申請日2015.09.28

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號C02F9/04; C02F101/20; C02F11/12

　　摘要

　　本發(fā)明涉及有色金屬選礦生產(chǎn)后的尾礦廢水處理工藝，公開了一種降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法，其尾礦處理過程包括尾礦濃縮脫水——細粒級尾礦再濃縮——尾礦砂沉淀的工序，在于尾礦處理過程還包括添加聚合氧化鋁試劑吸附銅離子，所述尾礦濃縮脫水環(huán)節(jié)為：將選礦廠排出的尾礦漿輸送至脫水斗進行脫水處理，使較重的粗粒級尾礦沉降至脫水斗底部形成粗粒級沉砂，較輕的細粒級尾礦伴隨礦漿從脫水斗上層溢出形成細粒級尾礦漿;脫水處理完畢，粗粒級沉砂直接進入尾礦砂沉淀工序，細粒級尾礦漿與聚合氧化鋁試劑混合后進入再濃縮工序。本發(fā)明降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法具有成本低、操作簡單、環(huán)保達標的特點。

　　摘要附圖

 

　　權利要求書

　　1.一種降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法，其尾礦處理過程包括尾礦濃縮脫水——細粒級尾礦再濃縮——尾礦砂沉淀的工序，其特征在于尾礦處理過程還包括添加聚合氧化鋁試劑吸附銅離子，具體工序如下：

　　a)尾礦濃縮脫水：將選礦廠排出的尾礦漿輸送至脫水斗進行脫水處理，使較重的粗粒級尾礦沉降至脫水斗底部形成粗粒級沉砂，較輕的細粒級尾礦伴隨礦漿從脫水斗上層溢出形成細粒級尾礦漿;脫水處理完畢，粗粒級沉砂直接進入尾礦砂沉淀工序，細粒級尾礦漿與聚合氧化鋁試劑混合后進入再濃縮工序;

　　b)細粒級尾礦再濃縮：將工序a所得的細粒級尾礦漿輸送至濃縮機進行濃縮處理，使尾礦漿中的細粒級尾礦濃縮沉降后形成沉砂，濃縮分離出來的水分形成溢流液;濃縮處理完畢，沉砂經(jīng)過輸送通道進入沉淀工序，溢流液經(jīng)過水循環(huán)處理后，返回選礦廠再利用;

　　c)尾礦砂沉淀：將工序a的脫水沉砂和工序b的濃縮沉砂合并后，通過尾礦砂泵揚送至尾礦庫進行堆積沉淀;待沉淀充分后，上層澄清液經(jīng)過水循環(huán)處理后，返回選礦廠再利用，下層渾濁液作為外排廢水實施排放;排放過程中，實時監(jiān)控外排廢水的重金屬含量。

　　2.根據(jù)權利要求1所述降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量的方法，其特征在于：工序a中聚合氧化鋁試劑的添加方式是溢流所得的細粒級尾礦漿經(jīng)過溢流槽再輸送至濃縮機，溢流流量為1000L/min;溢流過程中往溢流槽中按69g/min的速度加入2～5%的聚合氧化鋁試劑，使之與尾礦漿混合反應，并在后續(xù)工序中控制廢水的排出時機使聚合氧化鋁與銅離子的作用時間不少于30min。

　　3.根據(jù)權利要求1所述降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量的方法，其特征在于：工序a中尾礦漿與聚合氧化鋁試劑混合反應前，控制尾礦漿的pH值為8～9，銅離子含量為2～7mg/L。

　　4.根據(jù)權利要求1所述降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量的方法，其特征在于：工序c尾礦砂沉淀過程中，尾礦在尾礦庫的沉淀時間為50～80min。

　　5.據(jù)權利要求1所述降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量的方法，其特征在于：工序a中的聚合氧化鋁試劑濃度為3%，其配備方法是將3份聚合氯化鋁固體溶解于97份清水中，且經(jīng)常對其進行攪拌以確保不至于沉淀凝結(jié)。

　　6.根據(jù)權利要求1所述降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量的方法，其特征在于：實時監(jiān)控外排廢水的重金屬含量的方式是在尾礦庫外排口處安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，隨時監(jiān)控外排口廢水中的重金屬含量，若重金屬含量達標則正常外排，若重金屬含量不達標則將廢水輸送至臨時事故池，采用石灰中和法或焙燒白云石吸附法進行處理，處理完畢，再轉(zhuǎn)回尾礦庫重新沉淀。

　　說明書

　　一種降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及有色金屬選礦生產(chǎn)后的尾礦廢水處理工藝，尤其涉及一種降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法。

　　背景技術

　　選礦廠生產(chǎn)后將生產(chǎn)大量的尾礦礦漿須輸送到尾礦庫堆存，以便于今后在選礦技術成熟后重新開發(fā)利用這些尾礦資源。尾礦庫是大容積的沉淀-貯存庫，庫內(nèi)設置排水井和排水管，或沿邊緣開設排水溝，尾礦水在庫內(nèi)澄清凈化后溢流排出。選礦廠輸送至尾礦庫的尾礦濃度一般為11%左右，經(jīng)尾礦庫自然沉淀，約有85%左右的尾礦廢水可返回選礦廠重復使用，近15%的廢水則由尾礦庫外排口進入下游的河流或滲入地表。

