EA044280B1 - Способ и устройство для очистки технологической воды - Google Patents
Способ и устройство для очистки технологической воды Download PDFInfo
- Publication number
- EA044280B1 EA044280B1 EA202191011 EA044280B1 EA 044280 B1 EA044280 B1 EA 044280B1 EA 202191011 EA202191011 EA 202191011 EA 044280 B1 EA044280 B1 EA 044280B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flotation
- supernatant
- process water
- cleaner
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 118
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 80
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 164
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 57
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 46
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 30
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 23
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 22
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 21
- 238000009299 dissolved gas flotation Methods 0.000 claims description 19
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 16
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 9
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- -1 poly(ethylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims 2
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims 1
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 claims 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 claims 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910001608 iron mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009282 microflotation Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 229910021646 siderite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для очистки технологической воды флотационной установки. В частности, изобретение предназначено для очистки технологических вод флотационной установки для обратной флотации Fe.
Уровень техники
Типы месторождений железной руды разнообразны, как и месторождения многих других типов руды. Однако основные ресурсы железной руды состоят из метаморфизованных железистых формаций, называемых полосчатыми железистыми формациями (ПЖФ). Полосчатые железистые формации образуют обширные железорудные бассейны. Области ПЖФ также связаны с корками выветривания, также называемыми пластовыми месторождениями железа (ПМЖ), образованными естественными процессами. Эти ПМЖ содержат богатый железом гематит, гетит и сидерит, магнетит и микропластинчатые гематитовые руды.
В общем, магнитная сепарация является наиболее часто используемым процессом обогащения железных руд, поскольку преобладающими минералами железа являются ферромагнитные и парамагнитные. Однако железные руды следует обрабатывать в соответствии с их минеральным составом, физическими свойствами, характером и степенью выделения железосодержащих минералов из пустой породы. Жильные минералы в ПМЖ обычно включают кварц, несколько железосодержащих силикатов, таких как амфиболы, слюды и пироксены, карбонаты, полевые шпаты и глины.
Промышленное производство железорудных окатышей и другого высококачественного металлургического сырья требует окатышей с ограниченным содержанием кремнезема, оксида алюминия и других примесей. Эти требования привели к более широкому использованию флотации вместо гравитационной и магнитной сепарации для снижения содержания вредных примесей и производства железных суперконцентратов.
Обогащение низкосортных окисленных железных руд флотацией называется обратной флотацией, при которой пустую породу отделяют флотацией от ценных мелкозернистых железных руд. Ценную руду собирают из нижнего продукта флотационной установки. Наиболее распространенным способом обогащения этих низкосортных железных руд является обратная катионная флотация. Преимущества обратной катионной флотации по сравнению с анионной флотацией включают более высокую селективность и скорости процесса, а также удовлетворительные результаты при использовании жесткой воды.
Чтобы обеспечить удаление силикатов во время обратной катионной флотации, рекомендуется использовать коллектор на основе смеси простого эфира первичного амина и неионогенного поверхностноактивного вещества, такого как жирные изоспирты.
Как правило, содержащую пустую породу пену, удаляемую при обратной флотации, направляют в хвостовой отвал, где ожидается, что в течение длительного времени пребывания, обычно 20-40 дней, осаждаются и отделяются твердые частицы, а также разлагаются остаточные химические вещества флотации из собранной и повторно используемой технологической воды. Собранную технологическую воду затем возвращают обратно в процесс обогащения. Качество оборотной технологической воды играет важную роль в достижении целевых показателей извлечения и качества конечного продукта.
Сегодня нехватка воды, экологические требования, предъявляемые законодательством и общественным давлением, затраты и обширные требования к пространству для вышеуказанных традиционных способов обработки хвостов для очистки технологической воды, все больше вынуждают рециркулировать технологическую воду, поскольку основные процессы флотации становятся, по меньшей мере частично, замкнутыми системами в показателях водопользования. Могут потребоваться альтернативные способы обработки хвостовых потоков, которые позволяют использовать водные системы с хотя бы частично замкнутым циклом.
Обычный способ обработки хвостов с типичным временем пребывания 20-40 дней может привести к приемлемому качеству воды, позволяя повторно использовать очищенную технологическую воду в основном процессе флотации и на других стадиях процесса. Переход на другие способы обработки хвостов, такие как сгущение хвостов, пастирование (paste), сухое складирование или их гибриды, приведет к гораздо более короткому времени осаждения из-за новых загустителей, необходимых на этих технологических стадиях. Это приводит к гораздо более короткому времени осаждения, 3-8 ч, что ведет к большему количеству мелких частиц, остаточных химических веществ и других вредных или неблагоприятных веществ, попадающих в верхний продукт сгустителя, а затем в рециркулируемую технологическую воду. Эти примеси в верхнем продукте могут отрицательно повлиять на основной процесс флотации и качество конечного продукта, если их не обработать должным образом до рециркуляции технологической воды обратно в основной процесс.
