CN110484731B - 一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，包括如下步骤：S1、将煤矸石中未风化的部分球磨到粒径250目以下；S2、将煤矸石按池浸要求堆放好；S3、以碳酸钠溶液浸淋溶解煤矸石；S4、采用氨基磺酸、硫脲、酒石酸按比例溶解于水得到浸出剂溶液；S5、以浸出剂溶液对煤矸石堆进行浸洗得到浸洗尾液；S6、以碳酸氢铵与浸洗尾液混合调和浸洗尾液的PH值到10，再以调和后的浸洗尾液对煤矸石堆进行反复多次浸洗。本发明工艺简单、绿色环保，工艺成本低，对环境和土壤无污染、无破坏，不但可以去除煤矸石中的重金属元素，还可以回收煤矸石中的稀有元素，有效解决煤矸石对生态环境的污染问题，实现变废为宝。

Description

一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，特别涉及一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法。
背景技术
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，随着工农业的迅速发展，煤矿产生的大量矿废渣及煤矸石随意堆放，不但占用土地资源，而且煤矸石中甚含有重金属、稀有元素等，对生态环境的危害十分严重，造成土壤中重金属含量逐年增加，不仅导致土壤退化，地下水资源污染，而且农作物生长也受到严重影响，危害人类的生命安全和环境安全，同时也是对稀有元素的浪费。所以对煤矸石的处理和防治土壤污染已经成为一种很紧迫的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工艺简单、绿色环保，工艺成本低，对环境和土壤无污染、无破坏的湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法。
根据本发明的一个方面，提供了湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，包括如下步骤：
S1、将煤矸石中未风化的部分球磨到粒径250目以下；
S2、将风化部分的煤矸石及球磨好的煤矸石按池浸要求堆放好；
S3、以碳酸钠溶液浸淋溶解煤矸石；
S4、采用氨基磺酸、硫脲、酒石酸按比例溶解于与煤矸石堆同体积量的水里搅拌充分溶解，得到浸出剂溶液；
S5、以浸出剂溶液对煤矸石堆进行浸洗得到浸洗尾液；
S6、以碳酸氢铵与浸洗尾液混合调和浸洗尾液的PH值到10，再以调和后的浸洗尾液对煤矸石堆进行反复多次浸洗直到浸洗尾液的PH值为5～6为止。
在一些实施方式中，所述步骤S3中，碳酸钠溶液的质量百分比浓度1.5～2.5％，碳酸钠溶液相对煤矸石的液固体积比0.5:1，浸淋时间为40小时。
在一些实施方式中，所述步骤S4中氨基磺酸、硫脲、酒石酸的质量配比为40:40:20，浸出剂溶液的质量百分比浓度为2.5～3.5％。
在一些实施方式中，所述步骤S5和S6中的浸出时间根据自然常温的气温进行调整，气温在25℃～35℃时，浸出时间为2天，气温在20℃～25℃时，浸出时间为3天，气温在10～20℃时，浸出时间为5天。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明工艺简单、绿色环保，工艺成本低，对环境和土壤无污染、无破坏，不但可以去除煤矸石中的重金属元素，还可以回收煤矸石中的稀有元素，使其达到环保标准，有效解决煤矸石对生态环境的污染问题，实现变废为宝，具有重大的社会价值和经济价值。
具体实施方式
实施例1
一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将煤矸石中未风化的部分球磨到粒径250目以下，煤矸石中风化成离子型的不用球磨；
S2、将风化部分的煤矸石及球磨好的煤矸石按池浸要求堆放好；堆浸法是一种常规的提取方法，为了汇集富液和防止溶液渗漏，在筑堆前，堆场需要进行底部修整和铺垫，建设浸垫的材料有粘土、砂子、砾石、尾矿、沥青、钢筋混凝土、塑料薄膜或橡胶塑料板等。视材料不同，垫层厚度一般在300～600mm，在垫层上用块矿铺砌纵向与横向排液沟，最后在整个底板再铺一层大块矿石，以保护底垫。筑堆的目的是使矿堆具有良好而均匀的渗透性，并保证边坡不会坍塌。矿堆的高度主要取决于矿堆的渗透性、溶浸液中溶浸剂含量以及筑堆设备和方法等。筑堆方法有多层构筑法、多堆筑堆法、斜坡筑堆法和移动桥式筑堆法等，均为现有技术。
S3、以碳酸钠溶液浸淋溶解煤矸石；碳酸钠溶液的质量百分比浓度1.5～2.5％，碳酸钠溶液相对煤矸石的液固比0.5:1，浸淋时间为40小时。可以溶解煤矸石中的部分重金属和稀有元素。
S4、采用氨基磺酸、硫脲、酒石酸按比例溶解于与煤矸石堆同体积量的水里搅拌充分溶解，得到浸出剂溶液；步骤S4中氨基磺酸、硫脲、酒石酸的质量配比为40:40:20，浸出剂溶液的质量百分比浓度为2.5～3.5％。浸出剂溶液的体积与需要浸淋溶解煤矸石的体积相同。
S5、以浸出剂溶液对煤矸石堆进行浸洗得到浸洗尾液；将步骤S4配制浸出剂溶液均匀喷淋到步骤S2的煤矸石堆的顶部表面上，在自然常温下进行浸出。
S6、以碳酸氢铵与浸洗尾液混合调和浸洗尾液的PH值到10，再以调和后的浸洗尾液对煤矸石堆进行反复多次浸洗20～30小时直到浸洗尾液的PH值为5～6为止。其中重金属元素包括铜、汞、镉、铅、砷、铬等，稀有元素包括钪、镓、稀土等。
步骤S5和S6中的浸出时间根据自然常温的气温进行调整，气温在25℃～35℃时，浸出时间为2天，气温在20℃～25℃时，浸出时间为3天，气温在10～20℃时，浸出时间为5天。
浸洗完成后的煤矸石中重金属元素浸出后化验达到国家土壤指标、稀有元素浸出率达到90％以上。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将煤矸石中未风化的部分球磨到粒径250目以下；
S2、将风化部分的煤矸石及球磨好的煤矸石按池浸要求堆放好；
S3、以碳酸钠溶液浸淋溶解煤矸石；
S4、采用氨基磺酸、硫脲、酒石酸按比例溶解于与煤矸石堆同体积量的水里搅拌充分溶解，得到浸出剂溶液；
S5、以浸出剂溶液对煤矸石堆进行浸洗得到浸洗尾液；
S6、以碳酸氢铵与浸洗尾液混合调和浸洗尾液的pH 值到10，再以调和后的浸洗尾液对煤矸石堆进行反复多次浸洗直到浸洗尾液的pH 值为5～6为止。
2.根据权利要求1所述的湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，其特征在于，所述步骤S3中，碳酸钠溶液的质量百分比浓度1.5～2.5％，碳酸钠溶液相对煤矸石的液固体积比0.5:1，浸淋时间为40小时。
3.根据权利要求1所述的湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，其特征在于，所述步骤S4中氨基磺酸、硫脲、酒石酸的质量配比为40:40:20，浸出剂溶液的质量百分比浓度为2.5～3.5％。
4.根据权利要求1所述的湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，其特征在于，所述步骤S5和S6中的浸出时间根据自然常温的气温进行调整，气温在25℃～35℃时，浸出时间为2天，气温在20℃～25℃时，浸出时间为3天，气温在10～20℃时，浸出时间为5天。
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