradicional sulfato de aluminio (alumbre) como coagulante primario. En comparación con los productos tradicionales, los floculantes PAC ofrecen ventajas como una velocidad de reacción rápida, un amplio rango de pH aplicable, una baja generación de lodos y un rendimiento estable en condiciones de baja-temperatura. Por lo tanto, se han aplicado ampliamente en campos como el tratamiento de aguas residuales de minas, el tratamiento de aguas residuales de relaves y el tratamiento de drenaje de minas.
Muchas minas que ya han completado actualizaciones de procesos informan que, si bien mantienen el sistema de tratamiento original básicamente sin cambios, la adopción de PAC puede mejorar significativamente el efecto de clarificación. Entre ellos, los cambios más intuitivos se reflejan principalmente en dos aspectos:
Se mejora aún más la eficiencia de eliminación de la turbidez de las aguas residuales;
La producción de lodos se reduce entre un 30% y un 50%, lo que reduce efectivamente los costos de transporte y eliminación de lodos.
Para las minas que dependen del agua de proceso en circulación, el agua reciclada más limpia no solo mejora la estabilidad de los procesos de producción como la molienda y la flotación, sino que también aumenta la eficiencia general de utilización de los recursos hídricos, logrando así una doble mejora en los beneficios ambientales y económicos.
Este artículo se centrará en la aplicación del cloruro de polialuminio en el tratamiento de aguas residuales mineras, presentando los principios de funcionamiento del PAC, sus escenarios aplicables y los puntos técnicos importantes en los que las empresas mineras deben centrarse durante la aplicación práctica, proporcionando una referencia para que las empresas mineras seleccionen coagulantes eficientes.
¿Por qué cada vez más empresas mineras eligen PAC para el tratamiento de aguas residuales mineras?
Las aguas residuales mineras se caracterizan por fuentes complejas, tamaños de partículas finas y grandes fluctuaciones en la calidad del agua. La composición de las aguas residuales generadas en diferentes áreas mineras varía significativamente; por ejemplo, las aguas residuales de los estanques de relaves, el agua circulante de beneficio, el drenaje de la mina y la escorrentía superficial de la mina difieren en su composición de partículas suspendidas y propiedades químicas.
Los coagulantes tradicionales generalmente solo pueden mantener efectos estables dentro de un rango estrecho de condiciones operativas, y la eficiencia del tratamiento tiende a disminuir cuando cambia la calidad del agua entrante del área minera. En contraste,Cloruro de polialuminio (PAC), en virtud de su excelente rendimiento de coagulación, exhibe una alta capacidad de adaptación a varios tipos de tratamiento de aguas residuales mineras.
El PAC puede comprimir rápidamente la doble capa eléctrica de partículas coloidales y neutralizar la carga negativa en las superficies de las partículas, lo que permite que una gran cantidad de partículas finas que son difíciles de sedimentar de forma natural se agreguen rápidamente en flóculos más grandes, que posteriormente se separan a través de tanques de sedimentación o equipos de espesamiento para lograr la separación de sólidos-líquidos.
Para las empresas mineras modernas, estos grandes flóculos de partículas que se forman rápidamente aportan múltiples ventajas:
1. Mejorar la eficiencia de clarificación de aguas residuales de relaves
Los lodos de relaves suelen contener una gran cantidad de partículas minerales ultra-finas, como arcilla, limo y polvo mineral fino. Estas partículas permanecen suspendidas en el cuerpo de agua durante largos períodos y, basándose únicamente en la sedimentación natural, rara vez se logran resultados ideales. El PAC puede promover rápidamente la agregación de partículas y acelerar la velocidad de sedimentación, haciendo que el efluente del estanque de relaves sea más claro y creando condiciones favorables para el reciclaje posterior.
2. Mejora de la tasa de utilización del agua de circulación de procesos
En el proceso de producción de tratamiento de minerales, procesos como la molienda y la flotación suelen requerir un gran volumen de agua en circulación. Si la turbiedad del agua en circulación es alta, afectará la eficacia de los agentes químicos y aumentará el riesgo de desgaste del equipo. Después del tratamiento con coagulante PAC, el contenido de sólidos suspendidos en el agua circulante se puede reducir de manera efectiva, mejorando la estabilidad operativa del sistema de producción y reduciendo la demanda de reposición de agua dulce.
3. Reducir los costos del tratamiento de lodos
En comparación con el alumbre tradicional, los flóculos formados por PAC son más compactos y exhiben un mejor rendimiento de deshidratación. Un gran número de prácticas de aplicación en minas demuestran que, bajo los mismos objetivos de tratamiento, el PAC puede reducir la producción de lodos entre un 30% y un 50%. Esto no sólo alivia la presión sobre el estanque de relaves sino que también reduce los costos asociados con el transporte de lodos, el prensado de filtros y la disposición final.