При обратной флотации Fe обычно используют гидрофобные флотационные химические вещества на основе аминов (коллекторы) для прикрепления к частицам пустой породы и повышения их гидрофобности, так что они могут быть удалены в качестве верхнего продукта на стадии обратной флотации. Однако, когда эти гидрофобные частицы отправляются в сгуститель хвостов, они имеют тенденцию плавать (как задумано) или легче следовать за потоком воды, а не оседать, как желательно. Точно так же остаточные и непрореагировавшие химические вещества - коллекторы могут оказаться в верхнем продукте
- 1 044280 сгустителя, поскольку короткого времени пребывания недостаточно для разложения химических веществ, как это могло бы происходить со временем в обычном хвостовом отвале. Кроме того, другие легкие материалы с низкой плотностью, такие как органический материал, бактерии и другие микробы, коллоидные и растворимые материалы, следуют за потоком воды к верхнему продукту сгустителя, что приведет к ухудшению качества верхнего продукта.
Этот вид технологической воды может содержать значительное количество силикатов, которые, когда воду рециркулируют обратно в процесс флотации, расходуют флотационные химические вещества и препятствуют всплыванию силикатов из недавно введенного шлама. Силикаты могут попасть в регенерированный Fe материал в нижнем продукте, что ухудшает как выход, так и качество Fe материала.
Обычным решением для контроля накопления химических веществ - коллекторов и подавления микробиологического роста является отправка флотационной пены в хвостовой отвал с длительным временем удерживания. Другой способ включает использование химического окислителя, например NaOCl, который может быть добавлен перед сгустителем для разложения химических веществ - коллекторов и улучшения осаждения очень мелкого материала. Однако недостатком использования таких химических веществ являются более высокие уровни Cl, что может привести к коррозии оборудования и отказу. Они также опасны для окружающей среды и персонала из-за образования Cl2 при использовании в кислых условиях. Это также повлияет на всю операцию флотации, затрудняя дозирование химических веществ и регулирование процесса.
Краткое описание изобретения
Способ согласно настоящему изобретению отличается признаками, указанными в независимом п. 1 формулы изобретения.
Устройство согласно настоящему изобретению отличается признаками, указанными в независимом п.18 формулы изобретения.
Раскрыт способ очистки технологической воды флотационной установки. Флотационная установка включает контур флотации минералов, предназначенный для обработки частиц руды, содержащих Fe, взвешенных в суспензии, путем обратной флотации для разделения суспензии на нижний продукт и верхний продукт, а также устройство для очистки технологической воды для обработки верхнего продукта из контура флотации. Способ включает стадии: а) обезвоживания верхнего продукта контура флотации в гравитационном сепараторе твердых веществ и жидкости для отделения осадка от надосадочной жидкости, содержащей воду, содержащие диоксид кремния частицы и растворимый SiO2, мелкие частицы, микробы и остаточные химические вещества флотации; b) обработки надосадочной жидкости посредством перечистной флотации, при которой по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа имеют размер от 0,2 до 250 мкм, в блоке перечистной флотации для сбора, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц, для отделения, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц от надосадочной жидкости в верхний продукт перечистной флотации и для получения очищенной технологической воды в качестве нижнего продукта перечистной флотации; с) удаления верхнего продукта перечистной флотации в виде хвостов, и d) рециркуляции очищенной технологической воды в контур флотации минералов.
В другом аспекте изобретения раскрыто устройство для очистки технологической воды для обработки верхнего потока контура флотации минералов. Контур флотации предназначен для обработки частиц руды, содержащих Fe, взвешенных в суспензии, путем обратной флотации. Устройство для очистки технологической воды включает гравитационный сепаратор твердых веществ и жидкости для обезвоживания верхнего продукта с целью отделения осадка от надосадочной жидкости, содержащей воду, содержащие диоксид кремния частицы и растворимый SiO2, мелкие частицы, микробы и остаточные флотационные химические вещества; и блок перечистной флотации, в котором используют пузырьки флотационного газа, по меньшей мере 90% которых имеют размер от 0,2 до 250 мкм, функционально соединенный с гравитационным сепаратором твердых веществ и жидкости для приема надосадочной жидкости и приспособленный для сбора, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц, для отделения, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц от надосадочной жидкости в верхний продукт перечистной флотации и для получения очищенной технологической воды в качестве нижнего продукта перечистной флотации, предназначенной для возврата в контур флотации минералов.
