CN113226557A - 工艺水处理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种处理浮选装置(1)的工艺水的方法。该工艺包括以下步骤：a)在重力固液分离器(21)中使矿物浮选回路(10)的溢流脱水，以将沉淀物(212)与上清液(211)分离，上清液包含水、含二氧化硅的颗粒和可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品；b)在清洁浮选单元(23)中使上清液(211)经受清洁浮选，其中至少90％的浮选气泡具有0.2至250μm的尺寸，以收集至少含二氧化硅的颗粒，将至少含二氧化硅的颗粒从上清液分离进入清洁浮选溢流(232)中，并形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水(231)；c)将清洁浮选溢流(232)作为尾矿去除；以及d)将净化后的工艺水(231)再循环回到矿物浮选回路(10)中。还公开了一种工艺水处理装置(20)。

Description

工艺水处理的方法和装置
技术领域
本公开涉及用于处理浮选装置的工艺水的方法和装置。特别地，本发明旨在处理用于Fe(铁)反浮选的浮选装置的工艺水。
背景技术
与许多其他矿石类型一样，铁矿床的类型是多种多样的。然而，主要的铁矿石资源是由称为带状铁矿地层(banded iron formations，BIF)的变质矿地层构成的。带状铁矿地层形成了广泛的铁矿石盆地。BIF地区还与风化地壳相关，也称为通过自然过程形成的层状铁矿床(bedded iron deposits，BID)。这些BID包含富含铁的赤铁矿、针铁矿和菱铁矿磁铁矿以及微片状赤铁矿矿石。
通常，磁力分离(magnetic separation，磁选)是用于铁矿石的最常用的选矿工艺(benficiation process)，因为主要的铁矿物是铁磁性和顺磁性的。然而，铁矿石应根据其矿物成分、物理性质、特性和含铁矿物从脉石中的解离度(degree of liberation)进行处理。BIF中的脉石矿物通常包括石英、数种含铁硅酸盐(诸如闪石、云母和辉石等)、碳酸盐、长石以及粘土。
铁矿石球团和其他高质量冶金原料的工业生产要求球团中具有有限含量的二氧化硅、氧化铝和其他杂质。这些要求已导致更多地使用浮选来代替重力分离和磁力分离(gravity and magnetic separation，重选和磁选)，以减少有害杂质的含量并生产铁的“超精矿”。
通过浮选低品级氧化铁矿石的选矿被称为反浮选，其中，通过浮选将脉石从有价值的细粒铁矿石中分离。从浮选单元的底流收集有价值的矿石。用于这些低品位铁矿石的选矿的最常见的浮选路线是反向阳离子浮选。反向阳离子浮选优于阴离子浮选的优点包括：更高的工艺选择性和速率，以及使用硬水时的令人满意的结果。
为了能够在反向阳离子浮选的过程中去除硅酸盐，建议使用基于伯醚胺(primaryether amine)和非离子表面活性剂(诸如脂肪族异醇)的混合物的捕收剂(collector)。
通常，在反浮选中被去除的脉石泡沫被送至尾矿坝，在尾矿坝预计停留较长时间(通常20天至40天)，以使固体沉淀并分离，以及从收集到的可重复使用的工艺水中分解出残留浮选化学品。收集到的工艺水随后再循环回到选矿工艺中。再循环的工艺水的质量在获得最终产品的质量和目标回收率方面起着重要作用。
如今，由于浮选的主要工艺在用水方面至少部分地成为闭环系统，因此水资源短缺、立法和公众压力提出的生态需求以及用于工艺水处理的上述传统尾矿方法的成本和广阔空间需求给再循环工艺水带来了越来越大的压力。可能需要用于处理尾矿流的替代方法，所述方法能够实现最小部分的闭环水系统。
通常停留时间为20天至40天的传统尾矿处理方法可以得到能够接受的水质，使处理后的工艺水能够在主浮选工艺和其他工艺步骤中重复使用。改用其他尾矿方法，如增稠尾矿、膏、干堆或这些方法的混合，由于这些工艺步骤中需要新的增稠器，因此沉淀时间将大大缩短。这导致更短的沉淀时间，3小时至8小时，从而使更多的细粉、残留化学品和其他有害或不利物质最终进入增稠器溢流，然后进入回收的工艺水。如果在工艺水回收回到主工艺之前未被适当处理，溢流中的这些杂质可能会对主浮选工艺和最终产品质量产生负面影响。
