申请日2010.08.04
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F103/10; C02F9/04
摘要
提供了一种铅锌矿选矿废水处理及回用技术，目的是解决选矿废水回用于生产，影响选矿指标，外排造成环境污染的问题。所述硫化铅锌矿选矿废水处理与回用新技术，是针对选矿厂总废水，采用调PH值，然后加入硫酸亚铁和絮凝剂进行氧化--混凝处理，处理水用二氧化氯进行氧化，再用活性炭床进行催化氧化和吸附，处理水达到国家有关排放标准;通过采用电位调控浮选、环保捕收剂组合应用，实现处理水全部回用，与现场工艺技术指标相比，取消了氰化物浮选工艺，提高铅回收率、锌、金的回收率。本发明为硫化铅锌矿选矿废水处理及回用提供了一整套电位调控浮选、环保捕收剂组合应用技术与废水处理工艺技术集成，实现选矿废水循环利用。
摘要附图
权利要求书
1.一种硫化铅锌矿选矿废水处理与回用方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1) 向pH值=11-12的硫化铅锌矿选矿总废水中投加浓度为8%—20%的稀硫酸，调整废水pH至9-10.5;
(2) 向废水中投加作为氧化剂和混凝剂的硫酸亚铁，进行氧化—混凝反应，每升废水投加50mg-200mg硫酸亚铁，氧化-混凝反应时间为30 min -60min;然后再加入作为絮凝剂的聚丙烯酰胺进行混凝沉淀处理，每升废水加入所述絮凝剂0.1mg-1.0mg，混凝沉淀时间为30 min -60min;控制废水pH值为6-9;
沉淀污泥定期排放和回流;回流污泥比例为污泥总量的30%—50%，回流作为本步骤投加的氧化剂和絮凝剂;
(3) 向经步骤(2)处理的废水中投加二氧化氯进行氧化处理，每升废水投加二氧化氯5mg-20 mg，氧化处理时间为30 min -60min;
(4) 将经步骤(3)处理的废水通过催化氧化吸附反应床，进行催化氧化吸附处理，水力停留时间为30min-60min，得处理后废水;催化氧化吸附反应床的充填介质为活性炭床或多孔陶粒;
(5)将所述处理后废水全部回用于选矿生产，实现选矿废水零排放。
2.根据权利要求1所述硫化铅锌矿选矿废水处理与回用方法，其特征在于，所述硫化铅锌矿选矿总废水为硫化铅锌矿选矿生产总废水或尾矿库溢流水。
说明书
一种硫化铅锌矿选矿废水处理与回用方法
技术领域
本发明涉及一种矿山选矿废水处理和回用方法，具体涉及硫化铅锌矿选矿 废水处理及回用的技术。
背景技术
我国铅锌矿资源丰富，以硫化矿为主，随着我国铅锌选矿工业的发展，铅 锌矿山作为重金属污染的主要源头之一，排放的选矿废水造成的环境污染日益 严重，特别是对水环境的破坏。实施选矿废水处理后回用，实现选矿废水零排 放，提高工业水重复利用率，不仅节约水资源，而且减少重金属污染物的排放， 从而实现清洁生产。
在硫化铅矿选矿过程中，加入了大量的浮选药剂，主要有捕收剂、起泡剂、 有机和无机的活化剂、抑制剂、分散剂等。
硫化铅锌矿选矿废水通常包括铅、锌、硫精矿浓缩废水、尾矿水、厂区地 面冲洗和卫生水等废水。选矿废水中主要含有各种不溶解的粗粒及细粒分散杂 质;钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物;重金属离子;各种有机和无 机浮选药剂，包括剧毒的氰化物、氰铬合物、酚等。选矿废水中的污染物主要 有悬浮物、酸碱、重金属和砷、氟、残余选矿药剂、及石油类、酚.铵、膦等 等。
由于各铅锌矿矿体的赋存特性各不相同，其采用的铅锌选矿工艺也不相同， 选矿生产过程采用的选矿药剂种类、成分不同，生产中选矿药剂制度的千差万 别，同时选矿工艺对残留在水体中的选矿药剂成分的敏感程度各不相同，回用 时废水中的PH值、石油类、COD、残存药剂成分对选矿工艺造成重大影响，是影 响选矿废水回用的重要问题，也是阻碍选矿废水回用技术推广的重要原因。