С помощью изобретения можно смягчить вышеуказанные проблемы рециркуляции воды и недостатки, связанные с традиционными решениями. Верхний продукт или надосадочную жидкость из гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости подвергают перечистной флотации в блоке перечистной флотации, так что силикатные соединения (как коллоидные, так и растворимые) 1) могут флокулировать с образованием более крупных частиц; обычно химических веществ - коллекторов, уносимых из процесса основной обратной флотации, достаточно для флокуляции силикатов, 2) их можно отделить от очищенной таким образом технологической воды с помощью флотации растворенным газом (DAF) и 3) собрать в виде хвостов для дальнейшей обработки в другом месте. Полученную очищенную технологическую воду можно возвращать обратно в основной процесс флотации. Поскольку очищенная технологическая вода содержит значительно меньше силикатов, она не повлияет отрицательно на основной процесс обратной флотации.
- 2 044280
Поскольку верхний продукт из минерального или основного процесса флотации относительно короткое время находится в гравитационном сепараторе твердых веществ и жидкости, флотационные химические вещества, коллекторы, перенесенные в верхний продукт из основного процесса флотации, не разлагаются, как это произошло бы со временем в обычном хвостовом отвале. Эти химические вещества - коллекторы затем можно использовать на стадии перечистной флотации в качестве коллекторов, тем самым обеспечивая возможность флотации и сбора требуемого материала, то есть сбора силикатного материала, что приводит к очищенной технологической воде. В то же время эти остаточные флотационные химические вещества расходуются и не возвращаются обратно в основной процесс флотации минералов, когда очищенная технологическая вода возвращается обратно. Таким образом, на основной процесс флотации такие нежелательные флотационные химические вещества не влияют, что упрощает регулирование процесса флотации минералов.
В процессе перечистной флотации также можно удалять другие коллоидные материалы, такие как С, Р, N, присутствующие в виде очень мелких частиц, а также любые подавители флотации на основе крахмала, присутствующие в технологической воде, тем самым удаляя питательные вещества, которые будут способствовать микробиологическому росту в очищенной технологической воде. Это может улучшить результат любых последующих стадий очистки воды, таких как фильтрация. Например, удаление такого материала может предотвратить засорение отверстий керамических фильтров.
Поскольку суспензия или верхний продукт гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости содержит только мелкие частицы (более крупные частицы попадают в осадок), перечистную флотацию можно энергетически эффективно использовать на стадии, где она наиболее эффективна, то есть для удаления мелких частиц.
В одном воплощении изобретения устройство перечистной флотации представляет собой устройство флотации растворенным газом (DAF).
В одном воплощении перед стадией (b) температура надосадочной жидкости составляет от 2 до 70°C.
В одном воплощении перед стадией (b) рН надосадочной жидкости составляет от 5 до 14.
Температура и/или рН надосадочной жидкости могут быть естественными, то есть вызванными предыдущими стадиями процесса или окружающей средой, или, при необходимости, свойства могут быть скорректированы по потребности, например, для оптимизации перечистной флотации на стадии (b).
В одном воплощении на стадии (а) время пребывания верхнего продукта в гравитационном сепараторе твердых веществ и жидкости составляет менее 10 ч, предпочтительно от 2 до 8 ч.
В одном воплощении содержание твердых частиц в осадке гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости составляет по меньшей мере 80 мас.%.
Относительно короткое время пребывания означает, что химические вещества флотации, в частности химические вещества-коллекторы, не разлагаются, а уносятся с надосадочной жидкостью, и их можно использовать на последующей стадии перечистной флотации. Путем обеспечения достаточно высокого содержания твердых веществ в осадке количество твердых хвостов, подлежащих обработке, может быть уменьшено.
В одном воплощении после стадии (а) надосадочную жидкость направляют в резервуар для верхнего продукта сепаратора.
Резервуар для верхнего продукта сепаратора можно использовать для регулирования потока надосадочной жидкости в блок перечистной флотации или в смесительный блок, если его используют. Это может помочь в стабилизации процесса очистки технологической воды в целом, так как регулируют поток надосадочной жидкости на последующие рабочие стадии.
