CN109234536A - 一种矿山酸性废水资源化利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种矿山酸性废水资源化利用的方法，它包括：硫化沉铜,向含铜铁酸性废水注入硫化钠或硫氢化钠溶液进行沉铜，反应时间0.5～1.5h，固液分离得含铁清液和含硫化铜渣的底流，将含硫化铜渣的底流经板框压滤机压滤后得铜精矿产品和含亚铁废液；曝气沉铁，向含铁清液加入氢氧化钠或氢氧化钾进行曝气沉铁，固液分离后得氢氧化铁或亚铁产物和后液；高温煅烧，将氢氧化铁或亚铁产物进行高温煅烧，得高温煅烧产物；洗烘研磨，将高温煅烧产物进行水洗、烘干、研磨，得到高纯度铁红产品。它具有工艺简单，设备投入少，既能对酸性废水进行无害化处理又能回收铜精矿和高纯度铁红产品，减少了矿山固废的堆存，提高了资源利用率，有利于矿山的持续健康发展等优点，适于湿法冶金行业应用。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种矿山酸性废水资源化利用的方法，适于湿法冶金行业应用。
背景技术
铜矿山在开采过程中产生酸性浸出液、硐坑水、萃余液、电积贫液等酸性废水。这类酸性废水中含有以铁、铜为主的有价金属，如何选择一种技术可行、经济合理的废水处理方法实现废液净化及其中铁、铜资源的综合回收利用已成为湿法冶金业界的难题之一。
公知的酸性废水处理方法为中和沉淀法，中和药剂采用石灰或石灰石，显然该方法存在如下不足：一是加药过程产生大量粉尘影响环境，对操作人员职业健康影响较大；二是处理后的膏体渣量大、渣纯度低且含水率高，不仅有价资源没有得到充分利用，而且需花费大量资金建设库区堆存，同时存在二次污染的可能。
为解决上述问题，中国专利CN101628773公开一种“含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺”，该工艺采用的是一段石灰中和除铁，二段生物硫化沉铜，存在大量中和石膏渣、细菌活化时间长导致沉铜时间长、需外加乳酸钠等营养原导致成本高及条件控制苛刻等问题；中国专利CN105565395A公开“一种铜矿山萃余液的处理方法”，该方法包含铁粉置换铜、硫化除杂并采用氢氧化钠或氢氧化钙同时添加催化剂及氧化剂加温到55-85℃进行化学反应将产物陈化2.5-5h后，烘干得到固态聚合硫酸铁产品，存在一段有外添加铁会增加后端处理成本，加温加热对于处理量大的矿山难以适用，得到的聚合硫酸铁产品应用范围较小等问题；中国专利CN105218347A公开的“一种铜萃余液制备高纯度草酸亚铁的方法”，该方法采用双氧水氧化亚铁后用树脂吸附铁，采用饱和草酸溶液解吸，用铁粉还原沉淀解吸液，采用丙酮洗涤沉淀渣后烘干，得草酸亚铁，存在氧化后三价铁易沉淀污堵树脂，树脂吸附频繁的吸附解吸不适用于大型高浓度矿山酸性废水处理，未对铜进行合理的回收等问题。
在环保趋严的新形势下，如何实现矿山废水的资源化高效清洁利用水平、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。
因此，研发一种矿山酸性废水资源化利用的方法就显得很有意义。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有方法的不足，提供一种矿山酸性废水资源化利用的方法。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
一种矿山酸性废水资源化利用的方法，包括如下顺序工艺步骤与条件：
(1)硫化沉铜,先按所处理含铜铁酸性废水中铜含量的1.2～1.8倍从搅拌反应装置底端进水口向含铜铁酸性废水注入硫化钠或硫氢化钠溶液中的任一种或其组合进行沉铜，反应时间0.5～1.5h，其次固液分离后得含铁清液和含硫化铜渣的底流，最后将含硫化铜渣的底流经板框压滤机压滤后得铜精矿产品和含亚铁废液；
(2)曝气沉铁，先向含铁清液按水质监测总铁含量1～1.2倍加入氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种或其组合进行曝气沉铁，控制反应的pH3～4，曝气反应0.5～1.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为常温，其次固液分离后得氢氧化铁或亚铁产物和后液；
(3)高温煅烧，将氢氧化铁或亚铁产物进行高温煅烧，控制温度400～500℃，时间1～4h，得高温煅烧产物；
(4)洗烘研磨，将高温煅烧产物进行常规水洗、烘干、研磨，得到高纯度铁红产品。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
1.工艺简单，设备投入少，既能对酸性废水进行无害化处理又能回收铜精矿和高纯度铁红产品。
2.减少了矿山固废的堆存，不仅使资源最大化利用，同时有利于矿山的持续健康发展。
附图说明
图1是根据本发明提出的一种矿山酸性废水资源化利用的方法的工艺流程图。
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1所示，一种矿山酸性废水资源化利用的方法，包括如下顺序工艺步骤与条件：
(1)硫化沉铜,先按所处理含铜铁酸性废水中铜含量的1.2～1.8倍从搅拌反应装置底端进水口向含铜铁酸性废水注入硫化钠或硫氢化钠溶液中的任一种或其组合进行沉铜，反应时间0.5～1.5h，其次固液分离后得含铁清液和含硫化铜渣的底流，最后将含硫化铜渣的底流经板框压滤机压滤后得铜精矿产品和含亚铁废液；
