本發(fā)明專利技術公開了一種回收酸性礦山廢水中鐵/銅資源的分步沉淀工藝，本方法可用于酸性礦山廢水重金屬去除和廢水中鐵和銅的資源化回收。分三步沉淀處理酸性礦山廢水，第一步調節(jié)廢水pH至3.8，第二步選擇性沉淀廢水中的銅，第三步調節(jié)廢水pH至8.5，處理后出水中重金屬含量滿足《污水綜合排放標準》和《銅、鈷、鎳工業(yè)污染物排放標準》。分步沉淀產生三種具有回收價值的沉淀渣即：鐵質量分數為46％-51％的含鐵沉淀渣、銅質量分數為11％-13％的含銅渣和錳、鋅質量分數分別為6.4％和8.7％的混合沉淀渣。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及酸性含金屬廢水中的金屬回收利用方法，特別涉及從酸性含銅礦山廢水中金屬鐵、銅的資源化回收。通過本方法處理后廢水中的重金屬可達到相關廢水排放標準，回收產生的含鐵渣和含銅渣可達到一定的品味，具有較高的回收利用價值。
技術介紹
長期以來，我國的礦產資源開發(fā)基本上走的是一條以浪費資源和犧牲環(huán)境為代價的粗放式發(fā)展道路。隨著我國礦山建設的迅速發(fā)展，礦山環(huán)境的污染和破壞越來越嚴重，而其中礦山廢水是礦山環(huán)境的主要污染源之一。據統(tǒng)計，我國礦山每年因采礦、選礦而排放的廢水量達12-15億噸。 酸性廢水是礦石和圍巖中含有的硫化礦物在礦石的開采、運輸、選礦及廢石排放和尾礦貯存等生產過程中，由于氧化、風化、分解等綜合作用而形成的廢水，廢水的PH值為2.4-3. 6。酸性礦山廢水的主要危害包括①腐蝕管道、水泵、鋼軌等設備設施，同時直接威脅攔污、蓄污設施(如污水壩等)的安全與穩(wěn)定；②含重金屬離子的礦山廢水排入農田，對大多數植物都具有毒負作用，導致大部分植物枯萎、死亡，嚴重影響農作物的產量和質量。部分植物吸收重金屬后，通過食物鏈危害人類健康；③礦山廢水直接排入河流、湖泊或滲入地下，導致水質惡化，對魚類、藻類乃至人類構成極大威脅。酸性礦山廢水中的金屬主要為鐵、銅、鋅、錳、鎳和少量的鉛、鎘、鉻、砷和汞，金屬含量接近100mg/L，這些金屬元素均具有較高的回收利用價值。目前處理礦山廢水的方法主要有酸堿中和法、混凝沉降法、化學氧化法、人工濕地法和生物法五種。酸堿中和法和混凝沉降法都具有工藝簡單、操作方便、運行費用低等優(yōu)點，但存在沉淀污泥量大，易造成二次污染等弊端。化學氧化法最顯著的特點就是操作簡單并能有效處理各種形態(tài)的污染物，但處理費用較高，因此很難在生產實踐中推廣應用。人工濕地法具有投資低、操作簡單、抗沖擊能力強和運行費用低廉等優(yōu)點，但占地面積大，易受外界環(huán)境的影響，對一些難處理的廢水效果不佳，有一定的局限性。微生物法作為一項新的實用技術，具有費用低、容易管理、適用性強、無二次污染、可回收短缺原料單質硫和一些重金屬離子如銅、鋅等優(yōu)點，被越來越多地應用于廢水處理中，但如何在常溫下保持微生物的活性，如何消除重金屬離子對微生物的抑制作用，以及微生物在廢水處理中的作用機理等，都有待更深入的研究。在我國，由于經濟水平的限制，酸堿中和與化學沉淀法仍是一種折中的選擇，它投資少，見效快，操作簡單，通過簡單的技術優(yōu)化可以使酸性礦山廢水中的重金屬含量低于排放標準。而限制化學沉淀法處理酸性礦山廢水應用的主要有以下兩個原因(I)化學沉淀法需大量的藥劑，處理廢水后產生大量含有重金屬的污泥，目前礦山一般都將污泥重新打回尾礦庫，尾礦庫中的PH較低易于使污泥中的重金屬再次溶出，使廢水中的金屬含量升高，造成二次污染；(2)廢水中的金屬含量較高，如銅的含量大約為10mg/L，且礦山廢水的廢水排放量基本大于10，000m3/d，排放量較大，使得廢水中的金屬資源量巨大，僅僅通過簡單的化學沉淀處理不能達到回收這些金屬資源。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的是提供一種流程簡單、操作方便、成本低廉的化學沉淀工藝既能去除廢水中的重金屬離子，解決酸性礦山廢水的環(huán)境污染問題，還能通過分步沉淀形成具有較高金屬品味的金屬沉淀渣回收金屬，解決化學沉淀處理污泥的二次污染問題，同時回收了廢水中的金屬資源，實現礦山廢水處理無害化與資源化的統(tǒng)一，產生一定的社會效益和環(huán)境效益。 本專利技術是采用的技術方案是一種回收酸性礦山廢水中鐵/銅的分步沉淀工藝，以酸性礦山廢水中的鐵和銅為回收對象，進行分步化學沉淀，包含以下步驟(I)調節(jié)廢水水量設置初沉池，調節(jié)廢水水量，同時沉淀廢水中的懸浮物，初沉池以調節(jié)廢水流量為主，容積根據廢水的平均流量確定，調節(jié)池溢流出水。廢水中的懸浮物可以通過調節(jié)池去除，設計最大流速低于O. 3m/so經過調節(jié)池調節(jié)后使廢水中的懸浮物低于100mg/L。