在Fe的反浮选中，通常使用疏水性氨基浮选化学品(捕收剂)，以附着至脉石颗粒并增加其疏水性，从而使脉石颗粒可以在反浮选步骤中作为溢流被去除。然而，当这些疏水性颗粒被送至尾矿增稠器时，它们倾向于漂浮(按设计)或更容易跟随水流，而不是根据需要沉淀。类似地，残留的以及未反应的捕收剂化学品可以最终进入增稠器溢流，因为短的停留时间不足以使化学品如在传统尾矿坝中随时间推移所发生的那样分解。另外，其他低密度的轻质材料(如有机材料、细菌和其他微生物)、胶质和可溶性材料将跟随水流进入增稠器溢流，导致溢流质量变差。
这种工艺水可包含大量硅酸盐，当水再循环回到浮选工艺中时，硅酸盐会耗尽浮选化学品并破坏来自新引入的浆料进料中的硅酸盐的漂浮。硅酸盐可最终进入底流中回收的Fe材料中，这会降低Fe材料的产量和质量。
控制捕收剂化学品的累积并抑制微生物生长的传统解决方案是将浮选泡沫送至尾矿坝并保留较长时间。另一种方法是使用化学氧化剂(例如NaOCl)，其可以在增稠器之前添加以分解捕收剂化学品并改善极细材料的沉淀。然而，使用此类化学品的缺点是较高的Cl含量会导致设备腐蚀和故障。如果在酸性条件下使用，由于会形成Cl2，还会对环境和人员造成危害。其还会影响整个浮选操作，使化学品剂量和工艺控制更加困难。
发明内容
根据本公开的方法的特征在于权利要求1中提出的内容。
根据本公开的装置的特征在于权利要求18中提出的内容。
公开了一种用于处理浮选装置的工艺水的方法。该浮选装置包括：矿物浮选回路，矿物浮选回路布置为通过反浮选来处理悬浮在浆料中的包含Fe的矿石颗粒以将浆料分离成底流和溢流；以及工艺水处理装置，工艺水处理装置用于处理矿物浮选回路的溢流。该方法包括以下步骤：a)在重力固液分离器中使浮选回路的溢流脱水，以使沉淀物与上清液分离，上清液包含水、含二氧化硅的颗粒和可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品；b)在清洁浮选单元中使上清液经受清洁浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸呈0.2μm至250μm，以收集至少含二氧化硅的颗粒，用于将至少含二氧化硅的颗粒从上清液分离进入清洁浮选溢流中，并形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水；c)将清洁浮选溢流作为尾矿去除；以及d)将净化后的工艺水再循环回到矿物浮选回路中。
在本发明的另一个方面中，公开了一种工艺水处理装置，其用于处理矿物浮选回路的溢流。该浮选回路布置为通过反浮选来处理悬浮在浆料中的包含Fe的矿石颗粒。该工艺水处理装置包括：重力固液分离器，用于使溢流脱水，以将沉淀物与上清液分离，上清液包含水、含二氧化硅的颗粒和可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品；以及清洁浮选单元，该清洁浮选单元采用浮选气泡，浮选气泡中的至少90％的尺寸为0.2μm至250μm，该清洁浮选单元操作地与重力固液分离器连接以接收上清液，并且被布置为收集至少含二氧化硅的颗粒，以将至少含二氧化硅的颗粒从上清液分离进入清洁浮选溢流中，并形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水，配置为被引回到矿物浮选回路中。
通过本发明，可以减轻水再循环中的上述问题以及与传统解决方案相关的缺点。来自重力固液分离器的溢流或上清液在清洁浮选单元中经受清洁浮选，以使(胶质和可溶性的)硅酸盐化合物可以1)絮凝成更大的颗粒-通常从主反浮选工艺中携带过来的捕收剂化学品足以使硅酸盐絮凝；2)通过DAF从净化后的工艺水分离；以及3)作为尾矿收集起来以进一步在其他地方处理。然后，可以将所得的净化后的工艺水再循环回到主浮选工艺中。由于净化后的工艺水包含显著减少的硅酸盐，因此不会对主反浮选工艺产生不利影响。
由于来自矿物或主浮选工艺的溢流在重力固液分离器中停留的时间相对较短，因此从主浮选工艺的溢流中携带过来的浮选化学品、捕收剂不会如在传统尾矿坝中随时间推移所发生的那样分解。这些捕收剂化学品随后可以在清洁浮选步骤中用作捕收剂，从而可浮选和收集期望的材料(即，收集硅酸盐材料)，因此得到净化后的工艺水。同时，这些残留浮选化学品被用尽，当净化后的工艺水再循环回来时，它们不会被携带回到主矿物浮选工艺中。因此，主浮选工艺不会受这些不期望的浮选化学品的影响，使矿物浮选工艺的控制更容易。