国内对选矿废水常用自然净化处理，主要的处理设施为尾矿库，即把选矿 废水和尾矿混合在一起，输送到尾矿库自然净化后排放，选矿废水在尾矿库内 自然净化时间一般为24小时，尾矿库溢流水(外排水)通常不能达标排放，是 矿山重金属污染的主要来源。
选矿废水回用是指选矿废水(尾矿库溢流水)回用于选矿生产，是实现选 矿废水资源化利用，实现清洁生产的重要途径。
目前国内铅锌选矿业选矿废水回用率相对较低，资源化利用程度不高，据 不完全统计，国内大中型铅锌选矿企业废水回用率低于75%，废水回用过程中存 在的主要问题是：回水系统复杂，操作、管理跟不上，常常导致系统回水不正 常，处理水品质不稳定，难以长期稳定保证选矿回水水质要求。
综上所述，目前复杂硫化铅锌矿选矿废水含有重金属、残余选矿药剂处理 成本高，不能达标排放;或选矿废水回用于生产影响铅、锌回收率等选矿指标; 或选矿废水回用率不高，外排时造成环境污染。
因此，开发具有针对性、适用、处理成本低，废水选矿药剂成分利用程度 高，废水回用对选矿工艺技术指标影响小的选矿废水处理与回用方法，是减轻 重金属污染和节约水资源的一个重要措施。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种硫化铅 锌矿选矿废水处理与回用方法，该方法运行经济、处理成本低，选矿废水处理后可全 部回用于选矿生产，对选矿工艺技术指标影响小，能够实现硫化铅锌矿选矿废 水循环回用和选矿废水零排放，即实现选矿废水资源化再利用与硫化铅锌矿选 矿清洁生产。
本发明的技术方案是，所述硫化铅锌矿选矿废水处理与回用方法包括以下步骤：
(1)向PH值=11-12的硫化铅锌矿选矿总废水中投加浓度为8%-20%的稀硫 酸，调整废水pH至9-10.5;
(2)向废水中投加作为氧化剂和混凝剂的硫酸亚铁，进行氧化-混凝反应， 每升废水投加50mg-200mg硫酸亚铁，氧化-混凝反应时间为30min-60min;然 后再加入作为絮凝剂的聚丙烯酰胺进行混凝沉淀处理，每升废水加入所述絮凝 剂0.1mg-1.0mg，混凝沉淀时间为30min-60min;控制废水PH值为6-9;
沉淀污泥定期排放和回流;回流污泥比例为污泥总量的30%-50%，回流作 为本步骤投加的氧化剂和絮凝剂;
(3)向经步骤(2)处理的废水中投加二氧化氯进行氧化处理，每升废水投 加二氧化氯5mg-20mg，氧化处理时间为30min-60min;
(4)将经步骤(3)处理的废水通过催化氧化吸附反应床，进行催化氧化吸 附处理，水力停留时间为30min-60min，得处理后废水;催化氧化吸附反应床 的充填介质为活性炭床或多孔陶粒;
(5)将所述处理后废水全部回用于选矿生产，实现选矿废水零排放。
2、本发明的硫化铅锌矿选矿废水处理与回用方法，是针对复杂硫化铅锌矿 选矿厂选矿作业产生的总废水或尾矿库溢流水进行的;选矿厂总废水通常为采 用无氰浮选、电位调控浮选、高效环保捕收剂组合的专有技术处理复杂硫化铅 锌矿，25#黑药+丁基胺黑药+MB黄药浮选铅，硫化钠+硫酸锌+碳酸钠组合抑制锌 矿物，选矿作业产生的高pH、含酚、重金属离子和其他残余选矿药剂成分的选 矿废水，水质十分复杂。处理后废水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996) 一级排放标准，选矿废水经处理后全部回用于选矿生产，处理后废水可以用于 选铅、选锌、选硫等选矿作业，从而实现选矿废水零排放。
本发明的技术原理包括：
(1)向废水中投加投加稀酸调整废水pH环境、破坏废水原有的硅酸钠-碳 酸钠平衡体系，使废水溶解的钙、镁、SiO32-等以沉淀物析出;
