CN110482821A - 一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统及脱碱方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统及脱碱方法，所述脱碱系统包括氧化罐、曝气装置、第一pH检测装置、第一过滤装置、脱碱罐、搅拌装置、第二过滤装置、第二pH检测装置、液泵、三通阀、阳离子交换装置、Na离子检测装置。所述脱碱方法包括氧化罐加料、曝气处理、赤泥脱碱、脱碱液回流步骤。本发明脱碱系统在实现尾矿脱硫的情况下，对赤泥进行脱碱，实现了两种固体废物的协同处置以及水的循环利用，不仅脱碱效率高，而且有较强的可持续性；本发明脱碱方法具有工艺简单，成本较低，处理效果好的优点。
Description
技术领域
本发明属于工业废弃物与矿山尾矿治理技术领域，具体涉及一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统及脱碱方法。
背景技术
赤泥是氧化铝工业的副产物，产量巨大且成分复杂，目前主要以堆存的方式处理，但存在一定的安全隐患与地下水污染风险。因此需要新的途径来解决赤泥问题，目前可通过脱碱来实现赤泥土壤化；赤泥组分存在大量的化学结合碱，这些碱性离子主要以Na离子的形式存在于赤泥的铝硅酸盐组分中，所以一般水洗的方式较难把这些碱性离子脱除，增加碱溶出率是关键的一步；在矿山采矿加工工程中会产生大量的含硫尾矿，在空气中容易被氧化加上雨水浸渍产生的酸性废水，会对地下水以及周边的农田灌溉造成污染，如何对尾矿除硫和利用好酸性废水是我们需要解决的问题。
目前赤泥脱碱的方法有如下几种：
1、生物脱碱方法，利用微生物产酸对赤泥进行脱碱，例如曲洋等人的发明专利一种赤泥的生物脱碱方法（申请号：201711229512.5），利用黑曲霉孢子在发酵罐中产酸的效果，在合适的溶解氧，温度等条件下，将发酵液用于赤泥脱碱。该种方法虽然价格低廉，但是微生物产酸周期较长，面对当今的赤泥产量，无法做到大规模的处理；
2、酸碱性中合法，利用硫酸，硝酸等化学药剂直接对赤泥进行脱碱；吴一峰等人的发明专利一种赤泥脱碱的方法（授权号：CN200810231008.3），将赤泥做成浆料后加稀硫酸进行研磨后过滤得到滤饼，分析碱含量后加入适当的氧化钙混合均匀，在高压反应釜中进行脱碱反应。这类方法的脱碱率较好，但是成本较高，赤泥是一种低价值且存量大的固废，用这种方法的投入过大成本较高；
3、离子置换法，利用金属活动顺序的不同，金属活动顺序前的离子可以将之后的离子进行置换的能力，进行赤泥脱碱；李小雷等人的发明专利一种利用氟石膏对拜耳法赤泥进行脱碱的方法（申请号：CN201310316423.X），赤泥做成浆料后与氟石膏按一定比例混合，在设定好的时间，压力，温度下搅拌反应，最后过滤出反应液后完成脱碱。这种方法虽然工艺简单，但也存在成本和离子置换效果不佳的问题；
4、水洗法，用大量的水对赤泥经行冲洗达到脱碱的目的；这种方法脱碱效率低，无法彻底脱除赤泥中的化学结合碱，同时还会消耗大量的水资源，造成不必要的浪费；
为此，在综合考虑其成本，运行周期，脱碱效率和工艺流程的基础上，研发一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统及脱碱方法是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统。
本发明的第一目的是这样实现的，包括氧化罐、曝气装置、第一pH检测装置、第一过滤装置、脱碱罐、搅拌装置、第二过滤装置、第二pH检测装置、液泵、三通阀、阳离子交换装置、Na离子检测装置，所述曝气装置、第一pH检测装置分别设于氧化罐内，所述第一过滤装置设于氧化罐底部料口，所述第一过滤装置的滤液排放口通过管道与脱碱罐连接，所述搅拌装置设于脱碱罐内，所述第二过滤装置设于脱碱罐底部料口，所述第二过滤装置的滤液排放口通过管道与液泵的进液端连接，且管道设有第二pH检测装置，所述液泵出液端通过管道与三通阀的进液端连接，所述三通阀其中一出液端通过管道与回液管连接，且管道设有止回阀，三通阀另一出液端通过管道与阳离子交换装置进液端连接，所述阳离子交换装置出液端通过管道与回液管连接，且管道设有止回阀、Na离子检测装置，所述回液管与氧化罐连接。
本发明的第二目的在于提供一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法。
本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐中，同时加水，然后加入尾矿质量1~5%的氧化剂；
S2、开启曝气装置，进行曝气反应10~60min，然后将氧化罐内的物料经第一过滤装置过滤，滤渣留在氧化罐中，滤液进入脱碱罐；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10~60min，然后将脱碱罐内的物料经第二过滤装置过滤，滤渣留在脱碱罐中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀经回液管，送回氧化罐；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀经阳离子交换装置进行碱性离子的去除，再经回液管，送回氧化罐；
S5、重复S2~S4步骤至少两次后，即可。
本发明的有益效果：
1、本发明利用含硫尾矿氧化产酸，产生的酸液通入脱碱罐中与一定比例赤泥混合脱碱；当脱碱液pH＜7，将脱碱液直接返回尾矿产酸步骤，当脱碱液pH≥7，将脱碱液经过阳离子交换装置处理，将碱性离子的去除后，返回含硫尾矿的氧化产酸步骤，从而实现水的循环利用，同时赤泥的脱碱率能够达到85%；脱碱效率高的同时还避免的水资源的浪费；
2、本发明在含硫尾矿氧化过程中，加入氧化剂和经过曝气处理，加快尾矿中硫的氧化和转变，产生硫酸根离子，从而达到提高产酸效率的目的；
3、本发明第二pH检测装置对脱碱液pH进行监测，当pH≥7时，用阳离子交换装置进行水质还原处理，保障处理效果；同时Na离子检测装置对处理后的脱碱液的钠离子指标进行监测，保障阳离子交换装置得到充足的利用并及时对阳离子交换柱的失活树脂进行更换，提高整体循环处理的效果；
4、本发明脱碱系统在实现尾矿脱硫的情况下，对赤泥进行脱碱，实现了两种固体废物的协同处置以及水的循环利用，有较强的可持续性；本发明脱碱方法具有工艺简单，成本较低，处理效果好的优点。
附图说明
图1为本发明脱碱系统的结构示意图；
图中：1-氧化罐，2-曝气装置，3-第一pH检测装置，4-第一过滤装置，5-脱碱罐，6-搅拌装置，7-第二过滤装置，8-第二pH检测装置，9-液泵，10-三通阀，11-阳离子交换装置，12-Na离子检测装置，13-回液管，14-止回阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