　　尾礦庫上清液如達不到排放標準時，應作進一步處理。常采用的去除重金屬可采用石灰中和法和焙燒白云石吸附法。去除1毫克銅需石灰0.81毫克，1毫克鎳需石灰0.88毫克，pH要求控制在8.5以上。用粒度小于0.1毫米的焙燒白云石吸附可去除銅、鉛離子。去除1毫克銅需白云石25毫克，1毫克鉛需白云石2.5毫克。

　　但隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)保質(zhì)量要求越來越高，2010年9月27日，中國環(huán)境保護部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》(GB25466-2010)取代《污水綜合排放》(排放GB8978-1996)，要求現(xiàn)有企業(yè)于2012年1月1日起執(zhí)行表2規(guī)定的水污染物排放限值。傳統(tǒng)的石灰中和法和焙燒白云石吸附法處理尾礦廢水已經(jīng)不能滿足環(huán)保要求，因此，控制尾礦庫外排口重金屬離子含量是尾礦庫管理的重要一環(huán)，也是環(huán)保治理工作的重要工作內(nèi)容。

　　國內(nèi)外專利數(shù)據(jù)庫也公開了一些尾礦廢水處理技術，如：

　　【題名】尾礦廢水的處理方法【申請日】2009年5月20日【公開日】2009年10月28日【申請?zhí)枴?00910302467.0【內(nèi)容提要】本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種尾礦廢水的處理方法，該方法具體包括以下步驟：a.尾礦廢水沉降得到溢流和固含量30～40%的底流一，底流一輸送到尾礦庫，溢流沉降后得到清水一和底流二;b.步驟a的底流一在尾礦庫沉降后分別得到泥漿于礦砂;c.泥漿沉降后得到濃漿與清水二;d.合并底流二和濃泥漿，通過壓濾收得清水三和濾渣。清水一、清水二、和清水三可直接進入后續(xù)生產(chǎn)流程循環(huán)利用。

　　現(xiàn)有尾礦廢水處理技術主要存在以下缺點：1.僅是減少了尾礦庫中泥漿含量，對重金屬離子處理效果差，特別是對銅離子的處理效果，達不到新的環(huán)保要求;2.生產(chǎn)過程要進行多次分流、合流，操作不便，效率低下。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有尾礦庫廢水處理工藝的缺點和不足，提供一種成本低、操作簡單、環(huán)保達標的降低尾礦庫外排放廢水中銅離子含量方法。

　　本發(fā)明的降低尾礦庫外排廢水中銅離子含量的方法，其尾礦處理過程包括尾礦濃縮脫水——細粒級尾礦再濃縮——尾礦砂沉淀的工序，所述尾礦處理過程還包括添加聚合氧化鋁試劑吸附銅離子，具體操作如下：

　　a)尾礦濃縮脫水：將選礦廠排出的尾礦漿輸送至脫水斗進行脫水處理，使較重的粗粒級尾礦沉降至脫水斗底部形成粗粒級沉砂，較輕的細粒級尾礦伴隨礦漿從脫水斗上層溢出形成細粒級尾礦漿;脫水處理完畢，粗粒級沉砂直接進入尾礦砂沉淀工序，細粒級尾礦漿與聚合氧化鋁試劑混合后進入再濃縮工序。

　　b)細粒級尾礦再濃縮：將工序a所得的細粒級尾礦漿輸送至濃縮機進行濃縮處理，使尾礦漿中的細粒級尾礦濃縮沉降后形成沉砂，濃縮分離出來的水分形成溢流液;濃縮處理完畢，沉砂經(jīng)過輸送通道進入沉淀工序，溢流液經(jīng)過水循環(huán)處理后，返回選礦廠再利用。

　　c)尾礦砂沉淀：將工序a的脫水沉砂和工序b的濃縮沉砂合并后，通過尾礦砂泵揚送至尾礦庫進行堆積沉淀;待沉淀充分后，上層澄清液經(jīng)過水循環(huán)處理后，返回選礦廠再利用，下層渾濁液作為外排廢水實施排放;排放過程中，實時監(jiān)控外排廢水的重金屬含量。

　　尾礦濃縮脫水的作用：通過尾礦濃縮脫水，可以大量除去尾礦漿中的粗粒級尾礦，確保聚合氧化鋁更有效地與尾礦漿中游離子態(tài)銅離子接觸和作用，減少聚合氧化鋁與大量的尾礦接觸而增加生產(chǎn)成本。

　　作為本發(fā)明的進一步說明，工序a聚合氧化鋁試劑的添加方式如下：溢流所得的細粒級尾礦漿經(jīng)過溢流槽再輸送至濃縮機，溢流流量為1000L/min(也就是600m3/h);溢流過程中往溢流槽中按69g/min的速度加入2～5%的聚合氧化鋁試劑，使之與尾礦漿混合反應，并在后續(xù)工序中控制廢水的排出時機使聚合氧化鋁與銅離子的作用時間不少于30min。