4. Amplia gama de calidades de agua aplicables
El agua entrante en las zonas mineras está muy influenciada por las estaciones, las precipitaciones, los tipos de minerales y los procesos de producción, lo que genera cambios frecuentes en la calidad del agua. El PAC puede mantener buenos efectos de coagulación dentro de un rango de pH de 5,0 a 9,0. En comparación con el sulfato de aluminio tradicional, tiene una mayor adaptabilidad a las fluctuaciones de la calidad del agua, lo que reduce los costos de gestión causados por los ajustes frecuentes de los parámetros operativos.
5. Adecuado para operación en áreas mineras de baja-temperatura
Las zonas mineras del norte y las minas de gran-altura a menudo enfrentan el problema de una menor eficiencia del tratamiento en invierno debido a las bajas temperaturas. El PAC aún puede mantener un rendimiento de floculación estable por debajo de los 10 grados, lo que lo hace particularmente adecuado para sistemas de tratamiento de aguas residuales mineras en regiones frías, lo que garantiza un funcionamiento estable durante todo el año.
¿Cómo desempeña su papel el cloruro de polialuminio (PAC) en el tratamiento de aguas residuales mineras?
Desde una perspectiva técnica, el PAC es un coagulante polimérico inorgánico eficiente y sus mecanismos de acción principales incluyen principalmente los siguientes aspectos:
Neutralización de carga:Las partículas minerales finas en las aguas residuales mineras suelen tener fuertes cargas negativas, lo que hace que se repelan entre sí y permanezcan en suspensión durante largos períodos. La adición de PAC puede neutralizar rápidamente la carga superficial de las partículas, debilitando la repulsión electrostática entre ellas y creando las condiciones para la posterior floculación.
Puente de adsorción:A medida que el PAC se hidroliza para generar complejos poliméricos de hidroxilo, estas estructuras macromoleculares pueden adsorber múltiples partículas finas, uniendo los sólidos suspendidos originalmente dispersos en grupos de flóculos más grandes. Los flóculos de partículas-grandes formados poseen velocidades de sedimentación más rápidas, lo que puede mejorar significativamente la eficiencia de separación de sólidos-líquidos.
Red-Captura y barrido:En condiciones de dosificación adecuadas, la gran cantidad de productos de hidrólisis formados por el PAC puede envolver y atrapar partículas suspendidas, arrastrando partículas diminutas al proceso de sedimentación, aumentando así aún más la claridad del efluente.
Mejores resultados cuando se combina con PAM
En muchos proyectos mineros, el PAC se utiliza generalmente junto conPoliacrilamida (PAM).El PAC es responsable de la coagulación rápida, mientras que el PAM fortalece aún más la estructura de los flóculos, conectando pequeños grupos de flóculos en partículas grandes de cadena larga-, lo que aumenta la velocidad de sedimentación y el rendimiento de deshidratación del filtro prensa. Esta combinación es especialmente adecuada para el tratamiento de minerales arcillosos ultra-finos y aguas residuales mineras de alta-turbidez, y también es un esquema de proceso ampliamente adoptado por muchas minas-a gran escala en la actualidad.
Cinco escenarios de aplicación típicos del cloruro de polialuminio (PAC) en el tratamiento de aguas residuales mineras
Durante el proceso de producción minera, diferentes procesos generan diferentes tipos de aguas residuales y, por lo tanto, tienen diferentes requisitos de rendimiento para los coagulantes. Con su excelente rendimiento de coagulación y floculación, el cloruro de polialuminio (PAC) se ha aplicado ampliamente en múltiples campos, incluidos aguas residuales de relaves, drenaje de minas, agua circulante de beneficio, aguas residuales de lavado de minerales y escorrentía superficial de minas, convirtiéndose en uno de los agentes cruciales en el tratamiento de aguas residuales de la minería moderna.
A continuación se presentan varias aplicaciones típicas del PAC en el tratamiento de agua de minería.
I. Tratamiento de aguas residuales de relaves-Mejorar la eficiencia de la sedimentación y mejorar la calidad del agua circulante
En la mayoría de las plantas de beneficio, los lodos de relaves contienen una gran cantidad de partículas minerales con tamaños de partícula extremadamente pequeños, como arcilla, limo, partículas de cuarzo y relaves ultra-finos. Estas partículas permanecen suspendidas en el agua durante largos períodos, lo que hace muy difícil lograr una separación rápida basándose únicamente en la sedimentación natural.
