CN110563264A - 一种有色多金属选矿废水循环回用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有色多金属选矿废水循环回用的方法，包括下述的步骤：将有色多金属选矿废水用硫酸调节pH值为7‑8.5，所述有色多金属选矿废水残留有起泡剂和捕收剂；向废水中加入100‑200g/t的碱金属硫化物，通过搅拌使重金属硫化物沉淀吸附在悬浮物颗粒表面；将废水通入微泡浮选柱，借助废水中残留的起泡剂和捕收剂进行浮选脱泥。该方法实现水体中残留药剂、固体悬浮物和金属离子的有效去除；由于废水处理过程没有添加任何絮凝剂和凝聚剂，因此回水的循环使用对生产指标并无影响，低成本实现了有色多金属选矿废水的100％回用。

Description

一种有色多金属选矿废水循环回用的方法

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及一种有色多金属选矿废水循环回用的方法。

背景技术

矿山是金属资源的重要来源地，在开采过程中需要大量的生产用水，同时排放出大量废水，选矿废水是其重要的组成部分。金属矿采选业排放的废水量已占到全国工业废水排放总量的八分之一，是我国工业废水排放量较多的行业之一。选矿厂选矿过程中耗水量大，平均处理每吨矿石需要水量7-10吨，选矿厂废水包括选矿工艺排水、尾矿含水和车间地面冲洗水等。因此排放量大是选矿废水的特点之一。

在有色多金属矿选矿过程中，由于在选矿生产过程中投加了大量的石灰，造成了废水中pH过高，且废水中含有大量的固体悬浮物、残留的浮选药剂(如黄药、松醇油、黑药等)、重金属含量高(Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺等)、废水的起泡性强、多种矿物选矿残留药剂相互影响(选铅过程中，由于黄药对锌矿物有极强的捕收能力，而Cu²⁺、Pb²⁺离子又能活化锌矿物，故废水回用时，残留的黄药与Cu²⁺、Pb²⁺离子将会严重影响铅精矿质量，使铅精矿中锌含量过高)等问题，直接回用会影响选矿指标。

现有多金属选矿废水已经开始逐渐使用分段处理，分级循环回用的方法。但是仍有部分矿山由于场地有限，无法实现分级循环利用而使不同环节废水最终汇合至厂前处理系统，从而造成废水回用难度增加。同时，部分选厂在废水分级回用多次后，也会存在指标下降的问题。因此，仍需要对残存药剂、离子和固体悬浮物进行适度消除，从而实现回水的稳定生产。目前废水处理常采用的方法有：化学沉淀法、混凝沉淀法、自然降解法、氧化法、吸附法等。这些方法在应用过程中，大多都需要添加絮凝剂和凝聚剂；而絮凝剂往往存在降解困难，对后续选矿指标影响大等问题。

因此，实现无絮凝剂或凝聚剂添加处理选矿废水，并实现回水的循环利用对矿山的周边环境的保护及矿山自身的生存和发展都具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种有色多金属选矿废水循环回用的方法，以解决现有废水处理技术法中需要添加絮凝剂和凝聚剂，影响回水使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种有色多金属选矿废水循环回用的方法，包括下述的步骤：

S1.将有色多金属选矿废水用硫酸调节pH值为7-8.5，所述有色多金属选矿废水残留有起泡剂和捕收剂；

S2.向S1处理后的废水中加入100-200g/t的碱金属硫化物，通过搅拌使重金属硫化物沉淀吸附在悬浮物颗粒表面；

S3.将S2处理后的废水通入微泡浮选柱，借助废水中残留的起泡剂和捕收剂进行浮选脱泥。

进一步的，还包括：S4.根据水质情况及回水生产指标，将S3处理后的废水进行生物法深度处理，通过硫杆菌为主的复合功能菌在非平衡生长条件下的代谢产物去除水体中的重金属离子。