(2)向废水中投加FeSO4·7H2O，Fe2+与使废水中S2-、25#黑药、黄药反应 生成FeS等沉淀物，SO42-与H+化合生成硫酸，硫酸中的氢离子电离后与氢氧根结 合，使废水体系的pH值进一步下降到pH=6-9，Ca2+、Mg2+与废水中SO42-反应生成 CaSO4和MgSO4沉淀，同时改变FeS、CaSO4等沉淀物和颗粒表面的电性;
(3)FeSO4·7H2O溶解后的Fe2+在弱碱性条件下，被水体中的氧氧化成Fe3+， Fe3+具有氧化性，对25#黑药、黄药等有机污染物产生氧化降解作用，同时被还 原成Fe3+，再被水体中的氧氧化成Fe3+，如此循环;
(4)FeSO4·7H2O溶解后的Fe2+被水体中的氧氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧根离 子反应生成氢氧化铁絮状沉淀，通过氢氧化铁絮状沉淀的网捕、桥架、吸附作 用，网捕、桥架、吸附废水中的Cu、Pb、Zn、Cd、As等氢氧化物颗粒;
(5)絮凝剂聚丙烯酰胺主要发挥电性改变作用，与氢氧化铁絮状物一起形 成沉淀，通过网捕、桥架、吸附作用使废水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、As等的 氢氧化物颗粒、酚一起沉降下来，进入污泥中实现去除;
(6)絮凝剂聚丙烯酰胺使Fe(OH)3聚集形成体积、密度更大的颗粒，并 提高絮体沉降速率，实现泥水快速分离，实现对废水的脱硫、酚、铅、铜、锌、 砷、镉的处理，和石油类、残余选矿药剂的去除;
(7)二氧化氯具有很强的氧化性，可以有效的氧化去除废水中的酚和石油 类等有机类污染物，使水体COD指标降低;
(8)采用颗粒活性炭或多孔陶粒作为催化氧化和吸附床的载体，使废水中 的二氧化氯、Fe2+吸附到颗粒活性炭或多孔陶粒的孔隙中，通过二氧化氯、Fe2+和氧的氧化作用和吸附作用下，使废水中含酚的25#黑药、黄药的有机类污染物 得到进一步氧化降解;另一方面，颗粒活性炭或多孔陶粒通过吸附二氧化氯、 Fe2+，降低处理水中的二氧化氯浓度，消除残余二氧化氯对选矿工艺的影响，同 时延长吸附介质的使用寿命;
(9)采用颗粒活性炭或多孔陶粒作为载体和介质，还可吸附和截留悬浮物 (破碎絮体)、石油类、溶解状态的酚和选矿药剂成分，使废水得到进一步净 化，采用多孔陶粒处理成本更低;催化氧化吸附单元出水PH值、重金属、COD、 酚、色度均达到国家有关排放标准。
(10)选矿废水处理后回用于选矿生产中的选铅、选锌和选硫工艺单元中， 通过采用院电位调控浮选、环保捕收剂组合的专有技术，建立新的选矿工艺药 剂制度，取代现有的氰化物浮选工艺，将废水中残余选矿药剂对选矿工艺的影 响减弱到最小程度，与现场工艺技术指标相比，提高铅回收率、锌、金的回收 率，降低精矿中金属互含量;大幅度减少了选矿工艺的新水用量，可实现选矿 废水处理后全部回用，从而实现选矿废水零排放，可有效实施重金属减排，实 现清洁生产，为铅锌选矿企业实现环境可持续发展提供良好的技术支撑。
由以上可知，本发明的方法针对复杂硫化铅锌矿选矿产生的pH值高、含有 酚、硫、重金属、残余选矿药剂的选矿废水进行处理，工艺路线简洁，原料来 源广泛、处理成本低，有效地节省了运行费用及能耗，并且适用于各种硫化铅 锌矿选矿废水和其他选矿废水的处理。通过此方法处理后的水，有害物质去除 率高，各项指标良好，能稳定的达到国家污水排放标准，可以大幅度消减重金 属的排放;处理水可全部回用于选矿生产;与现有工艺技术指标相比，采用新 工艺将采选矿废水回用对选矿工艺技术经济指标影响降低到较小程度，使铅、 锌、金回收率提高，降低精矿中金属互含量，可以实现硫化铅锌矿选矿废水零 排放，大幅提高选矿废水循环复用率，减少了水资源的浪费和环境的污染，并 实现清洁生产。