CN102241448A - 硫酸钠废水综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了硫酸钠废水综合利用的方法，包括以下步骤：步骤一：使用有机或无机絮凝剂对废水的中悬浮物、色素等物质进行预处理，使水质达到电解要求；步骤二：在电解槽中置入阳离子膜，把电解槽隔离成若干个独立的电解室；步骤三：向阳极室中置入净化、处理后的硫酸钠废水；阴极室中加入自来水或含有电解质的自来水，以增加电解液的导电性；或者直接在阴极室中加入稀释后的硫酸钠废水；步骤四：打开电源进行电解，阴极室制得氢氧化钠溶液，阳极室制得含有部分硫酸钠的硫酸溶液。本发明工艺流程短、设备简单、投资少、节约成本，阳极产生的电解液可以直接供给于现场的生产需要，对环境友好，提高经济效益。

Description

硫酸钠废水综合利用的方法
技术领域
本发明涉及一种发展循环经济，综合处理、合理利用含硫酸钠矿山或工业废水的方法。本发明方法不仅可以用于矿山硫酸钠废水的处理，同时还可以应用于其它化工工业硫酸钠废水的治理。
背景技术
目前，含盐废水的处理工艺主要有：钡盐/钙盐法、膜法、机械冷冻法和生物法等。钡盐/钙盐法药剂耗量大，成本高；膜工艺在处理矿坑水等低盐水方面有优势，但对于高浓度盐水，存在渗透压过大和产水率过低的问题，经济性较差；冷冻法存在能耗大、运行成本高，处理不彻底，冷冻得到的硫酸钠存在库存、潮解和二次污染的问题。且制得的硫酸钠销售市场空间有限，附加值较低。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有的处理硫酸钠废水技术的缺点，提供一种经济、合理、行之有效的综合处理矿山硫酸钠废水的方法。
本发明采用如下的技术方案：
硫酸钠废水综合利用的方法，包括以下步骤：
步骤一：使用有机或无机絮凝剂对废水的中悬浮物、色素等物质进行预处理，使水质达到电解要求；经过预处理后，水质的浊度基本达到电解试验对进水要求，若水质依然较差可再将水通过纤维过滤器，彻底净化水质。
步骤二：在电解槽中，置入阳离子膜，把电解槽隔离成若干个独立的电解室；
步骤三：向阳极室中置入净化、处理后的硫酸钠废水；阴极室中加入自来水或含有电解质的自来水，以增加电解液的导电性；或者直接在阴极室中加入稀释后的硫酸钠废水，
步骤四，打开电源进行电解，生产酸、碱液，阴极室制得氢氧化钠溶液，阳极室制得含有部分硫酸钠的硫酸溶液。
较佳地，步骤一之前还包括前预处理步骤：向废水中加入氧化物对废水进行预氧化处理，以氧化其中的硫代硫酸钠盐。
较佳地，前述氧化物包括双氧水或次氯酸钠等氧化物。
较佳地，步骤四之后还包括步骤五：步骤四制得的氢氧化钠溶液和硫酸溶液返回前端的生产车间生产。如矿山硫酸钠废水制得的氢氧化钠溶液可以直接返回到前端的原矿预处理工段，阳极室的硫酸溶液同样可以用于矿物的浸出和选矿使用。
较佳地，步骤一采用的无机絮凝剂包括硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铁铝或其混合物。
较佳地，步骤一采用的有机絮凝剂包括PAM(聚丙烯酰胺)系列产品。
较佳地，对于电解槽设备，可以根据实际生产规模的需要，采用单级式或多级式电解槽进行生产。
较佳地，步骤一废水中的硫酸钠溶液大于10g/L。本发明方法和装置适合于电解任意浓度的硫酸钠溶液，从电解效率来看，10g/L以上的硫酸钠溶液电解效果更佳。
较佳地，电解过程中，理想的电解参数为：电解反应的电压1-2V，电流强度10-20A，反应时间4-8h。
较佳地，电解过程中，采用搅拌桨或循环泵对电解液进行混合，以保持阴、阳极电解液浓度的均一。
本发明主要是基于如下的原理进行的：在室温下、用阳离子膜把电解槽分为阴极室和阳极室，各自装有阳极板和阴极板，阳极室中充满硫酸钠溶液，阴极室中充满水或一定浓度的盐溶液，在直流电场作用下，钠离子透过阳离子膜进入阴极室，结果阴极室的氢氧化钠浓度不断增加，阳极室的硫酸浓度不断提高。
本发明采用阳离子交换膜电解硫酸钠，电解产生硫酸和氢氧化钠；硫酸可以用于选矿和处理一些碱性物质，氢氧化钠可以直接返回生产，进行原矿的预处理；此法既解决了矿山废水的处理问题，又具有显著的经济、社会及环境效益。本发明方法，拓展了硫酸钠的应用途径，同时为其它化工行业产生的硫酸钠副产品的循环利用提供了可行性的发展方向。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的一种硫酸钠矿山废水的处理方法取得了如下有益效果：
1、有效的解决了矿山生产过程中硫酸钠废水的处理问题，环境友好，处理过程中不会产生二次污染。
2、本发明工艺流程短、设备简单、投资少、阳极产生的电解液可以直接供给于现场的生产需要，节约了生产成本；此方案同时为类似矿山企业的可持续发展提供了一种可行性方案。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1、某金矿硫酸钠工业废水的实施方案
某金矿产生的工业废水中硫酸钠达到100g/L，同时水中还有一定的悬浮物，为充分利用此废水，采用离子膜电解法处理此废水：
步骤一，废水的除尘、净化，为降低废水中的悬浮物和色素，使用无机絮凝剂聚合硫酸铁对废水进行絮凝沉降预处理。经过预处理后，水质的浊度达到电解试验对进水要求。