进一步的，S2所述碱金属硫化物为硫化钠或硫化钾。

进一步的，S2搅拌速度300-400转/min。

进一步的，S2搅拌时间为4-8分钟。

进一步的，S3所述微泡浮选柱浮选的气泡粒度范围在500-1000μm。

进一步的，S3微泡浮选柱浮选时间为3-6分钟。

进一步的，所述复合功能菌包括硫杆菌、复合甲烷菌和产碱杆菌。

进一步的，S4生物法处理时间为3-5小时。

进一步的，所述有色多金属选矿废水为铅锌矿选矿废水。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

现有的选矿废水处理技术通常采用加入有机絮凝剂消除固体悬浮物，加入氧化试剂消除残留有机物的方法；但存在有机絮凝剂影响后续回用生产指标，氧化试剂添加量巨大废水处理成本高等弊端。本发明通过利用选矿废水水体中残留起泡剂和捕收剂(残留的起泡剂主要有松醇油等各种醇类，残留的捕收剂有苯酚类、脂类等物质)的特性，通过简单的微泡浮选脱泥就低成本高效的去除了水体中绝大部分固体悬浮物、重金属离子和残留有机物。最后再依据回用效果的需要，将水体里少量的重金属离子与有机物通过生物法进行消除。由于废水中绝大部分有害组份已经通过微泡浮选消除，从而使得生物法处理时间极大缩短、处理成本也有效降低。由于废水处理过程没有添加任何絮凝剂和凝聚剂，因此回水的循环使用对生产指标并无影响，低成本高效实现了有色多金属选矿废水的100％生产回用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是实施例1浮选试验流程；

图3是实施例2浮选试验流程。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明一个具体实施方式的有色多金属选矿废水循环回用的方法，包括以下步骤：

1)将浓密池或沉淀池外排的有色多金属选矿废水通入搅拌桶中慢速搅拌，并向搅拌桶中添加硫酸，直至pH值为7-8.5；一方面使得选矿废水满足回用的pH需求，另一方面硫酸的添加有助于消除固体悬浮物的表面电荷，压缩双电层，利于微细粒固体悬浮物的凝聚和长大。

2)向中性的废水中缓慢添加加入100-200g/t的硫化钠，并慢速搅拌(搅拌速度300-400转/min)，使水体中的重金属离子生成沉淀，重金属硫化物沉淀在固体悬浮物表面生成，附着吸附在悬浮物颗粒表面，进一步改善悬浮物表面的亲疏水特性，直至反应完全。

3)将有色多金属选矿废水通入微泡浮选柱，借助废水中残留的大量起泡剂和酚类化合物等捕收剂进行浮选脱泥；这不但有利于残留药剂的有效去除，还将水体中固体悬浮物和金属离子沉淀物的高效去除。所述微泡浮选柱浮选的气泡粒度范围在500-1000μm，并且不再另外添加药剂。一般来说气泡越小对脱泥效果越好，但是现有的气泡发生装置很难制备500μm以下的气泡。气泡如果大于1000μm脱泥效果将受到影响，因此选择的范围为500-1000μm。

4)最后依据水质情况及回水生产指标考虑是否进行选矿废水的生物法深度处理，以硫杆菌为主的复合特异功能菌群(硫杆菌、复合甲烷菌和产碱杆菌质量比为6:2:2左右)；在非平衡生长(缺乏氮、氧、磷、硫)条件下大规模培养形成的代谢产物；代谢产物中富含的多功能基团，可与水体中的Cu²⁺，Pb²⁺，Zn²⁺，Hg²⁺，Cd²⁺等重金属离子成键形成生物配合体以进一步消除水体中金属离子和残留药剂对浮选的影响。

有色多金属选矿废水通过微泡浮选脱泥和生物法处理，实现了废水处理过程中，絮凝剂和凝聚剂的零添加，从而实现选矿废水的100％回用。

实施例1

针对湖南某铅锌矿，其主要矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。选矿工艺流程如图2，包括铅优先浮选—活化浮锌—锌浮选脱硫，其中铅锌浮选都需要加入大量的MIBC起泡剂和硫氮类捕收剂SN。浮获得的铅精矿经过过滤脱水得到较干的铅精矿和废水。浮锌尾矿浓密池浓密后，含起泡剂、捕收剂和部分固体悬浮物的溢流为选矿废水。

其中铅精矿和锌精矿的废水基本可以返回相应生产作业回用，但其它废水(水质分析如表1，废水中残留20-40％的起泡剂和15％-25％的捕收剂)如直接返回生产使用则对生产指标影响较大，对不能直接返回生产流程的废水按图1的工艺流程进行以下处理：