在清洁浮选工艺中，还可以去除存在于极细颗粒中的其他胶质材料(诸如C、P、N)以及存在于工艺水中的任何淀粉基抑制剂，从而去除会促进净化后的工艺水中的微生物生长的营养物。这可以改善任何后续水处理阶段(诸如过滤)的结果。例如，此类材料的去除可以防止陶瓷过滤器的过滤孔堵塞。
由于浆料或重力固液分离器的溢流仅包含细颗粒(较大颗粒最终进入沉淀物中)，清洁浮选可以在其最有效的阶段(即用于去除细颗粒的阶段)被节能地利用。
在本发明的实施例中，清洁浮选单元是溶解气体浮选(DAF)单元。
在一实施例中，在步骤b)之前，上清液的温度为2℃至70℃。
在一实施例中，在步骤b)之前，上清液的pH为5至14。
上清液的温度和/或pH可以是固有的，即由前述工艺步骤或环境所造成，或者，在期望时，可以根据需要调节这些性质，例如以使得步骤b)中的清洁浮选最优化。
在一实施例中，在步骤a)，溢流在重力固液分离器中的停留时间在10小时以下，优选地为2小时至8小时。
在一实施例中，重力固液分离器的沉淀物的固体含量为至少80w-％。
相对较短的停留时间意味着浮选化学品(特别是捕收剂化学品)未被分解，而是随上清液被一起带走，并且可以在随后的清洁浮选步骤中被利用。通过使沉淀物中的固体含量足够高，可以减少待处理的固体尾矿量。
在一实施例中，在步骤a)之后，将上清液引入分离器溢流罐中。
分离器溢流罐可以用于控制上清液流入清洁浮选单元或流入混合单元(如果使用的话)的流量。这可以有助于使整个工艺水处理操作稳定，因为上清液流入后续操作步骤受到控制。
在一实施例中，在步骤b)之前，通过添加凝结剂和/或絮凝剂而在混合单元中对上清液进行化学调节，以使上清液中的含二氧化硅的颗粒絮凝。
在另一实施例中，凝结剂选自包含无机捕收剂、铝盐、铁盐、有机凝结剂的组。
在另一实施例中，将凝结剂以20ppm至2000ppm的量添加到上清液中。
在一实施例中，絮凝剂选自包含天然聚合物、合成絮凝剂的组。
在另一实施例中，将絮凝剂以1ppm至100ppm的量添加到上清液中。
尽管上清液中通常具有足够的作为主浮选工艺遗留物而存在的浮选化学品(捕收剂化学品)，但在某些情况下，可能需要在DAF处理之前对上清液进行调节，以确保通过DAF单元可以去除足够的硅酸盐。这可以在传统混合单元中完成，所述传统混合单元配置为允许添加不同化学品(例如絮凝剂和/或凝结剂)并用这些化学品处理流体。凝结剂和/或絮凝剂的量是基于工艺选择的，并且高度地受到化学品成本的控制。有机凝结剂比无机凝结剂贵。通常，絮凝剂的添加量低于10ppm。
在一实施例中，在步骤b)中，去除了来自浮选回路的溢流的SiO2的至少90％。
在一实施例中，在步骤b)中，去除了来自浮选回路的溢流的可溶性SiO2的至少70％。
该方法的目的是尽可能去除Fe反浮选溢流中的硅酸盐。残留在净化后的工艺水中的硅酸盐不利于主浮选工艺，最终进入回收的Fe材料中的硅酸盐会降低最终产品(铁材料)的质量和价值。这两种情况还降低了浮选工艺的效率。去除过量的硅酸盐减少了浮选化学品消耗和淡水消耗。
在一实施例中，在步骤d)之前，使净化后的工艺水经受过滤，以去除促进微生物生长的化学品。
在另一实施例中，在过滤中，使用包括陶瓷过滤器的过滤单元。
通过过滤净化后的工艺水，可以去除其他有害成分，从而提升待再循环回主浮选工艺的水的清洁度。例如，可以降低设备的泥化。
通过使用清洁浮选单元处理上清液，可以从净化后的工艺水中去除大部分颗粒形式的化学残留物。这允许利用陶瓷滤板(在陶瓷滤板中，滤孔可能易于被一定尺寸范围的颗粒堵塞)。通过至少部分地去除这些颗粒，可以避免堵塞并且改善过滤单元的操作。
在一实施例中，净化后的工艺水的硬度不受工艺水处理装置的影响。
将水硬度保持在目标水平允许根据需要控制主浮选工艺。当水硬度恒定时，浮选化学品添加可以保持在恒定的水平，而当硬度达到一定水平时，疏水性颗粒会改善矿物浮选。传统的水处理方法(诸如纳滤膜或反渗透膜)可能会影响水硬度，因为化合物(Ca、K、Mn、Mg)与不利物质一起被去除。清洁浮选单元允许这些化合物保留在水中，因为它们不会被收集到清洁浮选溢流中并被去除到尾矿中。
