CN104876369A - 一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，该工艺主要分为沉铁反应、固液分离、硫化处理和中和处理四步，酸性废水首先通过投加碱性试剂或磷酸盐、硫化物等药剂进行沉铁处理，然后进行固液分离，分离后的上清液通过投加硫化试剂或重金属螯合剂，使废液中的铜离子或其他重金属离子产生沉淀，硫化处理后的渣水混合液通过浓密机或沉淀池进行固液分离，上清液投加碱性试剂进行中和处理，处理后的处理液和硫化沉淀渣按一定比例用于选矿生产流程中。本发明根据有色金属矿山酸性废水水量大、水质复杂、处理产渣量高等特征，将酸性废水分步处理后返回选矿生产工艺流程中，具有不对选矿生产指标产生影响，甚至提高选矿生产指标的作用，从而实现了酸性废水的零排放，渣的零贮存，缩短工程施工期、缩小工程施工量、降低工程投资及运行成本。

Description

一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺

技术领域

本发明涉及环保领域污染物处理方法，特别涉及一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺。

背景技术

大多数有色金属矿山属于多金属矿，矿石含有铜、铅、锌、金、银、钼等有价元素，这些金属元素主要以次生的硫化矿为主，这些矿物在开采过程中，由于空气、水和细菌的共同作用，形成硫酸、金属硫酸盐，并溶出矿石中的多种金属离子，从而形成含有铜、铁、锌、锰、砷等的酸性废水。特别是有些金属矿山只有浮选作业，无电解和堆浸作业，加入矿山所处位置位于青藏高原、云贵高原等高海拔地区，生态***脆弱，更易形成含有大量硫酸根离子的酸性废水，进而引发泥石流、山体滑坡等地质灾害。

矿山酸性废水排入环境后，会使水体的pH值发生变化，破坏水体的自然缓冲作用，消灭或抑制微生物的生长，妨碍水体自净，导致水体出现发臭、变色等现象，并且酸性水会严重腐蚀管道、水泵、水泥等构筑物及其他机械设备，给人们的健康、生活及生产带来巨大的威胁。目前，对矿山酸性废水处理的方法主要有化学沉淀法、离子交换法、电解法、膜分离法等。这些方法在矿山应用过程中，只注重对矿山酸性废水的治理，没有统筹考虑到酸性废水的资源化利用，从而造成投资成本巨大、运行成本昂贵、占地面积较大、资源浪费严重等诸多不利因素。因此，如何研究一种实际可行、经济合理的酸性废水处理方法，实现酸性废水的有效资源化利用是目前有色金属矿山面临的当务之急。

发明内容

本发明的目的就是针对现有处理方法存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高，无渣场和过滤***，可实现酸性废水零排放的有色金属矿山酸性废水综合处理工艺。

本发明包括以下步骤：

(1)、引水：酸性废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的调节池内；

(2)、沉铁反应：将调节池内的酸性废水通入至沉铁反应器内，投加碱性试剂，将pH值调节至3.5～4.0之间，反应时间至少20min，将三价铁离子转变成氢氧化铁完全沉淀下去，或加入磷酸盐控制废水pH值在1.5～2.5之间，反应时间至少30min，将三价铁离子转变成磷酸铁沉淀下去，反应时可投加混凝药剂促进沉淀，若废水中无三价铁离子，可直接进入硫化处理步骤。

(3)、固液分离：沉铁反应的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，分离后的上清液进行进一步处理，投加碱性试剂分离后的底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内，投加磷酸盐沉淀分离后的底流经过磷酸酸洗和水洗后，制备磷酸铁产品。

(4)、硫化处理：固液分离后的上清液在搅拌状态下，投加硫化试剂或重金属螯合剂，反应时间在上20min，使废液中的铜离子或其他重金属离子生成难容沉淀物，然后投加混凝药剂促进沉淀；

(5)、固液分离：硫化处理后的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，上清液进行进一步处理，底流进入选矿厂精矿浮选车间或过滤***，制备金属产品。

(6)、中和处理：固液分离后的上清液通过投加碱性试剂调节pH值至7～9之间进行中和处理，中和处理反应时间至少30min，然后投加混凝药剂进行混凝沉淀；

(7)、固液分离：中和处理后的渣水混合物通过浓密机和沉淀池进行固液分离，上清液给入到选矿生产流程中，底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内。

所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，调节池作防渗和防腐处理。

所述步骤(2)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，磷酸盐为磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸铵，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

所述步骤(4)中，硫化试剂为无机硫化物或有机硫化物。所述的无机硫化物为硫化钠、硫化铁或硫化钙，重金属螯合剂为黄原酸酯类、二硫代胺基甲酸盐类衍生物，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

所述步骤(6)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

本发明的有益效果：

本发明根据有色金属矿山酸性废水水量大、水质复杂、处理产渣量高等特征，将酸性废水分步处理后返回选矿生产工艺流程中，具有不对选矿生产指标产生影响，甚至提高选矿生产指标的作用，从而实现了酸性废水的零排放，渣的零贮存，缩短工程施工期、缩小工程施工量、降低工程投资及运行成本。