1)取浓密池溢流的尾矿水注入实验室5L搅拌桶中慢速搅拌，并向搅拌桶中添加硫酸，直至pH值为7-8.5；

2)向中性的废水中加入120-160g/t的硫化钠，搅拌速度300-400转/min，搅拌时间为5分钟；

3)将有色多金属选矿废水通入微泡浮选柱，气泡粒度范围在500-1000μm，借助废水中残留的大量起泡剂和酚类化合物进行浮选脱泥；浮选时间为4分钟。

4)把浮选脱泥后的选矿废水进行生化处理，以传统硫杆菌为主的复合特异功能菌群(硫杆菌、复合甲烷菌和产碱杆菌质量比为6:2:2左右)在非平衡生长(缺乏氮、氧、磷、硫)条件下曝气处理4小时。

通过以上步骤，取得了较好的试验指标，具体指标如表1：

表1选矿废水处理前后水质分析部分对比结果

为验证经上述处理的选矿废水的回用效果，用1.5L浮选槽，800克矿样和处理后的废水进行实验室选矿试验，浮选试验流程如图2所示，并与新鲜水选矿试验进行对比，浮选指标见表2和表3。可见，回水的循环使用对生产指标基本无影响。

表2新鲜水生产指标

表3回水生产指标

实施例2

针对四川某铅锌矿，其主要矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。选矿工艺流程如图3，包括铅优先浮选—活化浮锌—锌浮选脱硫，其中铅锌浮选都需要加入大量的MIBC起泡剂和25#黑药、YS、JR捕收剂，浮锌尾矿浓密池浓密后，含起泡剂、捕收剂和部分固体悬浮物的溢流为选矿废水。

其选矿废水(水质分析如表4，废水中残留20-40％的起泡剂和15％-25％的捕收剂)如直接返回生产使用则对生产指标影响较大，对其进行以下处理：

1)取浓密池溢流的尾矿水注入实验室5L搅拌桶中慢速搅拌，并向搅拌桶中添加硫酸，直至pH值为7-8；

2)向中性的废水中加入160-200g/t的硫化钠，搅拌速度300-400转/min，搅拌时间为6分钟；

3)将有色多金属选矿废水通入微泡浮选柱，气泡粒度范围在500-1000μm，借助废水中残留的大量起泡剂和酚类化合物进行浮选脱泥；浮选时间为4分钟。

通过以上步骤，取得了较好的试验指标，具体指标如表4：

表4选矿废水处理前后水质分析部分对比结果

为验证经上述处理的选矿废水的回用效果，用1.5L浮选槽，800克矿样和处理后的废水进行实验室选矿试验，浮选试验流程如图3所示，并与新鲜水选矿试验进行对比，浮选指标见表5和表6。可见，回水的循环使用对生产指标基本无影响。

表5清水浮选指标

表6回水生产指标

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，包括下述的步骤：

S1.将有色多金属选矿废水用硫酸调节pH值为7-8.5，所述有色多金属选矿废水残留有起泡剂和捕收剂；

S2.向S1处理后的废水中加入100-200g/t的碱金属硫化物，通过搅拌使重金属硫化物沉淀吸附在悬浮物颗粒表面；

S3.将S2处理后的废水通入微泡浮选柱，借助废水中残留的起泡剂和捕收剂进行浮选脱泥。

2.根据权利要求1所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，还包括：

S4.根据水质情况及回水生产指标，将S3处理后的废水进行生物法深度处理，通过硫杆菌为主的复合功能菌在非平衡生长条件下的代谢产物去除水体中的重金属离子。

3.根据权利要求1或2所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S2所述碱金属硫化物为硫化钠或硫化钾。

4.根据权利要求1或2所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S2搅拌速度300-400转/min。

5.根据权利要求4所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S2搅拌时间为4-8分钟。

6.根据权利要求1或2所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S3所述微泡浮选柱浮选的气泡粒度范围在500-1000μm。

7.根据权利要求6所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S3微泡浮选柱浮选时间为3-6分钟。

8.根据权利要求2所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，所述复合功能菌包括硫杆菌、复合甲烷菌和产碱杆菌。

9.根据权利要求2或8所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，S4生物法处理时间为3-5小时。

10.根据权利要求1或2所述的有色多金属选矿废水循环回用的方法，其特征在于，所述有色多金属选矿废水为铅锌矿选矿废水。