在根据本发明的工艺水处理装置的实施例中，清洁浮选单元为DAF单元。
在一实施例中，工艺水处理装置还包括在重力固液分离器之后的混合单元，混合单元被配置为对上清液进行化学调节以使上清液中的含硅酸盐的颗粒絮凝。
在一实施例中，工艺水处理装置还包括在重力固液分离器之后的分离器溢流罐。
在一实施例中，工艺水处理装置还包括在DAF单元之后的过滤单元，用于从净化后的工艺水中去除促进微生物生长的化学品。
在一实施例中，过滤单元包括陶瓷过滤器。
附图说明
附图(其被包括以提供对本公开的进一步理解并且构成本说明书的一部分)示出了本公开的实施例并且与说明书一起有助于解释本公开的原理。在附图中：
图1至图3是本发明实施例的简化流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。
以下描述详细地公开了一些实施例，以使本领域技术人员能够利用浮选装置及其用途以及基于本公开的方法。并不是实施例的所有步骤都被详细讨论，因为基于该公开，许多步骤对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
为了简单起见，在以下示例性实施例中对于重复部件的情况将保持项目编号。
所附图1至图3详细示出了浮选装置1。附图不是按比例绘制的，并且为了清晰起见，省略了其中的许多部件。浮选装置1包括矿物浮选回路10，该矿物浮选回路布置为通过反浮选来处理悬浮在浆料100中的包含Fe的矿石颗粒，以使浆料分离为溢流101和底流102。溢流101可以包括：含硅酸盐的颗粒、可溶性SiO2和其他不期望的、不利的或未回收的材料或化合物(诸如包含C、P、N、Ca、K、Mn、Mg的较大颗粒和细颗粒)；残留浮选化学品(诸如氨基捕收剂化学品或淀粉基抑制剂)以及微生物等，悬浮和/或溶解在水中。底流102包括回收的含Fe材料。
浮选装置1还包括工艺水处理装置20，工艺水处理装置旨在处理矿物浮选回路10的溢流101。工艺水处理装置20包括重力固液分离器21，溢流101以传统方式在重力固液分离器中被脱水，所述传统方式即，将包含较大较重颗粒的沉淀物212与上清液211分离，所述上清液包含细颗粒范围内的上述固体化合物(至少为含二氧化硅的颗粒)以及任何残留浮选化学品、可溶性SiO2、微生物和水。重力固液分离器21可以例如是增稠器或澄清器。
工艺水处理装置20还包括清洁浮选单元23。清洁浮选单元采用浮选气体使捕收剂化学品收集到的颗粒漂浮。具体地，通过利用具有特定尺寸范围的微气泡或浮选气泡来执行清洁浮选单元23中的浮选。在根据本发明的清洁浮选以及清洁浮选单元23中，至少90％的浮选气泡落入2μm至250μm的尺寸范围内。清洁浮选可以采用溶解气体浮选(dissolvedgas flotation，DAF)，并且清洁浮选单元23可以是DAF单元。也可以采用其它利用较小尺寸的浮选气泡进行浮选的方法，诸如电双层浮选或膜浮选。
DAF是一种微浮选工艺，用在水或污水(effluent，排出物)澄清的各种应用中。通过使用非常小的浮选气泡、微气泡将固体颗粒从液体中分离。通过在压力下将空气或其他浮选气体溶解到液体中而产生尺寸范围为30μm至100μm的微气泡。当释放分散体时，在压降中形成气泡。固态形式的颗粒附着至气泡并上升至表面。当DAF溢流时，用污泥辊(sludgerollers)将所形成的漂浮污泥从液体表面去除。有时可能需要化学品来帮助絮凝并提高固体去除效率。通常，有效的凝结可以去除胶质。
在清洁浮选单元23中，使上清液211经受浮选，以收集至少含二氧化硅的颗粒，此外，还收集其他颗粒，诸如包含C、P、N的颗粒。在本发明的实施例中，上清液211包含一定量的残留浮选化学品(例如氨基捕收剂)，其从矿物浮选回路10中的Fe反浮选工艺中遗留下来，足以使相当一部分含二氧化硅的颗粒絮凝，以及使可溶性SiO2凝结成固态形式颗粒。随后，将至少含二氧化硅的颗粒从上清液分离进入清洁浮选溢流232中，并且作为尾矿从浮选装置1中去除。同时，在清洁浮选单元23中形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水231。然后，净化后的工艺水231可以再循环回到矿物浮选回路10中，用作例如用于浆料100进料的稀释水。
