申請日2015.11.03
公開(公告)日2016.01.20
IPC分類號C02F9/04; C02F103/10
摘要
本發(fā)明公開了一種白鎢選礦廢水處理工藝，屬于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。步驟如下：A、向白鎢選礦廢水中投加石灰，使pH值調(diào)至11～12;B、脫穩(wěn)沉淀后，固液分離;C、固體排入尾礦庫，出水進(jìn)入一級反應(yīng)罐，并加入碳酸鈉;D、進(jìn)入二級反應(yīng)罐，并向二級反應(yīng)罐中加入助凝劑PAM，與PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng);E、自流進(jìn)入沉淀池，底層濃縮污泥排入尾礦庫;F、上清液進(jìn)入微絮凝過濾器，5%出水作為反沖洗水排入尾礦庫;G、95%出水中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH值至6～9;H、出水進(jìn)入微渦流反應(yīng)池，5%出水作為沖洗水排入尾礦庫;I、95%出水經(jīng)脫氣塔脫除二氧化碳后即可回用于白鎢礦選礦或直接排放。它提高了白鎢選礦廢水的回用率。
權(quán)利要求書
1.一種白鎢選礦廢水處理工藝，其步驟為：
A、向白鎢選礦廢水中投加石灰，使pH值調(diào)至11～12;
B、脫穩(wěn)沉淀后，利用壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離;
C、固體排入尾礦庫，壓濾機(jī)的出水進(jìn)入一級反應(yīng)罐，再向一級反應(yīng)罐中加入藥劑碳酸鈉，充分混合;
D、出水進(jìn)入二級反應(yīng)罐，再向二級反應(yīng)罐中加入助凝劑PAM，與PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng);
E、自流進(jìn)入沉淀池，依靠重力作用進(jìn)行固液分離，底層濃縮污泥排入尾礦庫;
F、上清液進(jìn)入微絮凝過濾器，進(jìn)一步去除廢水中的懸浮顆粒物，其中微絮凝過濾器需要定期進(jìn)行反沖洗以預(yù)防其堵塞，5%的微絮凝過濾器出水作為反沖水排入尾礦庫;
G、95%的微絮凝過濾器出水中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH值至6～9;
H、出水進(jìn)入微渦流反應(yīng)池，5%微渦流反應(yīng)池出水作為沖洗水排入尾礦庫;
I、95%微渦流反應(yīng)池出水經(jīng)脫氣塔脫除二氧化碳后回用于白鎢礦選礦或直接排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，步驟C中所添加的碳酸鈉與經(jīng)步驟B處理后廢水中所含鈣離子的物質(zhì)的量之比為1.05～1.1：1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的一級反應(yīng)罐采用圓形立式鋼制反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)配套設(shè)置機(jī)械攪拌設(shè)備，攪拌速度為60～70r/min，水力停留時(shí)間為4～6min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，一級反應(yīng)罐和二級反應(yīng)罐之間設(shè)有靜態(tài)混合器，使廢水中的微小顆粒物和PAM充分混合反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，步驟D中，PAM 的投加濃度為0.1%，投加量為廢水體積的0.2%～0.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的二級反應(yīng)罐采用兩格串聯(lián)鋼制反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置慢速機(jī)械攪拌設(shè)備，攪拌速度為10～15r/min，水力停留時(shí)間為8～12min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的沉淀池為斜管沉淀池或輻流沉淀池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的微絮凝過濾器內(nèi)的濾料為陶�；蚴⑸�，均勻混合，對應(yīng)的平均粒徑范圍分別為1～2mm和0.5～1mm，濾速為10～15m/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的微絮凝過濾器反沖洗間隔時(shí)間為6h，較好地，所述的微渦流反應(yīng)池沖洗間隔時(shí)間為6h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白鎢選礦廢水處理工藝，其特征在于，所述的微渦流反應(yīng)池中用尼龍網(wǎng)包裹固定塑料多面空心球，空心球的球徑為25～50mm，堆積個(gè)數(shù)為 11500～85000個(gè)/m3，較好地，所述的脫氣塔選用塑料多面空心球，空心球的球徑為25～50mm，堆積個(gè)數(shù)為11500～85000個(gè)/m3。
