CN101704593A - 酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法 - Google Patents

Abstract

一种酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，本发明采用机械活化硫铁矿吸附，氧化沉淀以及中和沉淀处理酸性矿山废水，使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。在酸性矿山废水中按液固比为100∶1～100∶25加入机械活化硫铁矿，反应后过滤，得到除锌废水。在除锌废水中加碱调节pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除铁废水和铁渣。在除铁废水中加碱调节pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣。除锰废水采用酸调节pH值为6～9后达标排放。本发明中酸性矿山废水中锌、铁、锰得到分离与回收，并经过调节废水pH值后达标排放，实现了酸性矿山废水资源化及无害化。

Description

酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法

技术领域：

本发明涉及酸性矿山废水的处理、资源化及无害化技术，它是采用机械活化硫铁矿吸附，氧化沉淀以及中和沉淀处理酸性矿山废水，使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。通过加酸调节除锰废水pH后，废水可达标排放，实现了酸性矿山废水资源化及无害化。

背景技术：

天然硫铁矿在细菌及氧气作用下被氧化而产生酸性矿山废水，酸性矿山废水水量大，pH值低，含铁高，且含有多种重金属离子，其中多数重金属离子的含量超过了废水的排放标准，如果直接排放，将对水体产生严重污染，破坏生态环境，危害人类健康。

酸性矿山废水的处理方法主要有中和沉淀法、铁氧体沉淀法、吸附法、湿地法、微生物法等方法。

采用微生物法处理由于成本高、反应条件要求苛刻等原因，实际上难以得到推广应用。湿地法占用面积大、处理周期长、废水中有用金属得不到立即回收。吸附法能有效处理重金属废水，但吸附剂再生时，污染物又会重新产生。铁氧体沉淀法和中和沉淀法适应性广、效果好、运行安全。上述方法均不能使废水中金属离子分离及资源化。

发明内容：

本发明的目的在于：克服上述缺点，提供一种酸性矿山废水的处理方法，使酸性矿山废水中锌、铁、锰得到分离与回收，并使废水达标排放，从而实现酸性矿山废水的资源化和无害化。

本发明的技术方案是：

首先采。

然后在酸性矿山废水中按液固比为100∶1～100∶25加入上述经机械活化的硫铁矿，反应后过滤得到除锌废水。

在除锌废水中加碱调节pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除铁废水和铁渣。

在除铁废水中加碱调节pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣。

上面两步所用碱为氧化钙、氢氧化钙、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠或这些物质的水溶液。

在除锰后废水中加酸调节pH值为6～9后排放，所用酸为硫酸或盐酸。

如果不用机械方式对硫铁矿进行球磨活化，也可以直接用石灰中和后加石灰调节废水pH值≤2后过滤，后面步骤相同，或者省去该步骤，直接采用氧化沉锌沉铁法：加碱调节废水pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除锌铁废水和锌铁渣。

本发明的优点为：

(1)酸性矿山废水经机械活化硫铁矿吸附除锌，氧化沉淀回收铁及中和沉淀锰后，加稀硫酸调节废水pH值为6～9后可达标排放(GB8978-1996)。

(2)废水经活化硫铁矿吸附除锌后，锌在硫铁矿中得到富集。

(3)除锌废水经氧化沉淀后，铁在铁渣中得到富集，铁渣可作铁矿或水泥添加剂回收利用。

(4)除铁废水经中和沉淀后，锰在锰渣中富集，可作锰矿回收利用。

具体实施方式

实施例1：

①硫铁矿的机械活化：在滚动球磨机中机械活化硫铁矿，球磨时加入975g硫铁矿，自来水1950mL，35个直径为2cm、253个直径为1.5cm、897个直径为1cm的钢球7800g，将硫铁矿机械球磨4h后过滤，得到活化硫铁矿。

②机械活化硫铁矿对废水中锌的去除：将10L酸性矿山废水加入反应器中，其废水pH值为1.0，废水中锌、铁、锰浓度分别为150mg·L^-1、2900mg·L^-1、315mg·L^-1，启动搅拌，加入上述活化硫铁矿，反应30min后过滤，得到除锌废水和吸附锌后硫铁矿，除锌后水质和硫铁矿成分分别如表1和表2所示。

③氧化沉淀除铁：用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节除锌废水pH值为7，通入空气反应2.5h后过滤，得到除铁废水和铁渣，除铁后废水水质和烘干后铁渣成分分别如表1和表2所示。

④中和沉淀锰：在除铁废水中加入氢氧化钠溶液调节pH至11，反应30min后过滤得到除锰废水和锰渣，除锰后废水水质和锰渣成分分别如表1、2所示。

⑤将硫酸加入除锰废水调节pH值为7后排放。

表1处理废水水质ρ/(mg·L^-1)

表2锌渣、铁渣、锰渣成分w/％

实施例2：

①硫铁矿的机械活化：在滚动球磨机中机械活化硫铁矿，球磨时加入975g硫铁矿，自来水1950mL，35个直径为2cm、253个直径为1.5cm、897个直径为1cm的钢球7800g，将硫铁矿机械球磨5h后过滤，得到活化硫铁矿。

②机械活化硫铁矿对废水中锌的去除：将10L酸性矿山废水加入反应器中，其废水pH值为1，其中锌、铁、锰浓度分别为124.12mg·L^-1、2925mg·L^-1、388.78mg·L^-1.启动搅拌，加入上述活化硫铁矿，反应30min后过滤，得到除锌废水和吸附锌后硫铁矿，除锌后水质和硫铁矿成分分别如表3和表4所示.