En el proceso de tratamiento de aguas residuales de relaves, el PAC puede neutralizar rápidamente la carga negativa en la superficie de las partículas suspendidas, lo que hace que las micropartículas originalmente dispersas se agreguen rápidamente en flóculos de partículas-grandes y estables, lo que acelera la velocidad de sedimentación y mejora la eficiencia de la clarificación de relaves.
El agua de retorno de relaves tratada con PAC suele poseer las siguientes ventajas:
Mejora la velocidad de clarificación del estanque de relaves;
Reduce la turbidez del agua de proceso en circulación;
Reduce las partículas finas que ingresan al sistema de flotación;
Aumenta la tasa de utilización repetida del agua circulante;
Reduce la demanda de reposición de agua dulce.
Para las empresas mineras que desean mejorar las tasas de utilización de los recursos hídricos y reducir los costos de gestión de relaves, el PAC se ha convertido en un coagulante importante en los sistemas de tratamiento de relaves.
II.Acondicionamiento del pienso espesante-Mejora de la eficiencia del espesamiento y aumento del volumen de retorno del agua del proceso
El espesador es una pieza clave del equipo en el flujo de procesamiento de minerales y su función principal es aumentar la concentración de la suspensión mientras se recupera más agua de proceso reutilizable. Sin embargo, cuando el contenido de partículas ultra-finas en la suspensión es alto, la velocidad de sedimentación del espesante cae significativamente, lo que lleva a un aumento en la turbiedad del agua de desbordamiento, lo que afecta la producción posterior.
Dosificar una cantidad adecuada de cloruro de polialuminio (PAC) durante la etapa de alimentación del espesante puede mejorar la velocidad de formación de flóculos y aumentar la eficiencia de sedimentación de partículas, lo que hace que la estratificación de la lechada sea más distinta.
El uso de PAC para el acondicionamiento de espesantes normalmente produce los siguientes efectos:
Acelera la velocidad de separación de sólidos-líquidos;
Aumenta la concentración del flujo inferior;
Obtiene un espesante más claro al rebosar el agua;
Aumenta el volumen de recuperación del agua de circulación del proceso;
Mejora los efectos del tratamiento existente sin agregar equipos grandes.
Para las minas-a gran escala, mejorar la eficiencia operativa del espesador se traduce en una mayor estabilidad de la producción y menores costos operativos integrales.
III.Tratamiento de drenaje de minas-Eliminación efectiva de sólidos suspendidos y asistencia en la eliminación de metales pesados
El drenaje de mina generalmente incluye drenaje ácido de mina (AMD) y drenaje de mina neutro, y la composición de la calidad del agua es relativamente compleja. Además de sólidos en suspensión, también puede contener iones metálicos como hierro, aluminio y manganeso, así como algunas partículas minerales finas.
En el proceso de tratamiento de aguas residuales de minas, el PAC ejerce principalmente un efecto de coagulación eficiente, eliminando rápidamente las partículas suspendidas y mejorando la claridad de las aguas residuales. Cuando el sistema controla el pH dentro del rango de 7,5 a 9,0, algunos iones metálicos pueden formar co-precipitados con PAC, lo que mejora el efecto de eliminación de metales pesados como hierro, aluminio y manganeso, y crea condiciones operativas más estables para un tratamiento profundo posterior. Por lo tanto, muchas minas adoptan actualmente un proceso combinado de PAC combinado con cal para ajustar el valor del pH, logrando un tratamiento estable del drenaje de la mina.
IV.Tratamiento del escurrimiento superficial de la mina-Respuesta rápida a los impactos de la alta-turbidez en la temporada de lluvias
Durante la temporada de lluvias en las zonas mineras, grandes cantidades de lluvia caen sobre los depósitos de mineral, las carreteras de transporte y las áreas de relaves, lo que provoca que partículas finas como lodo, arena y polvo mineral entren en el sistema de drenaje, lo que provoca un fuerte aumento de la turbidez de la escorrentía superficial. Si no se trata a tiempo, no sólo afectará el cumplimiento de las normas de descarga sino que también puede aumentar la presión operativa en los tanques de sedimentación.
En comparación con los coagulantes tradicionales, los floculantes PAC presentan velocidades de reacción rápidas y una gran capacidad para adaptarse a los cambios en la calidad del agua, lo que los hace muy adecuados para el tratamiento de aguas residuales de escorrentía con grandes fluctuaciones en la calidad del agua en áreas mineras.
La adopción de PAC para tratar el escurrimiento minero puede lograr:
Rápida reducción de la alta turbidez;
Acortamiento del tiempo de reacción de la floculación;
Mejora de la capacidad de tratamiento de los tanques de sedimentación;
Reducción de riesgos de sobrecarga del sistema provocados por fuertes lluvias.