說明書
一種白鎢選礦廢水處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種白鎢選礦廢水處理工藝。
背景技術(shù)
由于在白鎢礦浮選過程中添加了硅酸鈉(俗稱水玻璃，為常用抑制劑)，使礦漿中的微細(xì)顆粒形成一個(gè)很穩(wěn)定的膠體分散體系。該選礦廢水含有大量難以沉降的懸浮物，具有膠體的物理化學(xué)特性。膠體的微粒處于懸浮均勻分布的狀態(tài)而不被破壞，具有穩(wěn)定性。膠體因分散微粒細(xì)小，布朗運(yùn)動產(chǎn)生的擴(kuò)散作用可以對抗重力而具有沉降穩(wěn)定性。但因膠體又是多相分散系，擁有較大的相間界面和巨大的自由能，其微細(xì)粒子趨向于相互結(jié)合為粗粒聚集體，因而具有聚合不穩(wěn)定性。
處理這樣的廢水可以采用通過加酸、加堿或加強(qiáng)電解質(zhì)，使廢水中的脈石礦微小懸浮物從穩(wěn)態(tài)中解脫。與此同時(shí)，廢水中的鉛、鋅等重金屬能夠在堿性條件下生成難溶化合物，因此通過加入石灰乳就可以達(dá)到既破壞廢水的膠體穩(wěn)定性，又可以同時(shí)沉淀去除廢水中的重金屬離子，一般選礦企業(yè)也會選擇這種方式處理廢水。然而該廢水因?yàn)樘幚磉^程中投加大量石灰乳，會造成pH值超標(biāo)(pH值為12左右)，直接排放可能會在河道中形成大量含鈣礦物質(zhì)的析出;處理后的廢水用于白鎢選礦中，高pH值也會抑制白鎢礦的浮選過程，所含的過量鈣離子會吸附并活化脈石礦物，導(dǎo)致浮選過程消耗大量捕收劑。
中國發(fā)明專利，公開日為：2012年12月19日，公開號：CN102826695A，公開了一種白鎢選礦廢水處理工藝，采用先電解除去絕大部分水玻璃和大部分有機(jī)藥劑，再加入助凝劑進(jìn)一步沉降除去水玻璃和有機(jī)藥劑，最后加入氧化劑除去廢水中剩余的有機(jī)藥劑。該發(fā)明提供的工藝對水玻璃的去除率在94.5%以上，選礦有機(jī)藥劑去除率在98%以上，出水水質(zhì)穩(wěn)定，超過GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求，處理水可回用于選礦工藝。其不足之處在于：廢水電解能耗較高，且電極長時(shí)間使用會受到污染，影響處理效果;處理過程中需投加過量的氧化劑，費(fèi)用高且出水中會有殘留，影響水質(zhì)。
中國發(fā)明專利，公開日為：2015年1月7日，公開號：CN104261531A，公開了一種白鎢尾礦廢水用于白鎢礦選礦的工藝，該工藝是將白鎢尾礦廢水的pH調(diào)節(jié)至弱酸性后，依次加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，混合均勻，陳化，得到澄清回收液;所得回收液作為溶劑介質(zhì)返回白鎢礦的浮選工藝中重復(fù)使用;該工藝充分利用白鎢尾礦廢水，對白鎢尾礦廢水有效沉降，使水質(zhì)達(dá)到白鎢礦浮選要求，直接回用于白鎢礦選礦的工藝。其不足之處在于：該發(fā)明的處理工藝中未考慮主要的脈石雜質(zhì)鈣離子和過飽和的二氧化碳對白鎢浮選工藝回收率的負(fù)面影響。
發(fā)明內(nèi)容
1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
針對現(xiàn)有技術(shù)的白鎢選礦廢水處理過程中存在的能耗高、成本高和效果差的問題，本發(fā)提出了一種白鎢選礦廢水處理工藝。它能夠?qū)崿F(xiàn)對白鎢選礦廢水的處理能耗低，成本低，效果好，處理后的廢水能夠回用于白鎢礦選礦或直接排放。
2.技術(shù)方案
為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種白鎢選礦廢水處理工藝，其步驟為：
A、向白鎢選礦廢水中投加石灰，pH值調(diào)至11～12;加入石灰乳能夠達(dá)到既破壞廢水的膠體穩(wěn)定性，又能夠同時(shí)沉淀去除廢水中的重金屬離子;但是，投加大量石灰乳，會造成pH 值超標(biāo)(pH值為12左右)，直接排放可能會在河道中形成大量含鈣礦物質(zhì)的析出;處理后的廢水用于白鎢選礦中，高pH值也會抑制白鎢礦的浮選過程，所含的過量鈣離子會吸附并活化脈石礦物，導(dǎo)致浮選過程消耗大量捕收劑�；卣{(diào)pH值會導(dǎo)致硅酸溶膠的析出，直排水體后河道里會出現(xiàn)白色絮狀沉淀物，影響水質(zhì)和感官感受，且處理水中含有大量過飽和的二氧化碳，回用于浮選過程將導(dǎo)致所產(chǎn)生的氣泡大而易破，降低白鎢礦的浮選率。為避免上述問題，需要對廢水做進(jìn)一步處理;
