CN105565395B - 一种铜矿山萃余液的处理方法 - Google Patents

一种铜矿山萃余液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铜矿山萃余液的处理方法，包括如下步骤：(1)向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，得含铁废液；(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，进行有害元素的深度去除处理，得处理后液；(3)向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，进行催化氧化、水解、聚合，得氧化产物；(4)将氧化产物陈化后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。本发明的方法以铁粉为原料对萃余液进行回收铜预处理，然后加入硫化钠或硫氢化钠进行铜、砷、镉、铬等有害元素的深度去除处理；处理后的含铁余液经催化氧化、水解、聚合、陈化后即可获得质量达标的水处理剂聚合硫酸铁。

Description

一种铜矿山萃余液的处理方法
技术领域
本发明属于矿山废水处理技术领域，具体涉及一种铜矿山萃余液的处理方法。
背景技术
铜等有色金属资源是国民经济发展的基础，同时矿山冶炼行业排放的废水量占整个工业废水排放的20％左右，对环境污染产生很大的影响。特别是“十八大”以来，在生态中国建设政策的指导下，对矿山的可持续发展提出了新的挑战。在当前的新常态经济下，如何实现矿山废水的资源化利用水平、积极发展绿色循环经济成为矿山开发过程必须要考虑的问题。文献资料和专利检索结果表明，在铜湿法冶金过程中产生的铜萃余液由于成分复杂、金属价值低等问题一直没有很好的综合回收利用方法；针对上述萃余液，目前主要通过石灰中和的方法进行简单处理，处理后的膏体渣进行堆存，不仅有价资源没有得到充分利用，占有一定的库容，同时存在二次污染的可能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种铜矿山萃余液的处理方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种铜矿山萃余液的处理方法，包括如下步骤：
(1)向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，所加入的铁粉粒度为0.1～1.5mm，投加量根据所处理废水中铜和三价铁的具体含量按照化学计量的1.2～1.5倍投加，具体回收工艺为两级逆流还原工艺，将铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.3～1.5h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液；
(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，控制反应的pH2.0～3.5，反应时间为0.5～1.0h，进行有害元素的深度去除处理，硫氢化钠或硫化钠的具体投加量根据水质监测杂质的具体成分与含量的化学计量比的1.2～1.5倍进行投加，反应完成后过滤，得处理后液；
(3)向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，控制pH7～8，曝气反应1.0～2.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至90～220m3/L，升温至55～85℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.5h，同时投加络合催化剂和氧化剂进行氧化，得氧化产物，络合催化剂的用量为0.5～5.5kg/m3，氧化剂的具体投加量根据药剂的化学计量比进行调配；
(4)将氧化产物陈化2.5～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)为：向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，所加入的铁粉粒度为0.1～1.0mm，投加量根据所处理废水中铜和三价铁的具体含量按照化学计量的1.2倍投加，具体回收工艺为两级闭路逆流还原工艺，将铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)为：向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，控制反应的pH2.5～3.0，反应时间为0.5h，进行有害元素的深度去除处理，硫氢化钠或硫化钠的具体投加量根据水质监测杂质的具体成分与含量的化学计量比的1.2倍进行投加，反应完成后过滤，得处理后液。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的有害元素为铜、砷、镉和铬。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，控制pH7～8，曝气反应1.0～1.5h，曝气量为50～100m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至100～200m3/L，升温至60～80℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.0h，同时投加络合催化剂和氧化剂进行氧化，络合催化剂的用量为0.5～5kg/m3，氧化剂的具体投加量根据药剂的化学计量比进行调配。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)为：将氧化产物陈化3～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂为双氧水或氯酸钠。
在本发明的一个优选实施方案中，所述络合催化剂为硫酸铝或氯化铝。
本发明的有益效果是：
1、本发明的方法以铁粉为原料对萃余液进行回收铜预处理，然后加入硫化钠或硫氢化钠进行铜、砷、镉、铬等有害元素的深度去除处理；处理后的含铁余液经催化氧化、水解、聚合、陈化后即可获得质量达标的水处理剂聚合硫酸铁。
2、本发明的方法减少了矿山固废的堆存，不仅提高资源的最大化利用率，同时有利于矿山的持续健康发展。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1：
福建龙岩某金铜矿采用生物堆浸出铜工艺，铜产品经过萃取回收后，萃余液pH2.5，铜含量1.2g/L，砷0.8g/L，铅0.17g/L，三价铁2.8g/L，亚铁9.7g/L。
(1)向上述萃余液1000mL中加入新鲜还原铁粉(活性铁粉)3.2g进行铜的回收，所加入的新鲜还原铁粉粒度为0.1～1.0mm，具体回收工艺为两级闭路逆流还原工艺，新鲜还原铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液；
(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠0.25g，控制反应的pH2.0～3.5，反应时间为0.5h，进行有害元素的深度去除处理，反应完成后过滤，得处理后液；
(3)向上述处理后液中加入氢氧化钠8～10g/L，控制pH7～8，曝气反应1.0～2.0h，曝气量为50～100m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至100～200m3/L，升温至60～80℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.0h，同时投加硫酸铝2g和27％的双氧水15～20g/L，得氧化产物；
(4)将氧化产物陈化3～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
实施例2：
江西某大型铜矿铜产品经过萃取回收后，萃余液pH2.0～2.5，铜含量1.6g/L，砷1.2g/L，镉0.1g/L，砷1.85g/L，三价铁5.8g/L，亚铁16.3g/L。