Para proyectos mineros con precipitaciones estacionales distintas, el PAC puede ayudar a que el sistema de tratamiento recupere su funcionamiento estable más rápidamente.
V. Tratamiento de aguas residuales del lavado de minerales-Promoción del reciclaje y reducción de los costos de producción
El proceso de lavado de minerales genera una gran cantidad de aguas residuales que contienen lodo, arena, polvo mineral y partículas sólidas en suspensión-finas. Si se vierte directamente sin tratamiento, no sólo desperdicia un gran volumen de recursos hídricos sino que también aumenta la presión ambiental.
En el proceso de tratamiento de aguas residuales del lavado de minerales, el PAC puede promover rápidamente la agregación de partículas suspendidas, lo que hace que la separación del lodo-agua sea más exhaustiva. Después de una dosis razonable de PAC, se puede obtener agua de retorno más clara, lo que proporciona una fuente de agua estable para el proceso de lavado del mineral, reduciendo así el consumo de agua dulce y aumentando la proporción de uso de agua reciclada en toda la mina. Para áreas-escasez de agua, el reciclaje de aguas residuales de lavado de minerales tratadas también puede reducir significativamente los costos operativos de producción.
Problemas comunes y soluciones PAC en el tratamiento de aguas residuales mineras
Las propiedades del mineral, la composición de la calidad del agua y los procesos de producción de diferentes áreas mineras exhiben grandes variaciones, por lo que con frecuencia se enfrentan diversos desafíos técnicos durante el tratamiento de aguas residuales. A continuación, combinados con aplicaciones prácticas, se analizan los problemas más comunes que enfrentan las empresas mineras y se presentan las soluciones PAC correspondientes.
Problema 1: Las partículas finas de arcilla permanecen suspendidas durante mucho tiempo, lo que resulta en una baja eficiencia de sedimentación
Muchas minas, especialmente aquellas con altos contenidos de arcilla en los yacimientos, generan un gran volumen de partículas ultra-finas durante el proceso de beneficio. Estas partículas tienen tamaños de partícula extremadamente pequeños y alta estabilidad, lo que dificulta lograr una separación efectiva incluso después de largos tiempos de sedimentación. El sulfato de aluminio tradicional (alumbre) normalmente requiere condiciones estrictas de pH para ejercer un buen efecto, mientras que la calidad de las aguas residuales mineras fluctúa mucho, lo que hace que el efecto del tratamiento sea propenso a sufrir alteraciones.
Solución PAC:El PAC puede mantener un rendimiento de coagulación estable dentro de un rango de pH de 5,0 a 9,0. Al neutralizar rápidamente la carga superficial de las partículas, promueve que las partículas finas de arcilla y limo formen grupos de flóculos más grandes. Incluso si la calidad del agua en el área minera experimenta ciertas fluctuaciones, aún puede mantener una alta eficiencia de sedimentación, reduciendo la carga de trabajo de ajustar frecuentemente los parámetros operativos.
Problema 2: la turbidez del agua de desbordamiento del espesador es demasiado alta, lo que afecta el reciclaje y la utilización
Cuando la eficiencia operativa del espesador es insuficiente, una gran cantidad de partículas finas seguirán el agua de desbordamiento hacia los sistemas de producción posteriores, lo que no solo afecta los procesos de molienda y flotación, sino que también puede aumentar los riesgos de desgaste e incrustaciones del equipo.
Solución PAC:Dosificar una cantidad adecuada de PAC en la entrada del espesador puede mejorar significativamente el efecto de floculación, haciendo que las partículas se sedimenten rápidamente, obteniendo agua de desbordamiento más clara, mejorando la calidad del agua de circulación del proceso y aumentando la tasa de reciclaje.
Problema 3: la turbidez de las aguas residuales aumenta repentinamente durante las fuertes lluvias
Cuando llega la temporada de lluvias en las zonas mineras, grandes cantidades de lodo y arena ingresan al sistema de drenaje, lo que provoca un rápido aumento de la turbidez de las aguas residuales en poco tiempo, al que los agentes químicos tradicionales a menudo no responden a tiempo.
Solución PAC:Debido a que el PAC posee características de coagulación rápida, puede formar flóculos estables en un corto período de tiempo, lo que le permite responder más rápidamente a cargas de choque de alta-turbidez, lo que ayuda al sistema de tratamiento a mantener un funcionamiento estable y reduce el impacto de las fuertes lluvias en la producción y la descarga al medio ambiente.