B、脫穩(wěn)沉淀后，利用壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離;所用的壓濾機(jī)為廂式壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、隔膜式壓濾機(jī)或板框壓濾機(jī)，主要目的是為了實(shí)現(xiàn)固液分離;
C、固體排入尾礦庫，壓濾機(jī)的出水進(jìn)入一級反應(yīng)罐，并向一級反應(yīng)罐中加入碳酸鈉，與碳酸鈉充分混合;
D、混合后的水進(jìn)入二級反應(yīng)罐，并向二級反應(yīng)罐中加入助凝劑PAM，與PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng);
E、自流進(jìn)入沉淀池，依靠重力作用進(jìn)行固液分離，底層濃縮污泥排入尾礦庫;
F、上清液進(jìn)入微絮凝過濾器，進(jìn)一步去除廢水中的懸浮顆粒物，其中微絮凝過濾器需要定期進(jìn)行反沖洗以預(yù)防其堵塞，5%的微絮凝過濾器出水作為反沖水排入尾礦庫;
G、95%的微絮凝過濾器出水中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH值至6～9;
H、出水進(jìn)入微渦流反應(yīng)池，進(jìn)一步截留因pH值變化析出的硅酸溶膠、殘留的碳酸鈣和硅酸鈣等混合白色懸浮顆粒物，其中微渦流反應(yīng)池需要定期進(jìn)行沖洗以預(yù)防截留顆粒物及溶膠隨出水流失，5%的微渦流反應(yīng)池出水作為沖洗水排入尾礦庫;
I、95%的微渦流反應(yīng)池出水經(jīng)脫氣塔脫除過飽和的二氧化碳后即可回用于白鎢礦選礦或直接排放。出水水質(zhì)指標(biāo)能夠達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。 95%的微渦流反應(yīng)池出水流經(jīng)脫氣塔脫除過飽和的二氧化碳后回用于白鎢選礦或直接排放，經(jīng)處理后出水滿足浮選過程用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，提高廢水的回用率，可達(dá)90%，節(jié)約水資源。
本發(fā)明與廢水電解相比，不需要用電，能耗低，不需要使用電極，不存在電極長時(shí)間使用受到污染，影響處理效果的問題;處理過程中不需投加過量的氧化劑，降低了投入成本，出水中不會有殘留，不會影響水質(zhì)，同時(shí)也降低了廢水處理成本。
優(yōu)選地，步驟C中所添加的藥劑碳酸鈉與經(jīng)步驟B處理后廢水中所含鈣離子的物質(zhì)的量之比為1.05～1.1：1。碳酸鈉與鈣離子反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀，避免了脈石雜質(zhì)鈣離子對白鎢浮選工藝回收率的負(fù)面影響。
優(yōu)選地，所述的一級反應(yīng)罐采用圓形立式鋼制反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)配套設(shè)置機(jī)械攪拌設(shè)備，攪拌速度為60～70r/min，水力停留時(shí)間為4～6min。
優(yōu)選地，一級反應(yīng)罐和二級反應(yīng)罐之間設(shè)有靜態(tài)混合器，使廢水中的微小顆粒物和PAM 充分混合反應(yīng)。
優(yōu)選地，步驟D中，PAM的投加濃度為0.1%，投加量為廢水體積的0.2%～0.5%。
優(yōu)選地，所述的二級反應(yīng)罐采用兩格串聯(lián)鋼制反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置慢速機(jī)械攪拌進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度為10～15r/min，水力停留時(shí)間為8～12min。
優(yōu)選地，所述的沉淀池為斜管沉淀池或輻流沉淀池。
優(yōu)選地，所述的微絮凝過濾器內(nèi)的濾料為陶�；蚴⑸埃鶆蚧旌�，對應(yīng)的平均粒徑范圍分別為1～2mm和0.5～1mm，濾速為10～15m/h。
優(yōu)選地，所述的微絮凝過濾器反沖洗間隔時(shí)間為6h。為預(yù)防其堵塞，5%的微絮凝過濾器出水作為反沖水排入尾礦庫。
