CN113443784A

CN113443784A - 一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法

Info

Publication number: CN113443784A
Application number: CN202110709854.7A
Authority: CN
Inventors: 许家和; 吴娜娜; 程伯明; 桂旺华
Original assignee: Tongling Nonferrous Metals Group Co Ltd
Current assignee: Tongling Nonferrous Metals Group Co Ltd
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2021-09-28

Abstract

本发明提供了一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，涉及铜矿废水处理技术领域。本发明混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，含有颗粒物、杂质、铜离子的铜矿废水经铜矿废水管进入后，经过滤调碱池过滤除杂、碱液调节pH后，由高位混凝沉淀池在高位进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池在低位进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂混凝沉淀得到污泥，利用生化处理池中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，有效回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水，适合于铜矿废水中的铜离子回收和净化处理。

Description

一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法

技术领域

本发明涉及铜矿废水处理技术领域，尤其涉及一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法。

背景技术

铜矿资源是国民经济发展中的重要原料，开发利用过程中会产生大量废水。目前处理铜矿山废水一般采用中和沉淀吸附法，出水上清液用于生产回水或绿化用水，沉渣进尾矿库。该处理方法可以达到废水处理的目的，但增加了工业生产中的经济投入，且造成铜离子流失等资源浪费问题。使用絮凝剂处理可以截留住水中的铜离子，进而达到铜离子资源回收的目的。本发明所选用铜矿废水中含有大量铜元素，以混凝剂对其进行混凝回收处理。现有技术中回收铜矿废水中铜离子的方法无法有效回收铜矿废水中的铜离子，并排出达标的废水，需要进一步改进。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，包括以下步骤：

步骤一、铜矿废水沿铜离子回收处理装置的铜矿废水管进入后，经过滤调碱池过滤除杂、碱液调节pH后得到碱性废水；

步骤二、碱性废水由高位混凝沉淀池在高位通过混凝剂进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池在低位通过混凝剂进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂絮凝沉淀得到污泥；

步骤三、利用生化处理池中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水。

作为本发明进一步改进的方案，所述碱液选自氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液。

作为本发明进一步改进的方案，所述混凝剂选自聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合物。

作为本发明进一步改进的方案，所述过滤调碱池内设有过滤池，过滤池的外围设有调碱池，过滤池的底部和侧壁均设有过滤板，铜矿废水管伸入过滤池的液面上且其路径上设有蠕动泵，过滤池内贯穿设有若干个转轴，转轴的外围环形阵列分布有弧形的引流板。

作为本发明进一步改进的方案，所述调碱池内设有碱液添加机构和搅拌机构，碱液添加机构包括位于调碱池顶部的碱液斗，碱液斗连接有向下延伸入调碱池内的排液管，排液管的径向壁部设有多个喷液口。

作为本发明进一步改进的方案，所述搅拌机构包括位于调碱池顶部的伺服电机，伺服电机连接有伸入调碱池内部的搅拌轴，搅拌轴的径向方向设有多个轴套，轴套的外围设有多个搅拌桨，相邻的轴套之间通过转动轴承转动连接。

作为本发明进一步改进的方案，所述调碱池的一侧底部连接有鼓风机，另一侧底部连接有提升管，提升管分别通过高位管与高位混凝沉淀池的顶部侧壁连通，通过低位管与低位混凝沉淀池的顶部侧壁连通，提升管的前端设有提升泵。

作为本发明进一步改进的方案，所述高位混凝沉淀池与低位混凝沉淀池内均设有混合机构，混合机构包括差速电机，差速电机向下连接有伸入高位混凝沉淀池与低位混凝沉淀池的传动轴，传动轴的底部设有导流体，导流体呈倒置的漏斗状，导流体的上表面设有多个向外凸出的弧形搅拌叶片。

本发明的有益效果：

本发明混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，含有颗粒物、杂质、铜离子的铜矿废水经铜矿废水管进入后，经过滤调碱池过滤除杂、碱液调节pH后，由高位混凝沉淀池在高位进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池在低位进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂混凝沉淀得到污泥，利用生化处理池中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，有效回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水，适合于铜矿废水中的铜离子回收和净化处理。