Problema 4: La alta producción de lodos aumenta los costos de gestión de relaves
Algunas minas generan un gran volumen de lodos después de adoptar coagulantes tradicionales, lo que no solo aumenta la carga en el estanque de relaves sino que también aumenta los gastos de deshidratación, transporte y disposición final de los lodos.
Solución PAC:Las aplicaciones prácticas muestran que, con los mismos objetivos de tratamiento, el PAC puede reducir la producción de lodos entre un 30% y un 50%. La reducción en el volumen de lodo significa una menor presión operativa en el estanque de relaves, al mismo tiempo que controla eficazmente los costos operativos a largo plazo-y mejora los beneficios económicos generales de la mina.
Guía de aplicación y dosificación recomendada de PAC en el tratamiento de aguas residuales mineras
En el proceso de tratamiento de aguas residuales mineras, no existe un estándar uniforme para la dosificación de PAC (cloruro de polialuminio). Los tipos de mineral, el tamaño de las partículas suspendidas, la composición de la calidad del agua, el valor del pH y los objetivos del tratamiento afectarán la cantidad de uso final. Por lo tanto, las dosis recomendadas solo pueden servir como referencia preliminar y la optimización aún debe realizarse mediante pruebas de jarra antes de la operación formal.
Un esquema de dosificación científico no sólo puede ejercer plenamente el rendimiento de coagulación deCloruro de polialuminio (PAC), pero también puede reducir los desechos químicos, disminuir los costos operativos y mejorar la eficiencia del tratamiento de las aguas residuales de relaves y el agua de circulación del proceso.
Dosis recomendadas de PAC para diferentes escenarios de tratamiento de aguas residuales mineras
La siguiente tabla enumera los rangos de dosis de referencia típicos de PAC en diferentes aplicaciones mineras (los valores se mantienen exactamente idénticos al texto original):
| Escenario de aplicación | Dosis recomendada de PAC |
| Clarificación de estanques de relaves | 20 a 60 mg/l |
| Acondicionamiento del pienso espesante | 15 a 40 mg/l |
| Tratamiento de drenaje ácido de mina | 30 a 80 mg/l |
| Tratamiento de escorrentía en la mina | 20 a 50 mg/l |
| Clarificación de aguas residuales de lavado de minerales | 25 a 60 mg/l |
Cabe señalar que los datos anteriores sólo se aplican como referencias para las condiciones generales de trabajo. Para diferentes tipos de minas, como minerales de hierro, minerales de cobre, minerales de oro, minerales de plomo-zinc, minas de carbón y minas de agregados de arena y grava, debido a que las propiedades de la lechada varían significativamente, la dosis óptima final debe determinarse en función de los resultados de las pruebas reales.
¿Por qué se debe realizar una prueba de jarra?
Muchas empresas mineras, al reemplazar los coagulantes, tienden a hacer referencia directa a datos de otros proyectos para la dosificación. Sin embargo, incluso si la escala de tratamiento es idéntica, la composición de la calidad del agua de diferentes áreas mineras puede ser completamente diferente.
Por ejemplo:
Diferentes tipos de minerales;
Diferentes contenidos de arcilla;
Diferentes proporciones de partículas ultra-finas;
Diferente alcalinidad y dureza del cuerpo de agua;
Diferentes rangos de fluctuación del valor del pH;
Cambios de turbidez provocados por variaciones estacionales.
Por lo tanto, antes de usar formalmente el coagulante PAC, se debe realizar una prueba de jarra representativa (ASTM D2035) para determinar la dosis química óptima y los parámetros operativos mediante la simulación de las condiciones de trabajo en el sitio. La prueba de jarra no solo puede ayudar a seleccionar la dosis química más económica, sino que también puede evaluar por adelantado la velocidad de formación de flóculos, los efectos de la sedimentación y la calidad del efluente, proporcionando una base para una operación estable en el sitio.
Flujo de dosificación de PAC estándar
Para poder ejercer plenamente el rendimiento del PAC en el tratamiento de aguas residuales de minas, las operaciones deben seguir un proceso de coagulación razonable.
Paso 1: realizar una prueba del frascoAntes de la producción formal, se deben seleccionar muestras representativas de aguas residuales mineras para experimentos. A través de diferentes combinaciones de concentraciones de PAC, observe: velocidad de formación de flóculos, tamaño de flóculo, tiempo de sedimentación, turbidez del sobrenadante y la dosis económica óptima. Este proceso puede reducir efectivamente-el tiempo de puesta en servicio en el sitio y mejorar la estabilidad operativa posterior.