取上述萃余液1000ml，采用两段加入的方式，加入粒度为0.1～1.0mm的新鲜还原铁粉5.2g，整个反应停留时间控制在0.5～1.0h后过滤，滤渣中的铁回收再利用；然后向回收铜后的废液中加入硫氢化钠0.25g，控制反应的pH2.5～3.0，反应0.5h后过滤；向上述的处理后液中加入氢氧化钠10～15g/L，控制pH7～8，在曝气的条件下50～100m3/L，温度为40～50℃，反应时间1.0～1.5h。反应结束后，提高曝气强度100～200m3/L，温度为60～80℃，pH2.5～3.0，加入2。5g氯化铝，同时加入氧化剂氯酸钠5～10g/L，反应时间0.5～1.0h后进行产品陈化3～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
(1)向上述萃余液1000mL中分两段加入新鲜还原铁粉5.2g进行铜的回收，所加入的新鲜还原铁粉粒度为0.1～1.0mm，具体回收工艺为两级闭路逆流还原工艺，新鲜还原铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液；
(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠0.25g，控制反应的pH2.0～3.5，反应时间为0.5h，进行有害元素的深度去除处理，反应完成后过滤，得处理后液；
(3)向上述处理后液中加入氢氧化钠10～15g/L，控制pH7～8，曝气反应1.0～2.0h，曝气量为50～100m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至100～200m3/L，升温至60～80℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.0h，同时投加氯化铝2.5g和27％的氯酸钠5～10g/L，得氧化产物；
(4)将氧化产物陈化3～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
本领域普通技术人员可知，本发明的技术参数在下述范围内变化时，仍能够得到与上述实施例相同或相近的技术效果，皆属于本发明的保护范围：
一种铜矿山萃余液的处理方法，包括如下步骤：
(1)向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，所加入的铁粉粒度为0.1～1.5mm，投加量根据所处理废水中铜和三价铁的具体含量按照化学计量的1.2～1.5倍投加，具体回收工艺为两级闭路逆流还原工艺，活性铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.3～1.5h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液；
(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，控制反应的pH2.0～3.5，反应时间为0.5～1.0h，进行有害元素的深度去除处理，硫氢化钠或硫化钠的具体投加量根据水质监测杂质的具体成分与含量的化学计量比的1.2～1.5倍进行投加，反应完成后过滤，得处理后液；
(3)向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，控制pH7～8，曝气反应1.0～2.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至90～220m3/L，升温至55～85℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.5h，同时投加络合催化剂和氧化剂进行氧化，得氧化产物，络合催化剂的用量为0.5～5.5kg/m3，氧化剂的具体投加量根据药剂的化学计量比进行调配；
(4)将氧化产物陈化2.5～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
所述步骤(2)中的有害元素为铜、砷、镉和铬。
所述氧化剂为双氧水或氯酸钠。
所述络合催化剂为硫酸铝或氯化铝。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，所加入的铁粉粒度为0.1～1.5mm，投加量根据所处理废水中铜和三价铁的具体含量按照化学计量的1.2～1.5倍投加，具体回收工艺为两级逆流还原工艺，将铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.3～1.5h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液；
(2)向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，控制反应的pH2.0～3.5，反应时间为0.5～1.0h，进行有害元素的深度去除处理，硫氢化钠或硫化钠的具体投加量根据水质监测杂质的具体成分与含量的化学计量比的1.2～1.5倍进行投加，反应完成后过滤，得处理后液；
(3)向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，控制pH7～8，曝气反应1.0～2.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至90～220m3/L，升温至55～85℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.5h，同时投加络合催化剂和氧化剂进行氧化，得氧化产物，络合催化剂的用量为0.5～5.5kg/m3，氧化剂的具体投加量根据药剂的化学计量比进行调配，氧化剂为双氧水或氯酸钠，络合催化剂为硫酸铝或氯化铝；
(4)将氧化产物陈化2.5～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
2.如权利要求1所述的一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)为：向铜矿山萃余液中加入铁粉进行铜的回收，所加入的铁粉粒度为0.1～1.0mm，投加量根据所处理废水中铜和三价铁的具体含量按照化学计量的1.2倍投加，具体回收工艺为两级闭路逆流还原工艺，将铁粉从第二级的出水口加入，反应后的底流含铜铁粉渣返回到第一级进行进一步的置换反应，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，反应完成后得到的底流渣采用磁选工艺分离其中的铜和铁，并将铜回收，残余铁渣继续返回第二级进行再次利用，同时得到含铁废液。
3.如权利要求1所述的一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)为：向上述含铁废液中加入硫氢化钠或硫化钠，控制反应的pH2.5～3.0，反应时间为0.5h，进行有害元素的深度去除处理，硫氢化钠或硫化钠的具体投加量根据水质监测杂质的具体成分与含量的化学计量比的1.2倍进行投加，反应完成后过滤，得处理后液。
4.如权利要求1所述的一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的有害元素为铜、砷、镉和铬。
5.如权利要求1所述的一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)为：向上述处理后液中加入氢氧化铝、氢氧化钙或氢氧化钠，控制pH7～8，曝气反应1.0～1.5h，曝气量为50～100m3/L，曝气温度为40～50℃，然后提高曝气量至100～200m3/L，升温至60～80℃，调节pH至2.5～3.0，反应0.5～1.0h，同时投加络合催化剂和氧化剂进行氧化，络合催化剂的用量为0.5～5kg/m3，氧化剂的具体投加量根据药剂的化学计量比进行调配。
6.如权利要求1所述的一种铜矿山萃余液的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)为：将氧化产物陈化3～5h后，烘干即可得到合格的固态聚合硫酸铁产品。
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