優(yōu)選地，所述的微渦流反應(yīng)池中用尼龍網(wǎng)包裹固定塑料多面空心球，空心球的球徑為 25～50mm，堆積個(gè)數(shù)為11500～85000個(gè)/m3，進(jìn)一步截留因pH值變化析出的硅酸溶膠、殘留的碳酸鈣和硅酸鈣等混合白色懸浮顆粒物。
優(yōu)選地，所述的微渦流反應(yīng)池沖洗間隔時(shí)間為6h。為預(yù)防截留顆粒物及溶膠隨出水流失， 5%的微渦流反應(yīng)池出水作為沖洗水排入尾礦庫。
優(yōu)選地，所述的脫氣塔選用塑料多面空心球，空心球的球徑為25～50mm，堆積個(gè)數(shù)為 11500～85000個(gè)/m3。
3.有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
(1)常規(guī)白鎢選礦廢水處理，加入石灰乳能夠達(dá)到既破壞廢水的膠體穩(wěn)定性，又能夠同時(shí)沉淀去除廢水中的重金屬離子;但是，投加大量石灰乳，會造成pH值超標(biāo)(pH值為12 左右)，直接排放可能會在河道中形成大量含鈣礦物質(zhì)的析出;處理后的廢水用于白鎢選礦中，高pH值也會抑制白鎢礦的浮選過程，所含的過量鈣離子會吸附并活化脈石礦物，導(dǎo)致浮選過程消耗大量捕收劑�；卣{(diào)pH值會導(dǎo)致硅酸溶膠的析出，直排水體后河道里會出現(xiàn)白色絮狀沉淀物，影響水質(zhì)和感官感受，且處理水中含有大量過飽和的二氧化碳，回用于浮選過程將導(dǎo)致所產(chǎn)生的氣泡大而易破，降低白鎢礦的浮選率，為避免上述問題，需要對廢水做進(jìn)一步處理，本發(fā)明的基本原理為化學(xué)沉淀、微絮凝過濾、微渦流反應(yīng)和風(fēng)力吹脫：利用碳酸鈉和PAM與選礦廢水中殘留的有害礦物雜質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成大量微細(xì)的懸浮物;然后利用專用填料構(gòu)建的微絮凝過濾設(shè)備，實(shí)現(xiàn)固液分離;調(diào)整pH值后，出水進(jìn)入填充塑料多面空心球的微渦流反應(yīng)池，截留硅酸溶膠、碳酸鈣和硅酸鈣等混合懸浮顆粒物;最后流經(jīng)脫氣塔脫除過飽和的二氧化碳后既可回用也可直排水體;
(2)本發(fā)明采用微絮凝過濾器內(nèi)的濾料為陶�；蚴⑸�，對應(yīng)的平均粒徑范圍分別為 1～2mm和0.5～1mm，濾速為10～15m/h，進(jìn)一步去除廢水中的懸浮顆粒物;進(jìn)行反沖洗，以預(yù)防其堵塞，5%的微絮凝過濾器出水作為反沖水排入尾礦庫，95%的微絮凝過濾器出水中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH值至6～9;本發(fā)明采用微渦流反應(yīng)池中用尼龍網(wǎng)包裹固定塑料多面空心球，空心球的球徑為25～50mm，堆積個(gè)數(shù)為11500～85000個(gè)/m3，進(jìn)一步截留因pH值變化析出的硅酸溶膠、殘留的碳酸鈣和硅酸鈣等混合白色懸浮顆粒物;進(jìn)行沖洗以預(yù)防截留顆粒物及溶膠隨出水流失，5%的微渦流反應(yīng)池出水作為沖洗水排入尾礦庫;95%的微渦流反應(yīng)池出水經(jīng)脫氣塔脫除過飽和的二氧化碳后能夠回用于白鎢選礦或直接排放，經(jīng)處理后出水滿足浮選過程用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，提高廢水的回用率，可達(dá)90%，節(jié)約水資源;
(3)本發(fā)明使用壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離后，將壓濾機(jī)的出水進(jìn)入一級反應(yīng)罐，并向一級反應(yīng)罐中加入碳酸鈉，與碳酸鈉充分混合;所添加的藥劑碳酸鈉與鈣離子的物質(zhì)的量之比為 1.05～1.1：1;所述的一級反應(yīng)罐采用圓形立式鋼制反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)配套設(shè)置機(jī)械攪拌設(shè)備，壓濾機(jī)的出水與碳酸鈉充分混合，水力停留時(shí)間為4～6min;碳酸鈉與鈣離子反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀;微絮凝過濾器出水回調(diào)pH值后硅酸根與氫離子結(jié)合，析出硅酸溶膠，利用微渦流反應(yīng)池加以去除;脫氣塔脫除處理水中過飽和的二氧化碳，避免了脈石雜質(zhì)鈣離子、硅酸溶膠和二氧化碳對白鎢浮選工藝回收率的負(fù)面影響;
(4)本發(fā)明與廢水電解相比，不需要用電，能耗低，不需要使用電極，不存在電極長時(shí)間使用受到污染，影響處理效果的問題;處理過程中不需投加過量的氧化劑，降低了投入成本，出水中不會有殘留，不會影響水質(zhì)，同時(shí)也降低了廢水處理成本。