Paso 2: Mezclado rápido para dosificación de PACEl PAC debe dosificarse en una posición donde la turbulencia del flujo de agua sea fuerte, permitiendo que el producto químico se disperse rápida y uniformemente. Las condiciones de mezclado rápido recomendadas son las siguientes:
Valor G: 200–400 s⁻¹
Tiempo de mezclado: 30 a 60 segundos El mezclado rápido ayuda al PAC a contactar rápidamente las partículas suspendidas para completar la neutralización de la carga, creando buenas condiciones para la floculación posterior.
Paso 3: reacción de floculación lentaDespués de completar la mezcla rápida, las aguas residuales entran en la etapa de floculación. Se recomienda controlar:
Valor G mantenido entre 20 y 60 s⁻¹
Tiempo de floculación: 15 a 25 minutos Una agitación más lenta puede evitar que los flóculos ya formados se corten y rompan, al tiempo que promueve que más partículas finas se combinen en flóculos más grandes, mejorando la eficiencia de la sedimentación.
Paso 4: Tratamiento de sedimentación o espesamientoDespués de una floculación suficiente, las aguas residuales ingresan a tanques de sedimentación, espesadores o equipos de clarificación. Los flóculos de partículas-grandes formados pueden sedimentarse rápidamente, logrando una separación de sólidos-líquidos y proporcionando un efluente más claro para el agua de retorno de relaves y su utilización circular.
Mejores resultados cuando se utilizan PAC y PAM conjuntamente
Actualmente, la mayoría de las minas modernas no utilizan PAC solo, sino que adoptan un proceso combinado de PAC+PAM. Esta combinación se ha aplicado ampliamente en: tratamiento de aguas residuales de relaves, agua de retorno de relaves de minas de oro, agua circulante de beneficio de minas de cobre, espesadores de mineral de hierro, tratamiento de aguas residuales de lavado de minerales y tratamiento de minerales con alto contenido de arcilla-.
El PAC es el principal responsable de la coagulación rápida, mientras que el PAM mejora aún más la estructura de los flóculos, conectando partículas finas para formar grupos de flóculos grandes más estables.
El uso combinado de PAC y PAM suele presentar las siguientes ventajas:
✔ Mejora la fuerza del flóculo;
✔ Aumenta el tamaño del flóculo;
✔ Acelera la velocidad de sedimentación;
✔ Mejora la eficiencia de deshidratación del filtro prensa;
✔ Reduce el consumo integral de químicos;
✔ Mejora los efectos de clarificación del agua circulante.
Para partículas de arcilla ultra-finas con un tamaño de partícula inferior a 2 μm, este proceso combinado generalmente puede lograr mejores resultados de tratamiento y, por lo tanto, se ha convertido en un esquema de proceso maduro para muchas grandes empresas mineras.
¿Cuáles son las ventajas del PAC en comparación con el alumbre?
En el pasado, muchas minas adoptaron sulfato de aluminio (alumbre) como coagulante, pero con los crecientes requisitos ambientales y la necesidad de controlar los costos operativos, cada vez más empresas han comenzado a actualizar al proceso de tratamiento de PAC. A continuación se detallan las principales diferencias entre los dos coagulantes en el tratamiento de aguas residuales mineras.
| Artículo de comparación | Cloruro de polialuminio (PAC) | Alumbre (sulfato de aluminio) |
| Rango de adaptación del pH | Mantiene buenos efectos del tratamiento dentro del rango de 5,0 a 9,0 | Rango aplicable estrecho, sensible a cambios en la calidad del agua. |
| Velocidad de floculación | Rápida velocidad de formación de flóculos | relativamente lento |
| Volumen de producción de lodos | Reducido entre un 30 % y un 50 % | Gran volumen de lodos |
| Rendimiento de baja-temperatura | Mantiene un rendimiento estable por debajo de 10 grados. | La eficiencia disminuye significativamente en condiciones de baja-temperatura |
| Calidad del agua circulante | Es más fácil obtener efluentes de baja-turbidez | La estabilidad relativa de la calidad del agua es menor. |
| Costo operativo integral | Propicio para reducir los costos operativos-a largo plazo | Mayores costes posteriores del tratamiento de lodos |
Para las minas modernas, el PAC no sólo puede mejorar el efecto de coagulación sino que también puede reducir la carga de trabajo del tratamiento de lodos y mejorar la tasa de utilización del agua en circulación, lo que lo hace cada vez más reconocido por las empresas mineras.
El PAC reemplaza a los coagulantes tradicionales, creando valor-a largo plazo para las minas
Para los sistemas de tratamiento de agua de minas que han estado funcionando durante muchos años, actualizar el coagulante no significa que se deba reemplazar todo el equipo. En la mayoría de los casos,Cloruro de polialuminio (PAC)se puede aplicar directamente a los sistemas de dosificación de productos químicos existentes, simplemente requiriendo una re-optimización de la dosis y los parámetros operativos de acuerdo con las nuevas características químicas.