В одном воплощении перед стадией (b) надосадочную жидкость химически кондиционируют в смесительном блоке путем добавления коагулянта и/или флокулянта для флокуляции содержащих диоксид кремния частиц в надосадочной жидкости.
В другом воплощении коагулятор выбирают из группы, включающей неорганические коллекторы, соли алюминия, соли железа, органические коагулянты.
В другом воплощении коагулянт добавляют в надосадочную жидкость в количестве от 20 до 2000 частей на миллион.
В одном воплощении флокулянт выбирают из группы, включающей природные полимеры, синтетические флокулянты.
В другом воплощении в надосадочную жидкость добавляют флокулянт в количестве от 1 до 100 частей на миллион.
Хотя обычно в надосадочной жидкости присутствует достаточное количество флотационных химических веществ (химических веществ-коллекторов) в качестве переходящих остатков от основного процесса флотации, в некоторых случаях может потребоваться кондиционирование надосадочной жидкости перед обработкой DAF, чтобы гарантировать, что достаточное количество силикатов можно удалить в устройстве DAF. Это может быть сделано в обычном смесительном блоке, предназначенном для добавления различных химических веществ, таких как флокулянты и/или коагулянты, и обработки текучей среды этими химическими веществами. Количество коагулянта и/или флокулянта выбирают в зависимо- 3 044280 сти от процесса, и оно сильно зависит от стоимости химических веществ. Органические коагулянты дороже неорганических. Обычно флокулянты добавляют в количестве менее 10 частей на миллион.
В одном воплощении на стадии (b) удаляют по меньшей мере 90% SiO2 верхнего продукта из контура флотации.
В одном воплощении на стадии (b) удаляют по меньшей мере 70% растворимого SiO2 верхнего продукта из контура флотации.
Целью способа является удаление как можно большего количества силикатов из верхнего продукта обратной флотации Fe. Силикаты, остающиеся в очищенной технологической воде, вредны для основного процесса флотации, а силикаты, попадающие в извлеченный Fe материал, снижают качество и ценность конечного продукта (железного материала). Оба случая также снижают эффективность процесса флотации. Удаление излишков силикатов снижает расход флотационных химических веществ и свежей воды.
В одном воплощении перед стадией (d) очищенную технологическую воду подвергают фильтрации для удаления химических веществ, способствующих микробиологическому росту.
В другом воплощении при фильтрации используют фильтрующий блок, содержащий керамический фильтр.
Путем фильтрации очищенной технологической воды могут быть удалены другие вредные компоненты, тем самым повышают чистоту воды, которую возвращают в основной процесс флотации. Например, можно уменьшить образование шлама в оборудовании.
Используя блок перечистной флотации для обработки надосадочной жидкости, можно удалить из очищенной технологической воды большую часть химических остатков в форме частиц. Это позволяет использовать керамические фильтрующие пластины; в керамических фильтрующих пластинах поры фильтра могут быть подвержены блокированию частицами определенного диапазона размеров. Путем удаления этих частиц, по меньшей мере частично, можно избежать засоров и улучшить работу фильтрующего блока.
В одном воплощении устройство для очистки технологической воды не влияет на жесткость очищенной технологической воды.
Поддержание жесткости воды на заданном уровне позволяет, если требуется, регулировать основной процесс флотации. Добавку флотационных химических веществ можно поддерживать на постоянном уровне, поскольку жесткость воды постоянна, а гидрофобные частицы улучшают флотацию минералов, когда жесткость находится на определенном уровне. Обычные способы очистки воды, такие как способы с использованием нанофильтрационных мембран или мембран обратного осмоса, могут влиять на жесткость воды, поскольку соединения (Са, K, Mn, Mg) удаляются вместе с вредными веществами. Блок перечистной флотации позволяет этим соединениям оставаться в воде, так как они не собираются в верхнем продукте перечистной флотации и не удаляются в хвосты.
В одном воплощении устройства для очистки технологической воды в соответствии с настоящим изобретением блок перечистной флотации представляет собой блок DAF.
В одном воплощении устройство для очистки технологической воды дополнительно включает смесительный блок после гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости, причем смесительный блок предназначен для химического кондиционирования надосадочной жидкости для флокуляции содержащих диоксид кремния частиц в надосадочной жидкости.
В одном воплощении устройство для очистки технологической воды дополнительно содержит резервуар для верхнего продукта сепаратора после гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости.
В одном воплощении устройство для очистки технологической воды дополнительно содержит фильтрующий блок для удаления химических веществ, способствующих микробиологическому росту, из очищенной технологической воды после блока DAF.
