[發(fā)明專利]脫除酸性礦水中礦物質(zhì)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680031147.0
• 申請日: 2006-08-11
• 公開（公告）號: CN101248013A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 弗雷德里克·W·利克特納;羅伯特·A·亨德爾;戴維·M·波利佐蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F9/00;C02F103/10;C02F101/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 吳培善;封新琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種處理酸性排出廢礦水的方法，該方法可以降低其中溶解和懸浮的顆粒，從而使得產(chǎn)物水適于排出或可用作電廠等的補充水。

背景技術(shù)

當黃鐵礦暴露于空氣時，表層采礦、深層采礦或尾礦堆積都會產(chǎn)生酸性排出礦水(AMD水)。通常，在礦層(如金礦層、銅礦層、煤層等)中或與這些礦層相鄰的巖石層中會有黃鐵礦。在采礦和礦物回收過程中，黃鐵礦會暴露于空氣中。黃鐵礦與氧氣和水接觸會產(chǎn)生二價、三價鐵離子以及硫酸。所得水的較低PH值會溶解許多不期望的重金屬，例如鐵、錳、鋁以及鉛、鋅、鈣和水銀。此外，水中懸浮固體量也較高。通常，這些水中含有過量的Ca²⁺和SO₄^2-離子，在特定條件下，在與水接觸的表面上會形成CaSO₄沉淀。

可以用多種方法來處理AMD水。例如在進入機械分離系統(tǒng)(例如混合介質(zhì)過濾等等)前，添加化學品以沉淀水中溶解的金屬物質(zhì)，接著凝結(jié)并將沉淀固體從AMD中分離出來。

對于排出水的再應用以及污染標準都變得日趨嚴格，這就需要進一步降低目前AMD水處理的溶解固體總含量以及硫酸濃度，從而使其低于目前常用的處理方法所能達到的降低程度。例如，在一個規(guī)劃中的AMD水處理工程中，處理后的水將用作電廠補充水。在這種情況下，必須降低溶解固體總量(TDS)使其小于330ppm、SO₄^2-小于60ppm、Ca²⁺小于50ppm并且鐵、錳和鋁必須降低至低于0.1ppm。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種處理酸性礦水(acid?mine?water)的方法，其中首先利用石灰或其他中和劑來中和酸性水并沉淀金屬，在澄清器中處理中和水以產(chǎn)生具有降低的溶解固體的澄清器排出液，將氧化劑添加到該澄清器排出液中以氧化殘留的溶解金屬，從而形成了含有懸浮金屬顆粒的澄清器排出液，再經(jīng)微過濾來處理上述澄清器排出液從而形成了具有降低了懸浮顆粒含量的微過濾濾液。接著，可以利用反滲透系統(tǒng)對該微過濾濾液進行進一步凈化。

在本發(fā)明的另一種實施方式，在反滲透系統(tǒng)上游和微過濾單元下游之間設置一過濾筒。此外，將結(jié)垢控制劑及其類似物添加到系統(tǒng)中以阻止反滲透膜上結(jié)垢的形成。特別是硫酸鈣的膦酸鹽控制劑特別有效，將其添加到RO(反滲透)單元中以抑制RO膜上硫酸鈣結(jié)垢的形成。

下面將結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明示例性實施方式的工藝流程圖，和

圖2是本發(fā)明方法的反滲透(RO)系統(tǒng)的一種示例性實施方式工藝流程圖。

實施方式詳述

圖1表示了處理AMD水的工藝流程。如圖所示，AMD水在泵4作用下流入到除碳酸氣/充氣罐6中。在一種示范性實施方式中，除碳酸氣/充氣過程包括一個具有足夠體積的罐6以提供足夠的停留時間。該罐具有一個表面充氣機，其為鐵的氧化來提供空氣。脫去AMD中的CO₂以減少石灰的消耗。

來自除碳酸氣/充氣罐6的流出物流過內(nèi)溢流堰，然后再進入到分流器中，將來自淤漿增濃罐16的石灰漿混合物添加到該分離器內(nèi)用于中和水。在石灰加入后，流出物流進兩個平行反應罐8、10中。每個反應罐中均裝有表面充氣機從而為鐵的進一步氧化提供足夠的氧氣。來自罐8、10的流出物流過一個內(nèi)溢流堰，然后再進入到一個槽中，在該槽中水與聚合物凝結(jié)劑合并，其中該凝結(jié)劑來自源20和補充水稀釋站22。作為常規(guī)方法，澄清器18的流入槽和中心內(nèi)凹(center?well)為聚合物促進顆粒的聚集提供了足夠的絮凝時間。

澄清器流出物沿流出物管線24流入到澄清流出物罐32中。固體沉積在澄清器中，形成了淤漿或底流，將其沿管線28循環(huán)流到淤漿增濃罐中，或可能將其通過管線26和27泵入進礦鉆孔(mine?borehole)等中以便處置。

在一種示范性實施方式中，石灰系統(tǒng)包括料槽12和石灰消和器14，將水引入其中以提供石灰漿液。在漿液中可以加入額外的水以形成濃度為5-20％的石灰漿液，該漿液溢流進到增濃罐16中，在其中該漿液與來自澄清器的循環(huán)漿液進行混合。在重力作用下，在除碳酸氣/充氣罐中，將該石灰和漿液混合物添加到AMD流中，以中和酸度。