En términos generales, el paso del alumbre tradicional al PAC implica principalmente las siguientes tareas:
Completar una prueba del frasco;
Ajustar la concentración de dosificación de productos químicos;
Calibración de equipos de medición;
Optimización de los parámetros operativos;
Realización de una formación sencilla para los operadores.
Todo el proceso de conversión suele ser bastante rápido y puede completarse en poco tiempo sin modificaciones{0}}de equipo a gran escala, lo que ayuda a las empresas mineras a aumentar rápidamente la eficiencia del tratamiento de aguas residuales.
Resumen del capítulo
Mediante la selección racional de la dosis de PAC, la estandarización de los procedimientos de dosificación de productos químicos y la combinación con PAM para un tratamiento sinérgico, las empresas mineras pueden mejorar aún más los efectos del tratamiento de las aguas residuales de relaves y el agua de circulación del proceso, reducir los costos de tratamiento de lodos y mejorar la eficiencia operativa general. Mientras tanto, en comparación con el alumbre tradicional, el PAC posee ventajas más distintivas en la adaptación a la compleja calidad del agua, el funcionamiento a baja-temperatura y la economía a largo plazo-, lo que lo convierte en uno de los coagulantes vitales en el tratamiento de aguas residuales de la minería moderna.
(Preguntas frecuentes)
1. ¿A qué tipos de aguas residuales mineras se aplica el cloruro de polialuminio (PAC)?
Cloruro de polialuminio (PAC) iEs aplicable a la mayoría de los escenarios de tratamiento de aguas residuales mineras, incluidas aguas residuales de relaves, agua circulante de beneficio, drenaje de minas, aguas residuales de lavado de minerales, escorrentía superficial de minas y aguas residuales de procesamiento de agregados de arena y grava, entre otros. Para aguas residuales que contienen un gran volumen de partículas suspendidas, arcilla, limo y partículas minerales ultra-finas, el PAC generalmente puede lograr buenos efectos de coagulación y sedimentación. Al mismo tiempo, también es adecuado para múltiples industrias, como minas de oro, minas de cobre, minas de hierro, minas de plomo-zinc, minas de carbón, minas de níquel y minas no-metálicas.
2. ¿Puede el PAC tratar el drenaje ácido de minas (AMD)?
Sí, puede. El PAC puede eliminar eficazmente los sólidos suspendidos en el drenaje ácido de las minas, mejorando la claridad de las aguas residuales. Si las aguas residuales contienen metales pesados como hierro, aluminio y manganeso, se recomienda controlar el pH entre 7,5 y 9,0 durante el proceso de tratamiento, lo que permite que algunos iones metálicos formen co-precipitados, lo que aumenta la eficiencia de eliminación general. Para drenaje ácido de mina con altas concentraciones de metales pesados o composiciones complejas, generalmente se recomienda adoptar un proceso combinado de neutralización con PAC + cal para obtener efectos de tratamiento más estables.
3. ¿El PAC es adecuado para tratar aguas residuales generadas a partir de minerales con alto contenido de arcilla?
Muy adecuado. Los minerales con alto contenido de arcilla-generan fácilmente una gran cantidad de partículas con tamaños de partícula extremadamente pequeños y cargas negativas durante el procesamiento. Estas partículas tienen velocidades de sedimentación natural lentas y representan uno de los problemas más comunes en el tratamiento de aguas residuales mineras. El PAC puede neutralizar rápidamente la carga superficial de las partículas, promoviendo que las partículas finas formen flóculos más grandes. Para partículas de arcilla ultra-finas con un tamaño de partícula inferior a 2 μm, se recomienda adoptar unPAC + Poliacrilamida Aniónica (APAM)Proceso de-coagulación-floculación en dos etapas, que generalmente puede lograr efectos de sedimentación más ideales.
4. ¿Se debe utilizar PAC junto con PAM?
No todos los proyectos requieren un uso conjunto. Para aguas residuales mineras con alta turbidez y tamaños de partículas más grandes, el uso de PAC solo puede lograr buenos efectos de tratamiento. Si las aguas residuales contienen un gran volumen de partículas ultra-finas, coloides o arcilla, o si es necesario aumentar la velocidad de sedimentación y mejorar el rendimiento de deshidratación del filtro prensa, se recomienda utilizarlas en cooperación conPoliacrilamida (PAM). El PAC es el principal responsable de la coagulación, mientras que el PAM es el principal responsable de la floculación puente, y la acción sinérgica de los dos puede aumentar aún más la eficiencia de la separación de sólidos-líquidos.