В другом воплощении фильтрующий блок содержит керамический фильтр.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения понимания настоящего изобретения и составляют часть этого описания, иллюстрируют воплощения изобретения и вместе с описанием помогают объяснить принципы настоящего изобретения. На чертежах:
фиг. 1-3 представляют упрощенные технологические схемы воплощения изобретения.
Подробное описание изобретения
Далее подробно описаны воплощения настоящего изобретения, пример которых проиллюстрирован на прилагаемых чертежах.
Приведенное ниже описание раскрывает некоторые воплощения настолько подробно, что специалист в данной области техники может использовать флотационную установку и реализовать ее применение, а также способ, основанный на описании. Не все стадии воплощения описаны подробно, поскольку многие из стадий очевидны для специалиста в данной области техники на основе этого описания.
Для простоты номера позиций сохранены в последующих приведенных в качестве примера воплощениях в случае повторяющихся компонентов.
- 4 044280
Фиг. 1-3 подробно иллюстрируют флотационную установку 1. Чертежи выполнены не в пропорциях, и многие компоненты опущены для ясности. Флотационная установка 1 содержит контур 10 флотации минералов, предназначенный для обработки частиц руды, содержащих Fe, взвешенных в суспензии 100, путем обратной флотации, так что суспензия разделяется на верхний продукт 101 и нижний продукт 102. Верхний продукт 101 может включать силикатсодержащие частицы, растворимый SiO2 и другие нежелательные, вредные или не извлеченные материалы или соединения, такие как мелкие частицы и более крупные частицы, содержащие С, Р, N, Са, K, Mn, Mg; остаточные флотационные химические вещества, такие как коллекторы на основе аминов или подавители флотации на основе крахмала, микробы и т.д., суспендированные и/или растворенные в воде. Нижний продукт 102 содержит извлеченный Fe содержащий материал.
Флотационная установка 1 дополнительно содержит устройство 20 для очистки технологической воды, предназначенное для обработки верхнего продукта 101 контура 10 флотации минералов. Устройство 20 для очистки технологической воды включает гравитационный сепаратор 21 твердых веществ и жидкости, в котором верхний продукт 101 обезвоживают обычным способом, т.е. путем отделения осадка 212, содержащего более крупные и тяжелые частицы, от надосадочной жидкости 211, содержащей вышеуказанные твердые соединения в диапазоне мелких частиц (по меньшей мере содержащие диоксид кремния частицы), а также любые остаточные флотационные химические вещества, растворимый SiO2, микробы и воду. Гравитационный сепаратор 21 твердых веществ и жидкости может быть, например, сгустителем или осветлителем.
Устройство 20 для очистки технологической воды дополнительно содержит блок 23 перечистной флотации. В блоке перечистной флотации используют флотационный газ для всплывания частиц, собранных химическими веществами-коллекторами. В частности, флотацию в блоке 23 перечистной флотации выполняют с использованием микропузырьков или пузырьков флотационного газа, имеющих определенный диапазон размеров. При перечистной флотации и в блоке 23 перечистной флотации согласно изобретению по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа попадают в диапазон размеров от 2 до 250 мкм. При перечистной флотации можно использовать флотацию растворенным газом (DAF), а блок 23 перечистной флотации может представлять собой блок DAF. Также можно использовать другие способы осуществления флотации с пузырьками флотационного газа меньшего размера, такие как флотация с двойным электрическим слоем или мембранная флотация.
DAF представляет собой процесс микрофлотации, который используют в различных областях применения для очистки воды или сточных вод. Твердые частицы отделяются от жидкости с помощью очень мелких пузырьков флотационного газа, микропузырьков. Микропузырьки размером от 30 до 100 мкм образуются при растворении воздуха или другого флотационного газа в жидкости под давлением. Пузырьки образуются при перепаде давления при выпуске дисперсии. Твердые частицы прикрепляются к пузырькам и поднимаются на поверхность. Образовавшийся флотационный шлам удаляют с поверхности жидкости с помощью валков для шлама в качестве верхнего продукта DAF. Иногда могут потребоваться химические вещества, чтобы способствовать флокуляции и повысить эффективность удаления твердых частиц. Обычно удаление коллоидов возможно при эффективной коагуляции.