可以在过滤单元24中进一步处理净化后的工艺水231，以去除微生物和促进微生物生长的化学品，或从净化后的工艺水231中去除任何其他不期望的化学品(见图1)。过滤单元24可以是本领域中已知的任何类型。在一实施例中，过滤单元24包括一个陶瓷过滤器或多个陶瓷过滤器。
此外，工艺水处理装置20可以在紧接重力固液分离器21之后包括分离器溢流罐21b(见图3)。在将上清液211引导进入清洁浮选单元23之前将上清液引入分离器溢流罐21b中，例如为了控制进入清洁浮选单元23的体积流量。此外，另外地或可替代地，工艺水处理装置20可以在重力固液分离器之后或者在分离器溢流罐21b(如果使用的话)之后包括混合单元22(见图2和图3)。混合单元22可以是本领域中已知的任何类型，其布置为能够添加期望的化学品(诸如凝结剂和/或絮凝剂)并能够通过化学调节来处理上清液211，以使在将上清液211引入DAF单元23之前，至少含二氧化硅的颗粒可以被絮凝。此外，可溶性SiO2也可以因此被絮凝成固态形式颗粒，并因此随后从净化后的工艺水中去除。这可能是需要的，如果上清液未包含从浮选回路10遗留的足够量的残留捕收剂化学品，从而确保清洁浮选单元23中含二氧化硅的颗粒充分絮凝，或确保在清洁浮选单元23中形成足够大的絮状物。如果需要，分离器溢流罐21b和混合单元22都可以进一步用于调节上清液211的温度和/或pH，以制备用于清洁浮选的上清液。
在用于处理浮选装置1的工艺水的方法中，进行以下步骤。
在步骤a)中，使矿物浮选回路10的溢流101在重力固液分离器21中脱水，以将沉淀物212与上清液211分离，上清液包含水、含二氧化硅的颗粒、可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品。
在步骤a)中，溢流101在重力固液分离器中的停留时间在10小时以下。停留时间可以为2小时至8小时，例如3.5小时、4小时、5.75小时或者6.5小时。在步骤a)之后，重力固液分离器21的沉淀物212的固体含量可以超过80％(按重量计)。
在步骤b)中，上清液211在清洁浮选单元23中经受清洁浮选，以收集至少含二氧化硅的颗粒，用于将至少含二氧化硅的颗粒从上清液分离进入清洁浮选溢流232中，并且用于形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水231。在清洁浮选中，至少90％的浮选气泡落入0.2μm至250μm的尺寸范围内。清洁浮选可以是溶解气体浮选(DAF)，即清洁浮选单元23可以是DAF单元。
在步骤b)之前，可以调节上清液211的温度和pH，以使清洁浮选单元23中的清洁浮选最优化，或者前述工艺步骤可以使上清液的温度和/或pH显示某些值。上清液211的温度可以为或可以调节为2℃至70℃。上清液211的pH可以为或可以调节为5至14。在需要分别调节上清液211的上述性质的情况下，这可以在分离器溢流罐21b和/或在混合单元22中完成。
在步骤c)中，清洁浮选溢流232作为尾矿被去除，并且在步骤d)中，净化后的工艺水231再循环回到矿物浮选回路10中。在净化后的工艺水231再循环回到矿物浮选回路10中之前，可以使其经受过滤步骤，以去除促进微生物生长的化学品，或去除其他不期望的或不利的化学合成物。在过滤步骤中，可以使用包括陶瓷过滤器的过滤单元24。
在附加方法步骤中，可以在步骤a)之后将上清液211引入分离器溢流罐21b中。另外地或可替代地，可以在步骤b)之前在混合单元22中对上清液211进行化学调节。上清液可以直接从重力固液分离器21引入混合单元22中或从分离器溢流罐21b(如果使用的话)引入混合单元中。在混合单元22中，可以通过添加凝结剂而对上清液进行化学调节，以通过使以含二氧化硅的颗粒形式或以可溶性SiO2形式存在的SiO2凝结来辅助收集上清液中的SiO2。凝结剂可以选自包括无机凝结剂、铝盐、铁盐、有机凝结剂的组。
一种可能的无机凝结剂是聚合氯化铝(polyaluminium chloride，PAC)。无机凝结剂可以以20ppm至2000ppm的量(例如以50ppm、75ppm、150ppm、225ppm、350ppm或400ppm的量)添加到混合单元22中的上清液211中。在一实施例中，添加100ppm的PAC。有机凝结剂可以以5ppm至200ppm的量添加到上清液211中。
