申请日2018.09.11
公开(公告)日2019.01.01
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明实施例提供了一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法，其中系统包括：气浮装置、膜化学反应器以及反渗透‑纳滤处理系统;其中，膜化学反应器包括：混凝反应装置和微滤膜过滤器;微滤膜过滤器包括：产水区、过滤区、布水区、储渣区以及恒压反冲洗装置;反渗透‑纳滤处理系统包括：反渗透装置和纳滤装置。本发明实施例提供的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法，一方面改善铝土矿选矿循环水使之可持续利用，另一方面服务铝土矿浮选，能提高铝土矿精矿产率和精矿铝硅比。
权利要求书
1.一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，包括：
气浮装置(1)、膜化学反应器(2)、反渗透-纳滤处理系统(10);
所述气浮装置(1)包括：溶气装置(101)和气浮加药装置(102);
所述膜化学反应器(2)包括：混凝反应装置(3)和微滤膜过滤器(4);所述混凝反应装置(3)的出水端与所述微滤膜过滤器(4)的进水端连接;所述混凝反应装置(3)的进水端安装有混凝反应加药装置(301);
所述微滤膜过滤器(4)包括：产水区(407)、过滤区(408)、布水区(410)、储渣区(409)以及恒压反冲洗装置(403);所述过滤区(408)中设置有微滤膜组件(406);所述微滤膜过滤器(4)的进水管路上安装有第一提升泵(401);
所述反渗透-纳滤处理系统(10)包括：反渗透装置(5)和纳滤装置(7);所述反渗透装置(5)的进水端与所述膜化学反应器(2)的出水端连接;所述反渗透装置(5)的浓水出水端与所述纳滤装置(7)的进水端连接。
2.根据权利要求1所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，所述产水区(407)设置于所述微滤膜过滤器(4)的上部;所述储渣区(409)设置于所述微滤膜过滤器(4)的底部。
3.根据权利要求1所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，所述微滤膜过滤器(4)为浸没式过滤器;所述微滤膜组件(406)的孔径为0.1～0.4μm;所述微滤膜组件(406)采用管袋式、管式或者中空纤维微滤膜;所述微滤膜组件(406)的材质包括：聚四氟乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、全氟乙烯丙烯共聚物、全氟丙基全氟乙烯基醚聚四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，所述混凝反应装置(3)中还设置有搅拌器(302)。
5.根据权利要求1所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，所述反渗透装置(5)的产水出水端以及所述纳滤装置(7)的淡水出水端，均连接有工艺产水箱(8)。
6.根据权利要求1所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，其特征在于，所述反渗透装置(5)进水端的管路上依次连接有第二提升泵(501)、第一保安过滤器(502)及增压泵(503);所述纳滤装置(7)进水端的管路上依次连接有第三提升泵(701)以及第二保安过滤器(702);所述反渗透装置(5)的浓水出水端还安装有浓水箱(6)，所述浓水箱(6)的出水端与所述第三提升泵(701)连通。
7.一种铝土矿选矿废水的回用方法，其特征在于，应用于权利要求1-6所述的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，所述方法包括：
步骤A、将铝土矿选矿废水引入气浮装置(1)，通过气浮加药装置(102)，在所述气浮装置(1)中同时加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，通过溶气装置(101)向所述气浮装置(1)通入气体，对铝土矿选矿废水进行处理;
步骤B、将经所述气浮装置(1)处理后的气浮产水通入混凝反应装置(3)中，通过混凝反应加药装置(301)向所述混凝反应装置(3)加入氢氧化钠和石灰，并通过搅拌器(302)搅拌，混凝反应时间30～60min;
步骤C，将混凝反应所得出水通过第一提升泵(401)通入微滤膜过滤器(4)中，经过滤后，所得产水流入MCR产水箱(402)，所得固体渣排出;
步骤D、将微滤膜过滤器(4)所得产水 依次通过第二提升泵(501)及增压泵(503)通入反渗透装置(5)，所得淡水引入工艺产水箱(8);
步骤E、将所述反渗透装置(5)产生的浓水，通过第三提升泵(701)通入纳滤装置(7)，所得淡水再引入所述工艺产水箱(8);所得浓水排入污水处理系统;
步骤F、将所述工艺产水箱(8)中的淡水引入选矿循环水收集池，所述选矿循环水收集池中的水体用于铝土矿浮选。
说明书
