申请日2013.04.27
公开(公告)日2013.07.24
IPC分类号C02F103/10; C02F9/04
摘要
高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，涉及废水处理方法。提供一种采用两步法，具有工艺简单，无二次污染，出渣都能成为产品，且容易压滤，做到零库容，出水可全面稳定达标，出水可回用选矿的高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法。在矿山酸性废水中加入液碱，调节pH到2.7后进入下一搅拌反应槽，再加入高分子螯合提铜剂，调节pH到4.2～4.4;再加入絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为含铜20%～30%铜精矿，上清液进入提铁反应槽，加入高分子螯合提铁剂，调节pH到8.2～8.5，加絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为铁精矿，上清液可达一级排放标准，可直接排放或回用。
权利要求书
1.高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在矿山酸性废水中加入液碱，调节pH到2.7后进入下一搅拌反应槽，再加入高分子 螯合提铜剂，调节pH到4.2～4.4;
2)再加入絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为含铜20%～30%铜精矿，上清液进入提铁反应 槽，加入高分子螯合提铁剂，调节pH到8.2～8.5，加絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为铁精 矿，上清液可达一级排放标准，可直接排放或回用。
2.如权利要求1所述高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征 在于在步骤1)中，所述液碱采用浓度为30%的氢氧化钠溶液。
3.如权利要求1所述高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征 在于在步骤1)中，所述高分子螯合提铜剂按质量百分比的原料组成为：二甲基硫代氨荒酸 35%、乙二胺四乙酸15%、余量为水。
4.如权利要求1所述高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征 在于在步骤2)中，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺。
5.如权利要求4所述高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征 在于所述聚丙烯酰胺采用分子量为1400万阳离子型聚丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法，其特征 在于在步骤2)中，所述高分子螯合提铁剂按质量百分比的原料组成为：二巯基丁二酸钠40%、 N,N′-二(2-羟苄基)乙二胺-N,N′-二乙酸25%、余量为水。
说明书
高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜铁的方法
技术领域
本发明涉及废水处理方法，尤其是涉及高分子螯合沉淀剂二步法回收矿山酸性废水中铜 铁的方法。
背景技术
酸性矿山废水因其pH值低、酸度大，且含有大量的重金属，会造成矿区周围水体的严 重污染。其中全国铜矿山废水的综合治理达标率仅为70%。尚有30%左右的废水未经处理直 接外排，现有处理装置运行率也仅为20%，矿山开采和利用所产生的含铜酸性废水已成为对 水生态环境造成污染最严重的行业之一。因此急需能高效环保的含铜酸性废水处理工艺。
目前处理含铜酸性废水的工艺主要有石灰中和法和硫化物沉淀法。中国专利CN101974690A 采用氢氧化钙分离了稀土元素，中国专利CN102786133A采用石灰乳回收酸性矿山中铜和铁， 但石灰中和法会带来大量沉渣，而这些沉渣不能被再次利用，不是存在尾矿库占大量库容， 就是被填埋后遇酸会有二次污染，且出水不能稳定达标排放。