可替代地或另外地，可以通过添加絮凝剂而在混合单元22中对上清液211进行调节以通过使SiO2絮凝来进一步辅助收集上清液211中的SiO2。例如，可以使用天然絮凝剂，诸如淀粉或改性淀粉或多糖。例如，可以使用合成絮凝剂。合成絮凝剂可以显示不同的电性。合成絮凝剂的例子有：高分子量(超过500 000)絮凝剂，诸如聚丙烯酰胺(负电性或正电性、或中性)或曼尼希(Mannich)产品(正电性)；以及低分子量(500 000以下)絮凝剂，诸如多胺(正电性)、聚表胺(polyepiamine，正电性)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(正电性)、聚(乙烯)亚胺(正电性)或聚氧化乙烯(中性)。
絮凝剂可以以1ppm至100ppm的量(例如以1.25ppm、1.75ppm、2.25ppm、7.5ppm或12.25ppm的量)添加。在一实施例中，添加2ppm的絮凝剂。
通过根据本发明的方法，在步骤b)中可以去除矿物浮选回路10的溢流101中存在的SiO2的至少90％。此外，在步骤b)中可以去除矿物浮选回路10的溢流101中存在的可溶性SiO2的至少70％。同时，净化后的工艺水231的硬度不受工艺水处理装置20和/或处理工艺水的工艺的影响，即，来自矿物浮选回路10的溢流101的水硬度与再循环回到矿物浮选回路10中的净化后的工艺水231的水硬度基本相同。
上文描述的实施例可以彼此任意组合使用。若干实施例可以组合在一起以形成另一实施例。与本公开相关的浮选槽(flotation cell)可以包括上文描述的实施例中的至少一个。本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本思想可以以各种方式实现。因此，本发明及其实施例不局限于上述示例；相反，它们可以在权利要求的范围内变化。

Claims (23)

1.一种处理浮选装置(1)的工艺水的方法，所述浮选装置(1)包括：矿物浮选回路(10)，所述矿物浮选回路被布置为通过反浮选来处理悬浮在浆料(100)中的包含Fe的矿石颗粒，以将所述浆料分离成底流(102)和溢流(101)；和工艺水处理装置(20)，所述工艺水处理装置用于处理所述矿物浮选回路的溢流(101)；该方法包括以下步骤：
a)在重力固液分离器(21)中使浮选回路的溢流脱水，以将沉淀物(212)与上清液(211)分离，所述上清液包含水、含二氧化硅的颗粒和可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品；
b)在清洁浮选单元(23)中使所述上清液(211)经受清洁浮选，其中至少90％的浮选气泡具有0.2μm至250μm的尺寸，以用于收集至少含二氧化硅的颗粒，用于将至少含二氧化硅的颗粒从所述上清液分离进入清洁浮选溢流(232)中，并用于形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水(231)；
c)将所述清洁浮选溢流(232)作为尾矿去除；以及
d)将净化后的工艺水(231)再循环回到所述矿物浮选回路(10)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洁浮选单元(23)是溶解气体浮选(DAF)单元。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前，所述上清液(211)的温度为2℃至70℃。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前，所述上清液的pH为5至14。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述溢流(101)在所述重力固液分离器中的停留时间在10小时以下，优选地为2小时至8小时。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述重力固液分离器(21)的沉淀物(212)的固体含量为至少80w-％。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)之后，将所述上清液(211)引入分离器溢流罐(21b)中。