一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法。
背景技术
我国中低铝硅比的一水硬铝型铝土矿，在浮选脱硅提升铝硅比的过程中，会产生大量选矿废水。为提高水资源利用率，降低工业废水外排造成的污染，需要对选矿废水进行处理，并回用到浮选过程。
实际地，铝土矿选矿废水，一般是通过添加絮凝剂等药剂，使废水中的铝土矿等悬浮物沉降分离，下层悬浮物压滤获得精矿、尾矿，上层清液回流至浮选过程重复利用。
然而，这样的处理过程，仍存在如下问题：
随着铝土矿选矿废水的简单回用，浮选工艺使用的药剂在系统中逐渐累积，导致选矿回水的成分十分复杂，会严重影响铝土矿选矿指标，导致系统无法长期运行，成为制约铝土矿行业发展的瓶颈。
详细地，铝土矿选矿循环水中，不仅残留的絮凝剂易使矿物形成絮团，难以分离，造成浮选结果的恶化，而且选矿循环水中的Ca2+、Mg2+和Al3+等无机盐也能与铝土矿浮选药剂发生反应生成难溶沉淀，造成浮选过程非选择性聚团，影响选矿指标。
因此，需使用膜工艺来深度处理铝土矿选矿循环水，满足处理回用有利选矿指标的要求。关键地，铝土矿浮选工艺添加的捕收剂，沉降环节添加的聚丙烯酰胺等选矿药剂，让选矿水中的有机物含量更高，更为复杂，为使用膜工艺脱盐处理增加难度。同时，对于中低铝硅比的矿土而言，其中的一水型铝土矿多为高岭石型，铝土矿矿源土质多为高岭土，铝土矿循环水含有的粘性高岭土再次增加了膜工艺的处理难度。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法，以提高铝土矿的选矿指标。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，包括：气浮装置、膜化学反应器以及反渗透-纳滤处理系统;
所述气浮装置包括：溶气装置和气浮加药装置;
所述膜化学反应器包括：混凝反应装置和微滤膜过滤器;所述混凝反应装置的出水端与所述微滤膜过滤器的进水端连接;所述混凝反应装置的进水端安装有混凝反应加药装置;
所述微滤膜过滤器包括：产水区、过滤区、布水区、储渣区以及恒压反冲洗装置;所述过滤区中设置有微滤膜组件;所述微滤膜过滤器的进水管路上安装有第一提升泵;
所述反渗透-纳滤处理系统包括：反渗透装置和纳滤装置;所述反渗透装置的进水端与所述膜化学反应器的出水端连接;所述反渗透装置的浓水出水端与所述纳滤装置的进水端连接。
可选地，所述产水区设置于所述微滤膜过滤器的上部;所述储渣区设置于所述微滤膜过滤器的底部。
可选地，所述微滤膜过滤器为浸没式过滤器;所述微滤膜组件的孔径为0.1～0.4μm;所述微滤膜组件采用管袋式、管式或者中空纤维微滤膜;所述微滤膜组件的材质包括：聚四氟乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、全氟乙烯丙烯共聚物、全氟丙基全氟乙烯基醚聚四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯的至少一种。
可选地，所述混凝反应装置中还设置有搅拌器。
可选地，所述反渗透装置的产水出水端以及所述纳滤装置的产水出水端，均连接有工艺产水箱。
可选地，所述反渗透装置进水端的管路上依次连接有第二提升泵、第一保安过滤器及增压泵;所述纳滤装置进水端的管路上依次连接有第三提升泵以及第二保安过滤器;所述反渗透装置的浓水出水端还安装有浓水箱，所述浓水箱的出水端与所述第三提升泵连通。
第二方面，本发明实施例还提供了一种铝土矿选矿废水的回用方法，应用于第一方面提供的基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统，包括：
步骤A、将铝土矿选矿废水引入气浮装置，通过气浮加药装置，在所述气浮装置中同时加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，通过溶气装置向所述气浮装置通入气体，对铝土矿选矿废水进行处理;
步骤B、将经所述气浮装置处理后的气浮产水通入混凝反应装置中，通过混凝反应加药装置向所述混凝反应装置加入氢氧化钠和石灰，并通过搅拌器搅拌，混凝反应时间30～60min;
步骤C，将混凝反应所得出水通过第一提升泵通入微滤膜过滤器中，经过滤后，所得产水流入MCR产水箱，所得固体渣排出;
步骤D、将微滤膜过滤器所得产水依次通过第二提升泵及增压泵通入反渗透装置，所得淡水引入工艺产水箱;
步骤E、将所述反渗透装置产生的浓水，通过第三提升泵通入纳滤装置，所得淡水再引入所述工艺产水箱;所得浓水排入污水处理系统;
步骤F、将所述工艺产水箱中的淡水引入选矿循环水收集池，所述选矿循环水收集池中的水体用于铝土矿浮选。
本发明实施例提供的一种基于膜化学反应器的铝土矿选矿废水回用系统及方法，通过膜化学反应器对铝土矿选矿废水进行处理，产水水质稳定，满足后续反渗透工艺的进水要求，并且，反渗透装置和纳滤装置所得工艺产水，可以引入铝土矿选矿循环水中，服务铝土矿浮选。一方面改善铝土矿选矿循环水使之可持续利用，另一方面服务铝土矿浮选，能提高铝土矿精矿产率和精矿铝硅比。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。