В блоке 23 перечистной флотации надосадочную жидкость 211 подвергают флотации, чтобы собрать, по меньшей мере, содержащие диоксид кремния частицы, а также другие частицы, такие как частицы, содержащие С, Р, N. В одном воплощении изобретения надосадочная жидкость 211 включает некоторое количество остаточных флотационных химических веществ (например, коллекторов на основе аминов) в качестве переходящего остатка из процесса обратной флотации Fe в контуре 10 флотации минералов, достаточное для флокуляции значительной части содержащих диоксид кремния частиц, а также для коагуляции растворимого SiO2 с образованием твердых частиц. Затем, по меньшей мере, содержащие диоксид кремния частицы отделяются от надосадочной жидкости в нижний продукт 232 перечистной флотации и удаляются из флотационной установки 1 в виде хвостов. Одновременно в блоке 23 перечистной флотации получают очищенную технологическую воду 231 в качестве нижнего продукта перечистной флотации. Очищенную технологическую воду 231 затем можно возвращать обратно в контур 10 флотации минералов для использования, например, в качестве разбавляющей воды для подаваемой суспензии 100.
Очищенную технологическую воду 231 можно дополнительно обработать в фильтрующем блоке 24 для удаления микробов и химических веществ, способствующих микробиологическому росту, или для удаления любых других нежелательных химических веществ из очищенной технологической воды 231 (см. фиг. 1). Фильтрующий 24 блок может быть любого типа, известного в данной области техники. В одном воплощении фильтрующий блок 24 содержит керамический фильтр или ряд керамических фильтров.
Кроме того, устройство 20 для очистки технологической воды может содержать резервуар 21b для верхнего продукта сепаратора непосредственно после гравитационного сепаратора 21 твердых веществ и жидкости (см. фиг. 3). Надосадочную жидкость 211 направляют в резервуар 21b для верхнего продукта сепаратора перед тем, как направлять ее в блок 23 перечистной флотации, например, для регулирования объемного потока в блок 23 перечистной флотации. Кроме того, дополнительно или альтернативно, уст
- 5 044280 ройство 20 для очистки технологической воды может содержать смесительный блок 22 (см. фиг. 2, 3) после гравитационного сепаратора твердых веществ и жидкости или после резервуара 21b для верхнего продукта сепаратора, если его используют. Смесительный блок 22 может быть смесительным блоком любого типа, известного в данной области техники, предназначенным для добавления требуемых химических веществ, таких как коагулянты и/или флокулянты, и обработки надосадочной жидкости 211 химическим кондиционированием, так что, по меньшей мере, частицы, содержащие диоксид кремния флокулируют перед подачей надосадочной жидкости 211 в блок 23 DAF. Таким образом, растворимый SiO2 может флокулировать с образованием твердых частиц и, таким образом, его впоследствии можно удалять из очищенной технологической воды. Это может потребоваться, если надосадочная жидкость не содержит достаточного количества остаточных химических веществ-коллекторов в качестве переносимых остатков из контура 10 флотации для обеспечения достаточной флокуляции содержащих диоксид кремния частиц в блоке 23 перечистной флотации или для создания достаточно больших хлопьев в блоке 23 перечистной флотации. Как резервуар 21b для верхнего продукта сепаратора, так и смесительный блок 22 можно дополнительно использовать для регулирования температуры и/или рН надосадочной жидкости 211, если потребуется, чтобы подготовить надосадочную жидкость для перечистной флотации.
В способе очистки технологической воды флотационной установки 1 выполняют следующие стадии.
На стадии (а) верхний продукт 101 контура 10 флотации минералов обезвоживают в гравитационном сепараторе 21 твердых веществ и жидкости для отделения осадка 212 от надосадочной жидкости 211, содержащей воду, содержащие диоксид кремния частицы, растворимый SiO2, мелкие частицы, микробы и остаточные химические вещества флотации.
Время пребывания верхнего продукта 101 в гравитационном сепараторе 21 твердых веществ и жидкости на стадии (а) составляет менее 10 ч. Время пребывания может составлять от 2 до 8 ч, например, 3,5 ч, 4 ч, 5 ч или 6,5 ч. После стадии (а) содержание твердых веществ в осадке 212 гравитационного сепаратора 21 твердых веществ и жидкости может составлять более 80 мас.%.
На стадии (b) надосадочную жидкость 211 подвергают перечистной флотации в блоке 23 перечистной флотации для сбора, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц, для отделения, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц от надосадочной жидкости в верхний продукт 232 перечистной флотации и для образования очищенной технологической воды 231 в качестве нижнего продукта перечистной флотации. При перечистной флотации по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа попадают в диапазон размеров от 0,2 до 250 мкм. Перечистная флотация может представлять собой флотацию растворенным газом (DAF), то есть блок 23 перечистной флотации может быть блоком DAF.