具体实施方式

本发明包括以下步骤：

(1)、引水：酸性废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的调节池内；

(2)、沉铁反应：将调节池内的酸性废水通入至沉铁反应器内，投加碱性试剂，将pH值调节至3.5～4.0之间，反应时间至少20min，将三价铁离子转变成氢氧化铁完全沉淀下去，或加入磷酸盐控制废水pH值在1.5～2.5之间，反应时间至少30min，将三价铁离子转变成磷酸铁沉淀下去，反应时可投加混凝药剂促进沉淀，若废水中无三价铁离子，可直接进入硫化处理步骤。

(3)、固液分离：沉铁反应的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，分离后的上清液进行进一步处理，投加碱性试剂分离后的底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内，投加磷酸盐沉淀分离后的底流经过磷酸酸洗和水洗后，制备磷酸铁产品。

(4)、硫化处理：固液分离后的上清液在搅拌状态下，投加硫化试剂或重金属螯合剂，反应时间在上20min，使废液中的铜离子或其他重金属离子生成难容沉淀物，然后投加混凝药剂促进沉淀；

(5)、固液分离：硫化处理后的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，上清液进行进一步处理，底流进入选矿厂精矿浮选车间或过滤***，制备金属产品。

(6)、中和处理：固液分离后的上清液通过投加碱性试剂调节pH值至7～9之间进行中和处理，中和处理反应时间至少30min，然后投加混凝药剂进行混凝沉淀；

(7)、固液分离：中和处理后的渣水混合物通过浓密机和沉淀池进行固液分离，上清液给入到选矿生产流程中，底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内。

所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，调节池作防渗和防腐处理。

所述步骤(2)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，磷酸盐为磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸铵，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

所述步骤(4)中，硫化试剂为无机硫化物或有机硫化物。所述的无机硫化物为硫化钠、硫化铁或硫化钙，重金属螯合剂为黄原酸酯类、二硫代胺基甲酸盐类衍生物，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

所述步骤(6)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

具体实例：

某有色金属矿山酸性废水，pH为2.6，Cu为263.51mg/L，Fe为1235.47mg/L，Zn为4.52mg/L，Ni为6.64mg/L，As为2.12mg/L、SO₄ ^2-为15360.43mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。取5L废水置于搅拌槽中，开启搅拌，投加质量浓度10％的石灰乳将废水pH调节至3.5，反应30min，接着投加质量浓度0.5‰的PAM试剂10mL进行混凝沉淀，静置2h后，将沉淀后的上清液通入到硫化反应搅拌槽中，投加质量浓度10％的硫化钠溶液25mL搅拌反应30min后，接着投加质量浓度0.5‰的PAM试剂5mL进行混凝沉淀，静置1h后，将沉淀后的上清液加入质量浓度10％的石灰乳进行中和反应30min，调节pH至7.5，接着投加质量浓度0.5‰的PAM试剂10mL进行混凝沉淀，静置2h后，将硫化反应沉淀后的硫化渣和中和沉淀后的上清液全部用于浮选试验，与不加硫化渣的清水浮选试验指标对比，试验结果如表1所示。

表1浮选试验结果

从表1的浮选对比试验结果可知，硫化处理后的流化渣投加到浮选流程中后，铜精矿的产率、品位和回收率都有明显的提升。

Claims (6)

1.一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)、引水：酸性废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的调节池内；

(2)、沉铁反应：将调节池内的酸性废水通入至沉铁反应器内，投加碱性试剂，将pH值调节至3.5～4.0之间，反应时间至少20min，将三价铁离子转变成氢氧化铁完全沉淀下去，或加入磷酸盐控制废水pH值在1.5～2.5之间，反应时间至少30min，将三价铁离子转变成磷酸铁沉淀下去，反应时可投加混凝药剂促进沉淀，若废水中无三价铁离子，可直接进入硫化处理步骤。

(3)、固液分离：沉铁反应的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，分离后的上清液进行进一步处理，投加碱性试剂分离后的底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内，投加磷酸盐沉淀分离后的底流经过磷酸酸洗和水洗后，制备磷酸铁产品。

(4)、硫化处理：固液分离后的上清液在搅拌状态下，投加硫化试剂或重金属螯合剂，反应时间在上20min，使废液中的铜离子或其他重金属离子生成难容沉淀物，然后投加混凝药剂促进沉淀；

(5)、固液分离：硫化处理后的渣水混合物通过浓密机或沉淀池进行固液分离，上清液进行进一步处理，底流进入选矿厂精矿浮选车间或过滤***，制备金属产品。

(6)、中和处理：固液分离后的上清液通过投加碱性试剂调节pH值至7～9之间进行中和处理，中和处理反应时间至少30min，然后投加混凝药剂进行混凝沉淀；

(7)、固液分离：中和处理后的渣水混合物通过浓密机和沉淀池进行固液分离，上清液给入到选矿生产流程中，底流进入到选矿厂的尾矿深锥浓密***或直接排入尾矿库内。

2.根据权利要求1所述的一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，调节池作防渗和防腐处理。

3.根据权利要求1所述的一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，磷酸盐为磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸铵，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

4.根据权利要求1所述的一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，硫化试剂为无机硫化物或有机硫化物；重金属螯合剂为黄原酸酯类、二硫代胺基甲酸盐类衍生物，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。

5.根据权利要求4所述的一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，其特征在于：所述的无机硫化物为硫化钠、硫化铁或硫化钙。

6.根据权利要求1所述的一种有色金属矿山酸性废水综合处理工艺，其特征在于：所述步骤(6)中，碱性试剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、碳酸钠或氢氧化钠，混凝剂为无机盐混凝剂或高分子混凝剂。