如附图1所示本发明包括氧化罐1、曝气装置2、第一pH检测装置3、第一过滤装置4、脱碱罐5、搅拌装置6、第二过滤装置7、第二pH检测装置8、液泵9、三通阀10、阳离子交换装置11、Na离子检测装置12，所述曝气装置2、第一pH检测装置3分别设于氧化罐1内，所述第一过滤装置4设于氧化罐1底部料口，所述第一过滤装置4的滤液排放口通过管道与脱碱罐5连接，所述搅拌装置6设于脱碱罐5内，所述第二过滤装置7设于脱碱罐5底部料口，所述第二过滤装置7的滤液排放口通过管道与液泵9的进液端连接，且管道设有第二pH检测装置8，所述液泵9出液端通过管道与三通阀10的进液端连接，所述三通阀10其中一出液端通过管道与回液管13连接，且管道设有止回阀14，三通阀10另一出液端通过管道与阳离子交换装置11进液端连接，所述阳离子交换装置11出液端通过管道与回液管13连接，且管道设有止回阀14、Na离子检测装置12，止回阀14防止滤液倒流；所述回液管13与氧化罐1连接。
优选地，还包括控制装置，所述三通阀10为电磁阀，所述控制装置分别与第二pH检测装置8、液泵9、三通阀10电连接。
优选地，所述阳离子交换装置11为阳离子交换柱。
优选地，所述氧化罐设有排料阀，用于将处理过的尾矿排出。
优选地，所述脱碱罐设有排料阀，用于将处理过的赤泥排出。
所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量1~5%的氧化剂；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10~60min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10~60min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤至少两次后，即可。
优选地，所述含硫尾矿破碎粉磨过筛是过100目筛。
优选地，所述含硫尾矿为硫铁矿。
优选地，所述含硫尾矿与水的质量比为1：30~50。
优选地，所述含硫尾矿与水的质量比为1：50。
优选地，所述氧化剂的比例为5%。
优选地，所述氧化剂为软锰矿粉。
优选地，所述曝气反应时间为30min。
优选地，S2步骤中曝气反应10~60min后，若第一pH检测装置3检测氧化罐1内的物料pH＜3时，进行过滤；若氧化罐1内的物料pH≥3时，继续曝气反应，直至pH＜3，再进行过滤。
优选地，所述赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：70~100。
优选地，所述粉磨后的赤泥过筛是过100目筛。
优选地，经阳离子交换装置11处理后的脱碱液，若Na离子检测装置12检测液体中Na离子含量≥5%，则更换Na离子检测装置12。
优选地，所述混合搅拌是搅拌30min。
本发明脱碱系统的工作原理和工作过程：将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入的氧化剂；
开启曝气装置2，进行曝气反应并产酸，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，酸性滤液进入脱碱罐5；将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与酸性滤液混合搅拌反应，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；根据第二pH检测装置8检测脱碱液的pH，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1，实现水的循环利用；然后重复上述过程至少两次，即可；将脱碱罐5内脱碱后的赤泥取出；
作为优选的技术方案，三通阀10为电磁阀，当第二pH检测装置8检测到脱碱液的pH＜7，控制装置控制三通阀10将三通阀10其中一个出液端打开，使脱碱液经回液管13，送回氧化罐1；当第二pH检测装置8检测到脱碱液的pH≥7，控制装置控制三通阀10将三通阀10另一个出液端打开，使脱碱液经阳离子交换装置11处理，再经回液管13，送回氧化罐1，实现脱碱液回流的自动控制。
下面结合实施例1~实施例20对本发明作进一步说明。
实施例1
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量1%的氧化剂；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤两次后，即可。
实施例2
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量5%的氧化剂；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应60min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌60min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤10次后，即可。
实施例3
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量3%的氧化剂；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应35min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌35min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤6次后，即可。
实施例4
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量1%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤3次后，即可。
实施例5
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，然后加入尾矿质量5%的氧化剂；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应60min，若第一pH检测装置3检测氧化罐1内的物料pH＜3时，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；若氧化罐1内的物料pH≥3时，继续曝气反应，直至pH＜3，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌60min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤4次后，即可。