Перед стадией (b) температура и рН надосадочной жидкости 211 могут быть отрегулированы для оптимизации перечистной флотации в блоке 23 перечистной флотации, или предыдущие технологические стадии могут привести к тому, что температура и/или рН надосадочной жидкости будут показывать определенные значения.
Температура надосадочной жидкости 211 может составлять или может быть отрегулирована до 270°C. рН надосадочной жидкости 211 может составлять или может быть доведен до 5-14. В случае, если вышеуказанные свойства надосадочной жидкости 211 необходимо отрегулировать отдельно, это можно сделать в резервуаре 21b для верхнего продукта сепаратора и/или в смесительном блоке 22.
На стадии (с) верхний продукт 232 перечистной флотации удаляют в виде хвостов, а на стадии (d) очищенную технологическую воду 231 рециркулируют в контур 10 флотации минералов. Перед рециркуляцией очищенной технологической воды 231 в контур 10 флотации минералов ее можно подвергнуть обработке на стадии фильтрации для удаления химических веществ, способствующих микробиологическому росту, или для удаления других нежелательных или вредных химических соединений. На стадии фильтрации можно использовать фильтрующий блок 24, содержащий керамический фильтр.
На дополнительной стадии способа надосадочную жидкость 211 можно направлять в резервуар 21b для верхнего продукта сепаратора после стадии (а). Дополнительно или альтернативно надосадочную жидкость 211 можно химически кондиционировать в смесительном блоке 22 перед стадией (b). Надосадочную жидкость можно направлять в смесительный блок 22 непосредственно из гравитационного сепаратора 21 твердых веществ и жидкости или из резервуара 21b для верхнего продукта сепаратора, если таковой используется. В смесительном блоке 22 надосадочную жидкость можно химически кондиционировать путем добавления коагулянта, способствующего сбору SiO2 в надосадочной жидкости путем его коагуляции, присутствующего либо в форме содержащих диоксид кремния частиц, либо в виде растворимого SiO2. Коагулянт можно выбирать из группы, включающей неорганические коагулянты, соли алюминия, соли железа, органические коагулянты.
Одним из возможных неорганических коагулянтов является хлорид полиалюминия (ХПА). Неорганический коагулянт можно добавлять в надосадочную жидкость 211 в смесительном блоке 22 в количестве от 20 до 2000 частей на миллион, например, в количестве 50 частей на миллион, 75 частей на миллион, 150 частей на миллион, 225 частей на миллион, 350 частей на миллион или 400 частей на миллион. В одном воплощении добавляют 100 частей на миллион ХПА. Органический коагулянт можно добавлять
-
Claims (8)
- в надосадочную жидкость 211 в количестве от 5 до 200 частей на миллион.Альтернативно или дополнительно надосадочную жидкость 211 можно кондиционировать в смесительном блоке 22 путем добавления флокулянта, чтобы дополнительно способствовать сбору SiO2 в надосадочной жидкости 211 путем его флокуляции. Например, можно использовать природный флокулянт, такой как крахмал или модифицированный крахмал, или полисахариды. Например, можно использовать синтетические флокулянты. Синтетические флокулянты могут иметь различный заряд. Примерами синтетических флокулянтов являются высокомолекулярные (более 500 000) флокулянты, такие как полиакриламиды (отрицательно или положительно заряженные или нейтральные) или продукты Манниха (положительно заряженные), и низкомолекулярные (менее 500 000) флокулянты, такие как полиамины (положительно заряженные), полиэпиамины (положительно заряженные), поли-DADMAX (положительно заряженный), поли(этилен)имины (положительно заряженные) или полиэтиленоксид (нейтральный).Флокулянт можно добавлять в количестве от 1 до 100 частей на миллион, например в количестве 1,25, 1,75, 2,25, 7,5 или 12,25 частей на миллион. В одном воплощении добавляют 2 части на миллион флокулянта.С помощью способа согласно изобретению по меньшей мере 90% SiO2, присутствующего в верхнем продукте 101 контура 10 флотации минералов, можно удалять на стадии (b). Кроме того, по меньшей мере 70% растворимого SiO2, присутствующего в верхнем продукте 101 контура 10 флотации минералов, можно удалять на стадии (b). В то же время жесткость очищенной технологической воды 231 не зависит от устройства 20 для очистки технологической воды и/или способа обработки технологической воды, то есть жесткость верхнего продукта 101 из контура 10 флотации минералов по существу такая же, как жесткость очищенной технологической воды 231, рециркулируемой в контур 10 флотации минералов.