附图说明

图1为本发明用于铜矿废水的铜离子回收处理装置的结构示意图；

图2为本发明混合机构的结构示意图；

图3为本发明搅拌机构的结构示意图；

图4为本发明采用不同碱液和不同混凝剂对铜矿废水回收处理后出水铜离子浓度的折线图。

图中：100、过滤调碱池；110、过滤池；111、过滤板；112、滤孔；113、转轴；114、引流板；120、调碱池；130、碱液添加机构；131、碱液斗；132、排液管；133、喷液口；140、搅拌机构；141、伺服电机；142、搅拌轴；143、轴套；144、搅拌桨；145、转动轴承；150、鼓风机；160、提升管；161、高位管；162、低位管；163、提升泵；200、高位混凝沉淀池；210、混合机构；211、差速电机；212、传动轴；213、导流体；214、搅拌叶片；215、波纹输料管；300、低位混凝沉淀池；310、混凝剂添加口；400、铜矿废水管；410、蠕动泵；500、生化处理池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，包括以下步骤：

步骤一、铜矿废水沿铜离子回收处理装置的铜矿废水管400进入后，经过滤调碱池100过滤除杂、碱液调节pH后得到碱性废水；其中，碱液选自氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液；

步骤二、碱性废水由高位混凝沉淀池200在高位通过混凝剂进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池300在低位通过混凝剂进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂絮凝沉淀得到污泥；其中，混凝剂选自聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合物。

步骤三、利用生化处理池500中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水。

本实施例的混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，含有颗粒物、杂质、铜离子的铜矿废水经铜矿废水管400进入后，经过滤调碱池100过滤除杂、碱液调节pH后，由高位混凝沉淀池200在高位进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池300在低位进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂混凝沉淀得到污泥，利用生化处理池500中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水，适合于铜矿废水中的铜离子回收和净化处理。

实施例2

如图1-3所示，本实施例提供一种用于铜矿废水的铜离子回收处理装置，包括过滤调碱池100、高位混凝沉淀池200、低位混凝沉淀池300，铜矿废水管400通入铜矿废水后进入过滤调碱池100的一侧顶部，过滤调碱池100用于过滤除去铜矿废水中的颗粒物及杂质后，加碱搅拌调节pH至碱性得到碱性废水；高位混凝沉淀池200用于将一部分被泵入高位的碱性废水进行混凝沉淀并输送至低位混凝沉淀池300，低位混凝沉淀池300用于将另一部分被泵入低位的碱性废水进行混凝沉淀并输送至生化处理池500。

本实施例的用于铜矿废水的铜离子回收处理装置，含有颗粒物、杂质、铜离子的铜矿废水经铜矿废水管400进入后，经过滤调碱池100过滤除杂、碱液调节pH后，由高位混凝沉淀池200在高位进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池300在低位进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂混凝沉淀得到污泥，利用生化处理池500中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水，适合于铜矿废水中的铜离子回收和净化处理。其中，混凝剂选自聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合物。

具体地，过滤调碱池100内设有过滤池110，过滤池110的外围设有调碱池120，过滤池110的底部和侧壁均设有过滤板111，过滤板111上分布有粒径3～10μm的致密滤孔112，铜矿废水管400伸入过滤池110的液面上且其路径上设有蠕动泵410，过滤池110内贯穿设有若干个转轴113，转轴113的外围环形阵列分布有弧形的引流板114。

调碱池120内设有碱液添加机构130和搅拌机构140，碱液添加机构130包括位于调碱池120顶部的碱液斗131，碱液斗131连接有向下延伸入调碱池120内的排液管132，排液管132的径向壁部设有多个喷液口133。搅拌机构140包括位于调碱池120顶部的伺服电机141，伺服电机141连接有伸入调碱池120内部的搅拌轴142，搅拌轴142的径向方向设有多个轴套143，轴套143的外围设有多个搅拌桨144，相邻的轴套143之间通过转动轴承145转动连接。

过滤调碱池100的结构设计，使得铜矿废水经铜矿废水管400进入过滤池110内；转轴113带动引流板114顺时针转动，铜矿废水发生加速流动并撞击底部和侧壁的过滤板111，经滤孔112过滤除去粒径大于3～10μm的杂质、颗粒物后进入调碱池120内，鼓风机150向调减池120内鼓入空气，沿碱液斗131加入碱液后，碱液经排液管132后从喷液口133喷入调碱池120内，调节铜矿废水的pH值；开启伺服电机141后，伺服电机141驱动搅拌轴142转动，搅拌轴142驱动轴套143、搅拌桨144转动，促进铜矿废水与碱液的迅速混合搅拌，提高碱液调节pH的速率。碱液选自氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液。