实施例6
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：30，然后加入尾矿质量1%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤5次后，即可。
实施例7
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应60min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌60min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤6次后，即可。
实施例8
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量3%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应35min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌35min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可。
实施例9
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量3%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应35min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：85，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌35min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤8次后，即可。
实施例10
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：30，然后加入尾矿质量1%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：70，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤4次后，即可。
实施例11
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：40，然后加入尾矿质量2%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应20min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：80，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌20min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤5次后，即可。
实施例12
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量3%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应30min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：90，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌30min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤6次后，即可。
实施例13
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量4%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应40min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌40min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可。
实施例14
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应50min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌50min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可。
实施例15
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应60min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌60min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可。
实施例16
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应10min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤4次后，即可。
实施例17
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应20min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌20min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤5次后，即可。
实施例18
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应30min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌30min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤6次后，即可。
实施例19
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应40min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌40min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可。
实施例20
含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将硫铁矿破碎粉磨过100目筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐1中，同时加水，硫铁矿与水的质量比为1：50，然后加入尾矿质量5%的软锰矿粉；
S2、开启曝气装置2，进行曝气反应30min，然后将氧化罐1内的物料经第一过滤装置4过滤，滤渣留在氧化罐1中，滤液进入脱碱罐5；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐5中，赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌30min，然后将脱碱罐5内的物料经第二过滤装置7过滤，滤渣留在脱碱罐5中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置8检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀10经回液管13，送回氧化罐1；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀10经阳离子交换装置11进行碱性离子的去除，再经回液管13，送回氧化罐1；
S5、重复S2~S4步骤7次后，即可；
硫铁矿与水的质量比为1：50，软锰矿粉的量为5%，曝气时间30min；赤泥与脱碱罐5内的滤液的质量比为1：100，混合搅拌30min，重复处理7次时，用常规方法监测赤泥的含碱量，能够达到4%以下。
Claims (10)
1.一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，包括氧化罐（1）、曝气装置（2）、第一pH检测装置（3）、第一过滤装置（4）、脱碱罐（5）、搅拌装置（6）、第二过滤装置（7）、第二pH检测装置（8）、液泵（9）、三通阀（10）、阳离子交换装置（11）、Na离子检测装置（12），其特征在于所述曝气装置（2）、第一pH检测装置（3）分别设于氧化罐（1）内，所述第一过滤装置（4）设于氧化罐（1）底部料口，所述第一过滤装置（4）的滤液排放口通过管道与脱碱罐（5）连接，所述搅拌装置（6）设于脱碱罐（5）内，所述第二过滤装置（7）设于脱碱罐（5）底部料口，所述第二过滤装置（7）的滤液排放口通过管道与液泵（9）的进液端连接，且管道设有第二pH检测装置（8），所述液泵（9）出液端通过管道与三通阀（10）的进液端连接，所述三通阀（10）其中一出液端通过管道与回液管（13）连接，且管道设有止回阀（14），三通阀（10）另一出液端通过管道与阳离子交换装置（11）进液端连接，所述阳离子交换装置（11）出液端通过管道与回液管（13）连接，且管道设有止回阀（14）、Na离子检测装置（12），所述回液管（13）与氧化罐（1）连接。
2.根据权利要求1所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于还包括控制装置，所述三通阀（10）为电磁阀，所述控制装置分别与第二pH检测装置（8）、液泵（9）、三通阀（10）电连接。
3.根据权利要求1所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于所述阳离子交换装置（11）为阳离子交换柱。
4.一种根据权利要求1~3任一所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统的脱碱方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将含硫尾矿破碎粉磨过筛得到尾矿粉，然后装入氧化罐（1）中，同时加水，然后加入尾矿质量1~5%的氧化剂；
S2、开启曝气装置（2），进行曝气反应10~60min，然后将氧化罐（1）内的物料经第一过滤装置（4）过滤，滤渣留在氧化罐（1）中，滤液进入脱碱罐（5）；
S3、将粉磨后的赤泥过筛，然后加入脱碱罐（5）中，赤泥与S2步骤产生的滤液混合搅拌10~60min，然后将脱碱罐（5）内的物料经第二过滤装置（7）过滤，滤渣留在脱碱罐（5）中，滤液即为脱碱液；
S4、脱碱液经第二pH检测装置（8）检测，若脱碱液pH＜7，将脱碱液通过三通阀（10）经回液管（13），送回氧化罐（1）；若脱碱液pH≥7，将脱碱液通过三通阀（10）经阳离子交换装置（11）进行碱性离子的去除，再经回液管（13），送回氧化罐（1）；
S5、重复S2~S4步骤至少两次后，即可。
5.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于所述含硫尾矿为硫铁矿。
6.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于所述含硫尾矿与水的质量比为1：30~50。
7.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于所述氧化剂为软锰矿粉。
8.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于S2步骤中曝气反应10~60min后，若第一pH检测装置（3）检测氧化罐（1）内的物料pH＜3时，进行过滤；若氧化罐（1）内的物料pH≥3时，继续曝气反应，直至pH＜3，再进行过滤。
9.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于所述赤泥与脱碱罐（5）内的滤液的质量比为1：70~100。
10.根据权利要求4所述含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统，其特征在于经阳离子交换装置（11）处理后的脱碱液，若Na离子检测装置（12）检测液体中Na离子含量≥5%，则更换Na离子检测装置（12）。
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|---|---|---|---|
| CN201910742120.1A CN110482821B (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 一种含硫尾矿对赤泥的循环水式脱碱系统及脱碱方法 |
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