Описанные выше воплощения можно использовать в любом сочетании друг с другом. Несколько воплощений могут быть объединены, чтобы сформировать дополнительное воплощение. Флотационная камера, к которой относится изобретение, может содержать по меньшей мере одно из воплощений, описанных выше. Для специалиста в данной области очевидно, что с развитием технологии основная идея изобретения может быть реализована различными путями. Таким образом, изобретение и его воплощения не ограничиваются описанными выше примерами; вместо этого их можно варьировать в пределах объема формулы изобретения.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ очистки технологической воды флотационной установки (1), включающей контур (10) флотации минералов, предназначенный для обработки частиц руды, содержащих Fe, взвешенных в суспензии (100), путем обратной флотации для разделения суспензии на нижний продукт (102) и верхний продукт (101), а также устройство (20) для очистки технологической воды для обработки верхнего продукта (101) из контура флотации; при этом способ включает стадии:a) обезвоживания верхнего продукта контура флотации в гравитационном сепараторе (21) твердых веществ и жидкости для отделения осадка (212) от надосадочной жидкости (211), содержащей воду, содержащие диоксид кремния частицы и растворимый SiO2, мелкие частицы, микробы и остаточные химические вещества флотации;b) обработки надосадочной жидкости (211) посредством перечистной флотации, при которой по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа имеют размер от 0,2 до 250 мкм, в блоке (23) перечистной флотации для сбора, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц, для отделения, по меньшей мере, содержащих диоксид кремния частиц от надосадочной жидкости в верхний продукт (232) перечистной флотации и для получения очищенной технологической воды (231) в качестве нижнего продукта перечистной флотации; иc) удаления верхнего продукта (232) перечистной флотации в виде хвостов.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что блок (23) перечистной флотации представляет собой блок флотации растворенным газом (DAF).
- 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед стадией (b) температура надосадочной жидкости (211) составляет от 2 до 70°C.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перед стадией (b) рН надосадочной жидкости составляет от 5 до 14.
- 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на стадии (а) время пребывания верхнего продукта (101) в гравитационном сепараторе твердых веществ и жидкости составляет менее 10 ч, предпочтительно от 2 до 8 ч.
- 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержание твердых веществ в осадке (212) гравитационного сепаратора (21) твердых веществ и жидкости составляет по меньшей мере 80 мас.%.
- 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что после стадии (а) надосадочную жидкость (211) направляют в резервуар (21b) для верхнего продукта сепаратора.
- 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что перед стадией (b) надосадочную жидкость (211) химически кондиционируют в смесительном блоке (22) посредством добавления коагулянта и/или-
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA044280B1 true EA044280B1 (ru) | 2023-08-11 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103755075B (zh) | 一种处理碳化硅酸性废水的工艺方法 | |
| CN113438981B (zh) | 用于工艺水处理的方法和装置 | |
| CN113226557B (zh) | 工艺水处理的方法和装置 | |
| KR101879208B1 (ko) | 혼합광물을 가중응집제로 이용한 고속 수처리 방법 및 장치 | |
| EA044280B1 (ru) | Способ и устройство для очистки технологической воды | |
| EA047268B1 (ru) | Способ и устройство для очистки технологической воды | |
| KR20180050254A (ko) | 혼합광물을 가중응집제로 이용한 고속 수처리 방법 및 장치 | |
| CN113573817B (zh) | 从浸出液中去除基于硅的化合物的方法和工艺装置、及用途 | |
| JP2017159213A (ja) | 凝集処理方法および装置 | |
| JP2012081387A (ja) | シアン汚染土壌の洗浄方法 | |
| CN112723581B (zh) | 工艺水处理方法 | |
| KR20160066620A (ko) | 침지식 막여과 공정이 도입된 가압식 막여과 정수처리 시스템 및 이를 이용한 정수처리 방법 | |
| JPH1043770A (ja) | 懸濁粒子を含む排水の処理方法 | |
| US20230037949A1 (en) | Removal of amines from aqueous streams | |
| CN103011310A (zh) | 一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法 | |
| WO2021136867A1 (en) | Removal of amines from aqueous streams | |
| WO2021136868A1 (en) | Removal of amines from aqueous streams | |
| EA042210B1 (ru) | Способ и устройство для очистки технологической воды | |
| EA043495B1 (ru) | СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ Si ИЗ ЩЕЛОКА ОТ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ | |
| CN109987728A (zh) | 一种应用膜技术处理矿山废水的工艺方法 | |
| WO2018058115A1 (en) | Treatment of sludges and flocculants using insoluble mineral colloidal suspensions |