(2)沉淀回收鐵由于尾礦庫區(qū)的氧化作用，使得酸性礦山廢水中的鐵主要為三價鐵，三價鐵在較低的PH條件下很容易生成沉淀，添加石灰調節(jié)廢水的pH至3. 8左右，廢水中鐵的去除率達到100%，出水中鐵含量低于0. 05mg/L ;添加絮凝劑硫酸鋁和混凝劑聚丙烯酰胺加速廢水中氫氧化鐵沉淀，沉淀渣通過板框壓濾機壓濾后堆放在含鐵渣儲存槽中，為方便表述，稱此沉淀渣為含鐵渣，壓濾所得沉淀渣含水率為65% -75%，含鐵渣中鐵含量為46% -51%。含鐵渣產生量與廢水中三價鐵含量有關。(3)選擇沉淀銅酸性礦山廢水通過調節(jié)pH至3. 8左右后的溢流出水中仍含有大量的金屬元素，其中銅的含量相對較高，且具有較高的回收利用價值。添加混合沉淀劑選擇沉淀廢水中的銅，經過絮凝沉淀后出水中銅的含量低于0. 05mg/L，去除率高于99%。為方便表述，稱此沉淀渣為含銅渣，含銅渣中銅含量為11% _13%，含銅渣產生量與廢水中銅離子含量有關。(4)混合沉淀廢水中的重金屬元素回收廢水中的銅離子后，廢水中仍含有大量的金屬元素，主要為鋅、錳、鎳。通過調節(jié)廢水的PH至9-10左右，絮凝沉淀后出水中重金屬含量滿足《污水綜合排放標準》(GB8987-1996)和《銅、鈷、鎳工業(yè)污染物排放標準》(GB 25467-2010)等相關標準。絮凝沉淀產生的沉淀渣中含鋅、錳、鉛等金屬元素，為方便表述，稱此沉淀渣為混合渣，混合渣中金屬鋅、錳、鉛含量與廢水中這些金屬含量和混合渣量有關。本專利技術利用分步沉淀方法處理酸性礦山廢水，使處理后廢水中重金屬含量低于相關排放標準，并回收廢水中的金屬鐵、銅、鋅和錳，既治理環(huán)境又回收資源。采用分步處理礦山廢水的綜合成本為I元/噸，相對化學沉淀處理方法，未增加廢水處理的藥劑費用。因此本專利技術具有成本低、處理效果良好、可回收金屬資源等優(yōu)點。附圖說明圖I是使用本專利技術回收酸性礦山廢水中鐵/銅資源的分步沉淀工藝流程，在實際的實施過程中，可以依據廢水PH值及重金屬含量的變化，適當調整。具體實施例方式為更好地理解本專利技術，下面結合實施例進一步闡明本專利技術的內容，但本專利技術的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I 表I礦山廢水水質分析(pH = 2. 43，單位為mg/L)權利要求1.一種回收酸性礦山廢水中鐵/銅資源的分步沉淀工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)調節(jié)酸性礦山廢水PH至3.8可去除廢水中的鐵，使出水中鐵的濃度低于O. 05mg/L ； (2)酸性礦山廢水經過一段沉鐵處理后，添加復合沉淀劑AK1，可去除廢水中的Cu、Cr、Co、Ni、Cd和As等重金屬元素，使出水中這些元素的含量低于O. 05mg/L ； (3)酸性礦山廢水經過二段沉銅處理后出水中添加石灰乳，可去除廢水中的Mn、Zn，通過三段沉淀處理后的出水中的重金屬含量滿足《污水綜合排放標準》(GB 8987-1996)和《銅、鈷、鎳工業(yè)污染物排放標準》(GB 25467-2010)等相關標準； (4)分步沉淀處理酸性礦山廢水產生三種沉淀渣，分別為含鐵渣、含銅渣和混合沉淀渣，含鐵渣鐵含量分別為46% _51%，含銅渣銅含量為11% -13%，混合渣含錳、鋅含量分別為 6. 4%和 8. 8%02.根據權利要求書I所述的一種回收酸性礦山廢水中鐵/銅資源的方法，其特征在于廢水懸浮物含量較高時，一段中和沉淀前本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種回收酸性礦山廢水中鐵/銅資源的分步沉淀工藝，其特征在于包括以下步驟：(1)調節(jié)酸性礦山廢水pH至3.8可去除廢水中的鐵，使出水中鐵的濃度低于0.05mg/L；(2)酸性礦山廢水經過一段沉鐵處理后，添加復合沉淀劑AK1，可去除廢水中的Cu、Cr、Co、Ni、Cd和As等重金屬元素，使出水中這些元素的含量低于0.05mg/L；(3)酸性礦山廢水經過二段沉銅處理后出水中添加石灰乳，可去除廢水中的Mn、Zn，通過三段沉淀處理后的出水中的重金屬含量滿足《污水綜合排放標準》(GB？8987？1996)和《銅、鈷、鎳工業(yè)污染物排放標準》(GB？25467？2010)等相關標準；(4)分步沉淀處理酸性礦山廢水產生三種沉淀渣，分別為含鐵渣、含銅渣和混合沉淀渣，含鐵渣鐵含量分別為46％？51％，含銅渣銅含量為11％？13％，混合渣含錳、鋅含量分別為6.4％和8.8％。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：晏波，陳濤，肖賢明，
申請(專利權)人：中國科學院廣州地球化學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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