③氧化沉淀除铁：用质量分数为10％的石灰乳液调节除锌废水pH值为6.5，通入空气反应30min后过滤，得到除铁废水和铁渣。除铁后废水水质和烘干后铁渣成分分别如表3和表4所示。

④中和沉淀锰：在除铁废水中加入石灰乳液调节pH至11，反应30min后过滤得到除锰废水和锰渣，除锰后废水水质和锰渣成分分别如表3和表4所示。

⑤将硫酸加入除锰废水调节pH值为7后排放。

表3处理废水水质ρ/(mg·L^-1)

表4锌渣、铁渣、锰渣成分w/％

实施例3：

①石灰中和：将10L酸性矿山废水加入反应器中，其废水pH值为1.0，废水中锌、铁、锰浓度分别为150mg·L^-1、2900mg·L^-1、315mg·L^-1，启动搅拌，加入质量分数为10％的石灰乳液调节废水pH值为2后过滤，得到中和滤液和滤渣，中和滤液水质和滤渣成分分别如表5和表6所示。

②氧化沉锌沉铁：在①步滤液中加石灰乳液调节pH并控制反应终点pH值为6.8，通入空气反应40min后过滤，得到除锌除铁废水和锌铁渣。除锌除铁后废水水质和锌铁渣成分分别如表5和表6所示。

④中和沉淀锰：在除锌除铁废水中加入石灰乳液调节pH至10.5，反应20min后过滤得到除锰废水和锰渣，除锰后废水水质和锰渣成分分别如表5和表6所示。

⑤将硫酸加入除锰废水调节pH值为7后排放。

表5处理废水水质ρ/(mg·L^-1)

表6锌渣、铁渣、锰渣成分w/％

实施例4：

①氧化沉锌沉铁：将10L酸性矿山废水加入反应器中，其废水pH值为1.0，废水中锌、铁、锰浓度分别为150mg·L^-1、2900mg·L^-1、315mg·L^-1，启动搅拌，加入质量分数为10％的石灰乳液调节废水pH值并控制反应终点pH值为7.2，通入空气反应30min后过滤，得到除锌除铁废水和锌铁渣。除锌除铁后废水水质和锌铁渣成分分别如表7和表8所示。

②中和沉淀锰：在除锌除铁废水中加入石灰乳液调节pH至10.40，反应30min后过滤得到除锰废水和锰渣，除锰后废水水质和锰渣成分分别如表7和表8所示。

③将硫酸加入除锰废水调节pH值为7后排放。

表7处理废水水质ρ/(mg·L^-1)

表8锌渣、铁渣、锰渣成分w/％

Claims (4)

1.一种酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，采用机械活化硫铁矿吸附，氧化沉淀或中和沉淀处理酸性矿山废水，使废水中锌、铁、锰得到分离与回收，其特征在于按以下步骤进行：

A.机械活化硫铁矿对废水中锌的去除：在酸性矿山废水中按废水与活化硫铁矿体积与质量比的液固比为100∶1～100∶25mL/g加入机械活化硫铁矿，反应后过滤得到除锌废水；

B.氧化沉淀除铁：加碱调节除锌废水pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除铁废水和铁渣；

C.中和沉淀锰：加碱调节除铁废水pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣；

D.除锰废水经过加酸调节废水pH为6～9后排放。

2.一种酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，其特征在于按以下步骤进行：

A.石灰中和：加石灰调节废水pH值≤2后过滤。

B.氧化沉淀锌铁：加碱调节A步过滤废水pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除锌铁废水和锌铁渣。

C.中和沉淀锰：加碱调节除锌铁废水pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣。

D.除锰废水经过加酸调节废水pH为6～9。

3.一种酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，其特征在于按以下步骤进行：

A.氧化沉淀锌铁：加碱调节废水pH值为2～10，通空气或氧气搅拌反应0.5h-8h后过滤，得到除锌铁废水和锌铁渣；

B.中和沉淀锰：加碱调节除锌铁废水pH值为10～14，反应后过滤得到除锰废水和锰渣；

C.除锰废水经过加酸调节废水pH为6～9。

4.根据权利要求1、2或3所述的酸性矿山废水中锌铁锰分离及回收的方法，其特征在于：所述的碱为氧化钙、氢氧化钙、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠或这些物质的水溶液；所述的酸为硫酸或盐酸。