步骤二，在单级电解槽中，置入阳离子膜，把电解槽隔离成若干个独立的电解室；
步骤三，向阳极室中置入净化、处理后的硫酸钠废水；阴极室中加入加入稀释50倍后的硫酸钠废水。
步骤四，在搅拌的条件下，打开电源，控制电解反应的电压1-2V，电流强度10-20A，反应时间4-8h；阴极得到氢氧化钠溶液，阳极室得到含有部分硫酸钠的硫酸溶液。
依据上述的试验步骤，在最优化的试验参数下，将制得的阴极氢氧化钠溶液30g/L用于某含硫含砷金矿的氧化预处理。试验表明，未经氧化预处理的此金矿，直接氰化金浸出率仅为30％作用；而经过氢氧化钠碱性预氧化之后，其金的氰化浸出率可达到90％以上，与市售的氢氧化钠效果相当(如下表1所示)，大大提高了对难选冶金矿的利用率。
表1某金矿氰化效果比较
  类别   矿浆浓度/％   氢氧化钠浓度/％   金浸出率/％
  原矿直接氰化   33   0   30.5
  市售氢氧化钠预处理后氰化   33   25   91.2
  电解阴极液预处理后氰化   33   25   91.8
经过氰化后的金矿尾矿中仍然含有一定的金(1g/t)，为提高资源利用率，现场采用酸性浮选的方式，富集尾矿的金，生产金精矿；
试验结果表明，采用电解阳极区产生的硫酸溶液进行选矿试验，浮选的金矿品位(0.23g/t)与采用市售的硫酸结果(0.21g/t)相当；且回水经过静置、除杂后，依然可以返回到电解槽进行电解，生产酸、碱。
实施例2、某化工厂硫酸钠工业废水的实施方案
某化工厂外排的废水中还有约30g/L的硫酸钠和5g/L的硫代硫酸钠，针对此类水，采用预氧化+电解的工艺处理。步骤如下：
步骤一，向废水中加入一定量的双氧水或次氯酸钠等氧化物，对废水进行预氧化处理，以氧化其中的硫代硫酸钠盐；
步骤二，废水的除尘、净化，为降低废水中的悬浮物和色素，使用有机或无机絮凝剂对废水进行絮凝沉降预处理。经过预处理后，水质的浊度基本达到电解试验对进水要求。
步骤三，在单级或多级式电解槽中，置入阳离子膜，把电解槽隔离成若干个独立的电解室；
步骤三，向阳极室中置入净化、处理后的硫酸钠废水；阴极室中加入自来水或含有电解质的自来水，以增加电解液的导电性；或者直接在阴极室中加入稀释后的硫酸钠废水。
步骤四，在搅拌的条件下，打开电源，控制电解反应的电压1-2V，电流强度10-20A，反应时间4-8h；阴极得到氢氧化钠溶液，阳极室得到含有部分硫酸钠的硫酸溶液。制得的氢氧化钠溶液再补加少量的氢氧化钠，以提高溶液浓度，就可以直接返回到前端使用。阳极产生的硫酸可以应用到其他的工业生产中。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.硫酸钠废水综合利用的方法，其特征包括以下步骤：
步骤一：使用有机或无机絮凝剂对废水的中悬浮物、色素等物质进行预处理，使水质达到电解要求；
步骤二：在电解槽中置入阳离子膜，把电解槽隔离成若干个独立的电解室；
步骤三：向阳极室中置入净化、处理后的硫酸钠废水；阴极室中加入自来水或含有电解质的自来水，以增加电解液的导电性；或者直接在阴极室中加入稀释后的硫酸钠废水；
步骤四：打开电源进行电解，阴极室制得氢氧化钠溶液，阳极室制得含有部分硫酸钠的硫酸溶液。
2.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤一之前还包括前预处理步骤：向废水中加入氧化物对废水进行预氧化处理。
3.如权利要求2所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：所述的氧化物包括双氧水或次氯酸钠。
4.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤四之后还包括步骤五：步骤四制得的氢氧化钠溶液和硫酸溶液返回前端的生产车间进行生产。
5.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤一采用的无机絮凝剂包括硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铁铝或其混合物。
6.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤一采用的有机絮凝剂包括聚丙烯酰胺。
7.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：所述的电解槽设备为单级式或多级式电解槽。
8.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤一废水中的硫酸钠溶液大于10g/L。
9.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤三电解过程中，电解反应的电压1-2V，电流强度10-20A，反应时间4-8h。
10.如权利要求1所述的硫酸钠废水综合利用的方法，其特征在于：步骤四电解过程中，采用搅拌桨或循环泵对电解液进行混合。
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