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前，通过添加凝结剂和/或絮凝剂而在混合单元(22)中对所述上清液(211)进行化学调节，以使所述上清液(211)中的含二氧化硅的颗粒絮凝。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述凝结剂选自包括无机捕收剂、铝盐、铁盐、有机凝结剂的组。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述凝结剂以20ppm至2000ppm的量添加到所述上清液(211)中。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂选自包括天然聚合物、合成絮凝剂的组。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂以2ppm至100ppm的量添加到所述上清液(211)中。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，去除来自所述浮选回路(10)的溢流(101)的SiO2的至少90％。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，去除来自所述浮选回路(10)的溢流(101)的可溶性SiO2的至少70％。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)之前，使所述净化后的工艺水(231)经受过滤以去除促进微生物生长的化学品。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在过滤中，使用包括陶瓷过滤器的过滤单元(24)。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的方法，其特征在于，所述净化后的工艺水(231)的硬度不受所述工艺水处理装置(20)的影响。
18.一种工艺水处理装置(20)，用于处理矿物浮选回路(10)的溢流(101)，所述矿物浮选回路布置为通过反浮选来处理悬浮在浆料(100)中的包含Fe的矿石颗粒，其中，所述装置包括：
-重力固液分离器(21)，用于使所述溢流(101)脱水，以使沉淀物(212)与上清液(211)分离，所述上清液包含水、含二氧化硅的颗粒和可溶性SiO2、细颗粒、微生物和残留浮选化学品；以及
-清洁浮选单元(23)，所述清洁浮选单元利用浮选气泡，所述浮选气泡中的至少90％具有0.2μm至250μm的尺寸，所述清洁浮选单元操作性地连接至所述重力固液分离器以接收所述上清液，并且被布置为收集至少含二氧化硅的颗粒，以将至少含二氧化硅的颗粒从所述上清液分离进入清洁浮选溢流(232)中，并形成作为清洁浮选底流的净化后的工艺水(231)，所述清洁浮选底流被配置为引回到所述矿物浮选回路(10)中。
19.根据权利要求18所述的工艺水处理装置(20)，其特征在于，所述清洁浮选单元(23)为DAF单元。
20.根据权利要求18或19所述的工艺水处理装置(20)，其特征在于，所述工艺水处理装置还包括在所述重力固液分离器(21)之后的混合单元(22)，所述混合单元被配置为对所述上清液(211)进行化学调节以使所述上清液(211)中的含硅酸盐的颗粒絮凝。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的工艺水处理装置(20)，其特征在于，所述工艺水处理装置还包括在所述重力固液分离器(21)之后的分离器溢流罐(21b)。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的工艺水处理装置(20)，其特征在于，所述工艺水处理装置(20)还包括在所述清洁浮选单元(23)之后的过滤单元(24)，所述过滤单元用于从所述净化后的工艺水(231)中去除促进微生物生长的化学品。
23.根据权利要求22所述的工艺水处理装置(20)，其特征在于，所述过滤单元(24)包括陶瓷过滤器。
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