　　將聚合氧化鋁試劑的加入速度限定在69g/min，能促使聚合氧化鋁在尾礦礦漿的輸送過程中完全與尾礦漿中的銅離子接觸和作用，確保了尾礦在其后的自然沉淀過程中凝聚存積，實現(xiàn)降低外排尾礦廢水中銅離子含量的目標。

　　本發(fā)明要求聚合氧化鋁與銅離子的作用時間不少于30min，因為在30min這一時間值，聚合氧化鋁對銅離子的吸附率最高，即保證30min以上的作用時間可以提高聚合氧化鋁試劑利用率，降低生產(chǎn)成本。

　　作為本發(fā)明的進一步說明，工序a尾礦漿與聚合氧化鋁試劑混合反應前，控制尾礦漿的pH值為8～9，銅離子含量為2～7mg/L。

　　控制尾礦漿的pH值和銅離子含量有利于提高聚合氧化鋁試劑的作用效果，因為pH值為8~9時，聚合氧化鋁對銅離子的吸附率最高，低于或高于該pH范圍的效果都變差�？梢栽谶x礦廠生產(chǎn)過程中嚴格控制濃硫酸和石灰選礦藥劑的用量，確保尾礦礦漿中的pH值處于8~9范圍。同樣的，當尾礦礦漿的銅離子含量為2～7mg/L時，聚合氧化鋁對銅離子的吸附率比較理想，低于該范圍造成聚合氧化鋁試劑浪費，高于該范圍對銅離子吸附不完全;可以在礦廠生產(chǎn)過程中嚴格控制硫酸銅選礦藥劑的用量，確保尾礦礦漿中的離子含量為2～7mg/L。

　　作為本發(fā)明的進一步說明，工序c尾礦砂沉淀過程中，尾礦在尾礦庫的沉淀時間為50～80min。如此，確保聚合氧化鋁與銅離子的作用時間，發(fā)揮聚合氧化鋁試劑的最大作用效果。

　　作為本發(fā)明的進一步說明，實時監(jiān)控外排廢水的重金屬含量的方式如下：在尾礦庫外排口處安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，隨時監(jiān)控外排口廢水中的重金屬含量;若重金屬含量達標則正常外排，若重金屬含量不達標則將廢水輸送至臨時事故池，采用石灰中和法或焙燒白云石吸附法進行處理，處理完畢，再轉(zhuǎn)回尾礦庫重新沉淀。通過監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可以實時掌握外排廢水動態(tài)數(shù)據(jù)，方便對外排過程的嚴密監(jiān)控，確保尾礦庫外排廢水質(zhì)量全部達標，保護生態(tài)環(huán)境;同時也有利于工作人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行后期的工藝調(diào)整或改進。

　　作為本發(fā)明的進一步說明，步驟a中的聚合氧化鋁試劑濃度為3%，其配備方法如下：將3份聚合氯化鋁固體溶解于97份清水中，且經(jīng)常對其進行攪拌以確保不至于沉淀凝結(jié)。聚合氧化鋁在液態(tài)條件下比粉末狀態(tài)時與礦漿中的銅離子作用效果更加理想，同時，試驗證明濃度為3%的聚合氧化鋁試劑對銅離子的吸附能力最好。

　　本發(fā)明尾礦庫廢水處理的方法與現(xiàn)有技術相比具有以下進步：

　　1、操作簡單、效率高：尾礦處理過程僅包含尾礦濃縮脫水——細粒級尾礦再濃縮——尾礦砂沉淀三道工序，避免多次分/合流、澄清、過濾等操作;聚合氧化鋁試劑投放操作也放在尾礦濃縮脫水工序中一并完成，因此聚合氧化鋁試劑伴隨著尾礦漿一起流動，銅離子吸附環(huán)節(jié)也就融合在了整個尾礦處理過程中，省卻了傳統(tǒng)工藝中為清除銅離子額外增加的工序及設備，相比傳統(tǒng)工藝，尾礦處理時間節(jié)省30%。

　　2、廢水處理成本低：本發(fā)明通過控制尾礦漿的pH值、銅離子含量、聚合氧化鋁與銅離子的作用時間等參數(shù)，將聚合氧化鋁利用率及作用效果發(fā)揮到極致，有效節(jié)省試劑用量，降低生產(chǎn)成本;同時整個尾礦處理工藝，90%以上的廢水可以返回選礦廠重復利用，從宏觀上大幅度降低了水資源消耗。

　　3、環(huán)保達標：尾礦漿中的銅離子經(jīng)過聚合氧化鋁試劑吸附銅和尾礦庫自然沉淀兩道工序的清理，同時外排廢水的重金屬含量經(jīng)過實時監(jiān)控，本發(fā)明尾礦處理工藝的外排廢水中銅離子含量遠遠低于《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》(GB25466-2010)規(guī)定的水污染物排放限值。