调碱池120的一侧底部连接有鼓风机150，另一侧底部连接有提升管160，提升管160分别通过高位管161与高位混凝沉淀池200的顶部侧壁连通，通过低位管162与低位混凝沉淀池300的顶部侧壁连通，提升管160的前端设有提升泵163。高位混凝沉淀池200与低位混凝沉淀池300内均设有混合机构210，混合机构210包括差速电机211，差速电机211向下连接有伸入高位混凝沉淀池200与低位混凝沉淀池300的传动轴212，传动轴212的底部设有导流体213，导流体213呈倒置的漏斗状，导流体213的上表面设有多个向外凸出的弧形搅拌叶片214。高位混凝沉淀池200底部与低位混凝沉淀池300顶部之间连通有波纹输料管215。低位混凝沉淀池300的顶部设有混凝剂添加口310。差速电机211的转速设置为330rpm，持续时间1mim；再调节转速为100rpm，持续时间2min；然后调节转速为40rpm，持续时间2min，最后静置15min。

碱液调节pH至碱性的铜矿废水，经过提升泵163提升后，70％-80％的碱性废水进入高位混凝沉淀池200，20％-30％的碱性废水进入低位混凝沉淀池300，从混凝剂添加口310添加混凝剂，高位混凝沉淀池200将一部分碱性废水进行混凝沉淀并沿波纹输料管215输送至低位混凝沉淀池300，低位混凝沉淀池300将另一部分碱性废水进行混凝沉淀并输送至生化处理池500，利用微生物体内的生物化学作用分解废水中的有机物和无机毒物，使不稳定的有机物和无机毒物转化为无毒物质，排出达标废水；通过混凝剂对铜离子进行混凝沉淀处理，进而回收废水中的铜离子，达到资源化利用的目的。

试验例

采用不同碱液(氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液)和不同混凝剂(a聚合氯化铁、b聚合氯化铝、c聚丙烯酰胺、d聚合氯化铝铁)，对铜矿废水进行回收处理后测定铜离子浓度(mg/L)，从图4中可以看出，采用氢氧化钙作为酸碱调节剂，聚丙烯酰胺作为混凝剂时沉淀效果最好，排出的水中铜离子浓度仅为0.61mg/L。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、铜矿废水沿铜离子回收处理装置的铜矿废水管(400)进入后，经过滤调碱池(100)过滤除杂、碱液调节pH后得到碱性废水；

步骤二、碱性废水由高位混凝沉淀池(200)在高位通过混凝剂进行混凝沉淀，低位混凝沉淀池(300)在低位通过混凝剂进行混凝沉淀，使得碱性废水中的大部分铜离子被混凝剂絮凝沉淀得到污泥；

步骤三、利用生化处理池(500)中微生物的生物化学作用分解污泥中的有机物和无机物，回收铜矿废水中的铜离子，排出达标的废水。

2.根据权利要求1所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述碱液选自氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述混凝剂选自聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述过滤调碱池(100)内设有过滤池(110)，过滤池(110)的外围设有调碱池(120)，过滤池(110)的底部和侧壁均设有过滤板(111)，铜矿废水管(400)伸入过滤池(110)的液面上且其路径上设有蠕动泵(410)，过滤池(110)内贯穿设有若干个转轴(113)，转轴(113)的外围环形阵列分布有弧形的引流板(114)。

5.根据权利要求4所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述调碱池(120)内设有碱液添加机构(130)和搅拌机构(140)，碱液添加机构(130)包括位于调碱池(120)顶部的碱液斗(131)，碱液斗(131)连接有向下延伸入调碱池(120)内的排液管(132)，排液管(132)的径向壁部设有多个喷液口(133)。

6.根据权利要求5所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述搅拌机构(140)包括位于调碱池(120)顶部的伺服电机(141)，伺服电机(141)连接有伸入调碱池(120)内部的搅拌轴(142)，搅拌轴(142)的径向方向设有多个轴套(143)，轴套(143)的外围设有多个搅拌桨(144)，相邻的轴套(143)之间通过转动轴承(145)转动连接。

7.根据权利要求4所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述调碱池(120)的一侧底部连接有鼓风机(150)，另一侧底部连接有提升管(160)，提升管(160)分别通过高位管(161)与高位混凝沉淀池(200)的顶部侧壁连通，通过低位管(162)与低位混凝沉淀池(300)的顶部侧壁连通，提升管(160)的前端设有提升泵(163)。

8.根据权利要求1所述的一种混凝法回收铜矿废水中铜离子的方法，其特征在于，所述高位混凝沉淀池(200)与低位混凝沉淀池(300)内均设有混合机构(210)，混合机构(210)包括差速电机(211)，差速电机(211)向下连接有伸入高位混凝沉淀池(200)与低位混凝沉淀池(300)的传动轴(212)，传动轴(212)的底部设有导流体(213)，导流体(213)呈倒置的漏斗状，导流体(213)的上表面设有多个向外凸出的弧形搅拌叶片(214)。