硫化物法需要三段处理，首先用液碱把铁先沉淀下来，第二步用硫化物把铜沉淀下来，第 三步再用液碱调节至pH中性让水达标，中国专利201110408370采用硫化物治理矿上废水， 但此过程会产生大量硫化氢气体二次污染，铁渣因含水量高无法再次利用，同样是占库容废 渣，硫化铜渣因颗粒极小难以固液分离。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用两步法，具有工艺简单，无二次污染，出渣都能成为产品， 且容易压滤，做到零库容，出水可全面稳定达标，出水可回用选矿的高分子螯合沉淀剂二步 法回收矿山酸性废水中铜铁的方法。
本发明包括以下步骤：
1)在矿山酸性废水中加入液碱，调节pH到2.7后进入下一搅拌反应槽，再加入高分子 螯合提铜剂，调节pH到4.2～4.4;
2)再加入絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为含铜20%～30%铜精矿，上清液进入提铁反应 槽，加入高分子螯合提铁剂，调节pH到8.2～8.5，加絮凝剂沉降，固液分离，沉渣为铁精 矿，上清液可达一级排放标准，可直接排放或回用。
在步骤1)中，所述液碱可采用浓度为30%的氢氧化钠溶液;调节pH到2.7后进入下一 搅拌反应槽时，液碱只起到中和游离酸的作用并不会产生沉淀渣;所述高分子螯合提铜剂按 质量百分比的原料组成可为：二甲基硫代氨荒酸35%、乙二胺四乙酸15%、余量为水。
在步骤2)中，所述絮凝剂可选自聚丙烯酰胺;所述聚丙烯酰胺可采用分子量为1400万 阳离子型聚丙烯酰胺;所述高分子螯合提铁剂按质量百分比的原料组成可为：二巯基丁二酸 钠40%、N,N′-二(2-羟苄基)乙二胺-N,N′-二乙酸25%、余量为水。
与现有的工艺相比，本发明不采用先除铁，再提铜，最后再沉淀达标的三步法，而是直 接先提铜，提铜后再提铁，提铁完成工艺便完成，即两步法。传统工艺用硫化物法，则必须 先用碱沉淀铁，否则加入硫化物后会同时生成铁和铜的硫化物沉淀，铜不仅沉不干净而且药 剂消耗量非常大，沉渣含铜低不能成为铜精矿。而本发明使用的高分子螯合剂因为对铜有极 强的选择性，可在含铁溶液中直接先把铜沉出，且反应过程不产生硫化氢气体。在提铜，提 铁反应后，沉渣均为可再次利用的产品，而不是占库容的废渣，即可做到零库容。提铜和提 铁反应均无硫化氢等气体产出，无气体二次污染。所用药剂为高分子螯合提铜剂，高分子螯 合提铁剂，和液碱(30%NaOH)，聚丙烯酰胺絮凝剂(分子量1400万阳离子型)。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步的说明。
本发明的具体工艺过程为：含铜酸性废水经缓冲罐稳流后进入液碱调节罐，加入30%浓 度液碱，搅拌反应，控制溢流口pH为2.6～2.7，溢流进入提铜反应罐，加入高分子螯合提 铜剂(可采用福建格林锘贝尔环保科技有限公司生产的高分子螯合提铜剂产品，高分子螯合 提铜剂按质量百分比的原料组成为：二甲基硫代氨荒酸35%、乙二胺四乙酸15%、余量为水)， 搅拌反应，控制溢流口pH为4.2～4.4，通过控制高分子螯合提铜剂加药泵流量与pH计联动 来控制并稳定pH值，溢流进入铜渣浓密机，进浓密机前加入絮凝剂，经浓密机沉降后底流进 行压滤，得到铜滤饼，铜浓密机上清液溢流进入提铁罐，加入高分子螯合提铁剂(可采用福 建格林锘贝尔环保科技有限公司生产的高分子螯合提铁剂产品，高分子螯合提铁剂按质量百 分比的原料组成为：二巯基丁二酸钠40%、N,N′-二(2-羟苄基)乙二胺-N,N′-二乙酸25%、 余量为水)，搅拌反应，控制溢流口pH为8.2～8.5，与上同，通过控制NB-2加药泵流量与 pH计联动来控制并稳定pH值，溢流进入铁渣浓密机，进浓密机前加入絮凝剂聚丙烯酰胺， 经浓密机沉降后底流进行压滤，得到铁滤饼，铁浓密机上清液溢流可达标排放或回用。
以下给出具体实施例：含铜酸性废水总铜浓度为300～500mg/L，总铁250～500mg/L， pH2.1,经液碱(30%NaOH)调节至pH2.7后进入提铜罐，加入高分子螯合提铜剂搅拌10～15min， 加入絮凝剂聚丙烯酰胺经浓密机沉降，出水含铜0.3～7mg/L，含铁250～300mg/L，铜渣含铜 28%～31%，铜回收率98%～99%，铜渣符合铜精矿标准。铜浓密机出水进入提铁罐，加入高分 子螯合提铁剂搅拌10～15min，加入絮凝剂聚丙烯酰胺经浓密机沉降，出水含铜0.01～ 0.08mg/L，含铁0.41～1.52mg/L，铁渣含铁35%～46%，铁回收率82%～85%，出水所有指标 完全符合国家一级排放标准。