(2)曝气沉铁，先向含铁清液按水质监测总铁含量1～1.2倍加入氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种或其组合进行曝气沉铁，控制反应的pH3～4，曝气反应0.5～1.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为常温，其次固液分离后得氢氧化铁或亚铁产物和后液；
(3)高温煅烧，将氢氧化铁或亚铁产物进行高温煅烧，控制温度400～500℃，时间1～4h，得高温煅烧产物；
(4)洗烘研磨，将高温煅烧产物进行常规水洗、烘干、研磨，得到高纯度铁红产品。
本发明的一种矿山酸性废水资源化利用的方法可以进一步是：
所述步骤(1)硫化沉铜后固液分离压滤后的含亚铁废液返回硫化沉铜循环使用。
所述步骤(2)曝气沉铁后液按水质监测所含金属有害元素的具体成分与含量1～1.2倍加入石灰乳，控制pH7～9，时间为0.5～1.5h，深度去除有害元素的废液达标外排或回用。
所述步骤(2)曝气沉铁氢氧化铁或亚铁产物先进行常规脱水干燥，再进行步骤(3)高温煅烧。
申请文件中出现的百分比均为质量百分比,有害元素为铜、锌、砷、铅等。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
福建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pH1.2～1.8，铜含量0.1g/L，砷0.08g/L，锌0.27g/L，铝1.5g/L，三价铁8g/L，亚铁2g/L。向上述萃余液1000mL中加入硫化钠或硫氢化钠0.22-0.31g进行铜的回收，所加入的硫化钠或硫氢化钠，具体回收工艺为硫化钠或硫氢化钠从进水口加入，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，同时得到含铁或亚铁废液；向上述处理后液中加入氢氧化钠20～24g/L，控制pH3～3.6，曝气反应1.0～1.5h，曝气量为50～100m3/L，曝气温度为常温，得到氢氧化物；向上述含铁废液中加入石灰5g，控制反应的pH7.5～8.5，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；将氢氧化产物脱水干燥，经研磨后在400～500℃进行煅烧2.5～3.5h，再经水洗、干燥、粉碎制得高纯度氧化铁红产品。
实施例2：
江西某大型铜矿铜产品经过萃取回收后，萃余液pH1.8～2.3，铜含量0.8g/L，砷0.12g/L，铅0.1g/L，锌0.65g/L，三价铁4g/L，亚铁8g/L。向上述萃余液1000mL中加入硫化钠或硫氢化钠1.75-2.5g进行铜的回收，所加入的硫化钠或硫氢化钠，具体回收工艺为硫化钠或硫氢化钠从进水口加入，反应后直接过滤，整个流程反应停留时间控制在0.5～1.0h，同时得到含铁或亚铁废液；向上述处理后液中加入氢氧化钠24～28/L，控制pH3～4，曝气反应1.0～1.5h，曝气量为60～100m3/L，曝气温度为常温，得到氢氧化物；向上述含铁废液中加入石灰2.5g，控制反应的pH7.5～9，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；将氢氧化产物脱水干燥，经研磨后在400～500℃进行煅烧2～4h，再经水洗、干燥、粉碎制得高纯度氧化铁红产品。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种矿山酸性废水资源化利用的方法，包括如下顺序工艺步骤与条件：
(1)硫化沉铜,先按所处理含铜铁酸性废水中铜含量的1.2～1.8倍从搅拌反应装置底端进水口向含铜铁酸性废水注入硫化钠或硫氢化钠溶液中的任一种或其组合进行沉铜，反应时间0.5～1.5h，其次固液分离后得含铁清液和含硫化铜渣的底流，最后将含硫化铜渣的底流经板框压滤机压滤后得铜精矿产品和含亚铁废液；
(2)曝气沉铁，先向含铁清液按水质监测总铁含量1～1.2倍加入氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种或其组合进行曝气沉铁，控制反应的pH3～4，曝气反应0.5～1.0h，曝气量为45～110m3/L，曝气温度为常温，其次固液分离后得氢氧化铁或亚铁产物和后液；
(3)高温煅烧，将氢氧化铁或亚铁产物进行高温煅烧，控制温度400～500℃，时间1～4h，得高温煅烧产物；
(4)洗烘研磨，将高温煅烧产物进行常规水洗、烘干、研磨，得到高纯度铁红产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)硫化沉铜后固液分离压滤后的含亚铁废液返回硫化沉铜循环使用。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)曝气沉铁后液按水质监测所含金属有害元素的具体成分与含量1～1.2倍加入石灰乳，控制pH7～9，时间为0.5～1.5h，深度去除有害元素的废液达标外排或回用。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是所述步骤(2)曝气沉铁氢氧化铁或亚铁产物先进行常规脱水干燥，再进行步骤(3)高温煅烧。
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