[發明專利]酸性礦山廢水中鋅鐵錳分離及回收的方法

無效

• 申請號: 200910044501.9
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101704593A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 鄭雅杰;彭映林;洪波;樂紅春
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/66;C02F1/28;C02F1/72;C02F101/20
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域：

本發明涉及酸性礦山廢水的處理、資源化及無害化技術，它是采用機械活化硫鐵礦吸附，氧化沉淀以及中和沉淀處理酸性礦山廢水，使廢水中鋅、鐵、錳得到分離與回收。通過加酸調節除錳廢水pH后，廢水可達標排放，實現了酸性礦山廢水資源化及無害化。

背景技術：

天然硫鐵礦在細菌及氧氣作用下被氧化而產生酸性礦山廢水，酸性礦山廢水水量大，pH值低，含鐵高，且含有多種重金屬離子，其中多數重金屬離子的含量超過了廢水的排放標準，如果直接排放，將對水體產生嚴重污染，破壞生態環境，危害人類健康。

酸性礦山廢水的處理方法主要有中和沉淀法、鐵氧體沉淀法、吸附法、濕地法、微生物法等方法。

采用微生物法處理由于成本高、反應條件要求苛刻等原因，實際上難以得到推廣應用。濕地法占用面積大、處理周期長、廢水中有用金屬得不到立即回收。吸附法能有效處理重金屬廢水，但吸附劑再生時，污染物又會重新產生。鐵氧體沉淀法和中和沉淀法適應性廣、效果好、運行安全。上述方法均不能使廢水中金屬離子分離及資源化。

發明內容：

本發明的目的在于：克服上述缺點，提供一種酸性礦山廢水的處理方法，使酸性礦山廢水中鋅、鐵、錳得到分離與回收，并使廢水達標排放，從而實現酸性礦山廢水的資源化和無害化。

本發明的技術方案是：

首先采。

然后在酸性礦山廢水中按液固比為100∶1～100∶25加入上述經機械活化的硫鐵礦，反應后過濾得到除鋅廢水。

在除鋅廢水中加堿調節pH值為2～10，通空氣或氧氣攪拌反應0.5h-8h后過濾，得到除鐵廢水和鐵渣。

在除鐵廢水中加堿調節pH值為10～14，反應后過濾得到除錳廢水和錳渣。

上面兩步所用堿為氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫化鈉或這些物質的水溶液。

在除錳后廢水中加酸調節pH值為6～9后排放，所用酸為硫酸或鹽酸。

如果不用機械方式對硫鐵礦進行球磨活化，也可以直接用石灰中和后加石灰調節廢水pH值≤2后過濾，后面步驟相同，或者省去該步驟，直接采用氧化沉鋅沉鐵法：加堿調節廢水pH值為2～10，通空氣或氧氣攪拌反應0.5h-8h后過濾，得到除鋅鐵廢水和鋅鐵渣。

本發明的優點為：

(1)酸性礦山廢水經機械活化硫鐵礦吸附除鋅，氧化沉淀回收鐵及中和沉淀錳后，加稀硫酸調節廢水pH值為6～9后可達標排放(GB8978-1996)。

(2)廢水經活化硫鐵礦吸附除鋅后，鋅在硫鐵礦中得到富集。

(3)除鋅廢水經氧化沉淀后，鐵在鐵渣中得到富集，鐵渣可作鐵礦或水泥添加劑回收利用。

(4)除鐵廢水經中和沉淀后，錳在錳渣中富集，可作錳礦回收利用。

具體實施方式

實施例1：

①硫鐵礦的機械活化：在滾動球磨機中機械活化硫鐵礦，球磨時加入975g硫鐵礦，自來水1950mL，35個直徑為2cm、253個直徑為1.5cm、897個直徑為1cm的鋼球7800g，將硫鐵礦機械球磨4h后過濾，得到活化硫鐵礦。

②機械活化硫鐵礦對廢水中鋅的去除：將10L酸性礦山廢水加入反應器中，其廢水pH值為1.0，廢水中鋅、鐵、錳濃度分別為150mg·L^-1、2900mg·L^-1、315mg·L^-1，啟動攪拌，加入上述活化硫鐵礦，反應30min后過濾，得到除鋅廢水和吸附鋅后硫鐵礦，除鋅后水質和硫鐵礦成分分別如表1和表2所示。

③氧化沉淀除鐵：用質量分數為20％的氫氧化鈉溶液調節除鋅廢水pH值為7，通入空氣反應2.5h后過濾，得到除鐵廢水和鐵渣，除鐵后廢水水質和烘干后鐵渣成分分別如表1和表2所示。

④中和沉淀錳：在除鐵廢水中加入氫氧化鈉溶液調節pH至11，反應30min后過濾得到除錳廢水和錳渣，除錳后廢水水質和錳渣成分分別如表1、2所示。

⑤將硫酸加入除錳廢水調節pH值為7后排放。

表1處理廢水水質ρ/(mg·L^-1)

表2鋅渣、鐵渣、錳渣成分w/％

實施例2：

①硫鐵礦的機械活化：在滾動球磨機中機械活化硫鐵礦，球磨時加入975g硫鐵礦，自來水1950mL，35個直徑為2cm、253個直徑為1.5cm、897個直徑為1cm的鋼球7800g，將硫鐵礦機械球磨5h后過濾，得到活化硫鐵礦。