5. ¿Cómo se determina la dosis de PAC?
No existe una dosis óptima uniforme para diferentes minas. Las propiedades del mineral, la concentración de sólidos suspendidos, la temperatura del agua, el valor del pH, las fluctuaciones de la calidad del agua y los objetivos del tratamiento afectarán la demanda química final. Por lo tanto, se recomienda realizar una prueba de jarra ASTM D2035 antes de la operación formal, optimizando la dosis de PAC de acuerdo con las muestras de agua reales para obtener el mejor efecto de tratamiento y el menor costo operativo.
6. ¿Puede el PAC reemplazar directamente al alumbre?
En la mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas residuales mineras, sí se puede. Para las minas que ya han adoptado el alumbre como coagulante, generalmente no hay necesidad de reemplazar el equipo de tratamiento primario; El cambio se puede completar simplemente re-realizando pruebas de jarras, optimizando las dosis de químicos y ajustando los parámetros operativos. En comparación con el alumbre tradicional, el PAC suele presentar las siguientes ventajas:
Rango de adaptación de pH más amplio;
Velocidad de floculación más rápida;
El volumen de producción de lodos se redujo entre un 30% y un 50%;
Mantiene un rendimiento de floculación estable por debajo de 10 grados;
Propicio para reducir los costos de gestión de relaves y tratamiento de lodos.
¿Cómo completar con éxito el reemplazo del PAC y la optimización del sistema?
Para las empresas que planean actualizar los sistemas de tratamiento de aguas residuales mineras, reemplazar el coagulante no es solo una sustitución del producto, sino que debe integrarse con la optimización general basada en-las condiciones de trabajo en el sitio. Generalmente se recomienda implementar de acuerdo con el siguiente flujo:
Fase I: Prueba de muestras de aguaAnalizar la concentración de sólidos suspendidos, distribución del tamaño de partículas, valor de pH y composición de los principales contaminantes en las aguas residuales.
Fase II: Prueba del tarroUtilice muestras de agua representativas para seleccionar el modelo de PAC óptimo y la dosis recomendada, y verificar el efecto de sedimentación.
Fase III: Puesta en marcha-in situOptimice el punto de dosificación de PAC, la intensidad de la mezcla, el tiempo de floculación y el efecto de sedimentación de acuerdo con las condiciones operativas reales.
Fase IV: Optimización Técnica ContinuaCuando cambien las propiedades del mineral, las estaciones o las escalas de tratamiento, ajuste el esquema químico a tiempo para garantizar-un funcionamiento estable a largo plazo del sistema.
A través de servicios técnicos estandarizados, las empresas mineras no sólo pueden obtener mejores efectos de tratamiento, sino que también pueden reducir el consumo de químicos, reducir los gastos de tratamiento de lodos y elevar la eficiencia en la utilización del agua de proceso.
Conclusión
A medida que los requisitos de la industria minera en materia de descarga ambiental, reciclaje de recursos hídricos y control de costos operativos continúan aumentando, los coagulantes eficientes y estables se han convertido en un componente importante de los sistemas de tratamiento de aguas residuales mineras. Como coagulante de polímero inorgánico maduro,Cloruro de polialuminio (PAC)desempeña un papel cada vez más vital en aguas residuales de relaves, drenaje de minas, aguas residuales de lavado de minerales y tratamiento de agua de circulación de procesos en virtud de sus ventajas, como floculación rápida, amplio rango de adaptación de la calidad del agua, rendimiento estable a baja-temperatura y baja generación de lodos.
Las prácticas muestran que, bajo los mismos objetivos de tratamiento, el PAC no sólo puede mejorar la eficiencia de la clarificación de aguas residuales, sino que también puede reducir la producción de lodos entre un 30% y un 50%, ayudando a las empresas mineras a reducir los costos de gestión de relaves y eliminación de lodos. Mientras tanto, el PAC puede mantener un buen rendimiento de tratamiento dentro de un rango de pH de 5,0 a 9,0 y posee efectos de floculación estables incluso por debajo de 10 grados, lo que lo hace adecuado para proyectos mineros en diferentes regiones y condiciones de trabajo complejas.
Para las empresas que deseen aumentar las tasas de utilización del agua de proceso, optimizar los procesos de tratamiento y reducir los costos operativos integrales, elegir científicamente productos PAC y combinarlos con Jar Tests para optimizar los esquemas de dosificación ayudará a lograr un tratamiento de aguas residuales mineras más eficiente, económico y sostenible.
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