[發明專利]酸性礦山廢水處理及廢水中鐵、鋁、銅、鋅的資源化回收系統

有效

• 申請號: 201110231732.8
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102311189A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 馬前
• 申請（專利權）人: 馬前;馬思睿
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01D5/00;C22B7/00;C02F101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于廢水治理領域，特別是涉及一種酸性礦山廢水處理及廢水中鐵、鋁、銅、鋅的資源化回收系統。

背景技術

金屬礦山酸性廢水(acid?mine?drainage，AMD)是硫化礦和磁黃鐵礦在空氣、水和微生物作用下，發生溶浸、氧化、水解等一系列物理化學反應，形成含大量重金屬離子和硫酸根陰離子的黃棕色酸性廢水。在許多國家酸性礦山廢水普遍對環境造成了嚴重影響。酸性礦山廢水排出后會腐蝕管道、水泵、鋼軌等礦井設備和混凝土結構；使水體酸化，消耗水中的溶解氧，造成河流、湖泊等水體的污染；還會造成農田土壤的污染而導致植被枯萎、死亡，農作物減產，生物絕跡，特別是對魚類、藻類構成極大威脅，更嚴重的是重金屬還會通過食物鏈的富集直接危害人類的健康。

為此，世界各國為治理酸性礦山廢水，對酸性礦山廢水的成因及治理方法進行了大量的研究。提出了各種處理酸性礦山廢水的方法，如濕地法，但此法占地面積大，受環境的影響也大，處理不徹底，逸出的硫化氫對環境有污染；另外如電化學、鐵氧體法、離子浮選法、離子樹脂交換法、膜法等，這些方法技術上都是可行的，但是成本很高，目前的研究主要還是在實驗室或者是小規模廢水處理。

傳統上處理酸性礦山廢水最常用的方法是中和法：通過化學方法中和酸性物質，使金屬離子形成硫化物、氫氧化物和碳酸鹽沉淀而去除。但這種方法處理后的渣量大，含水率高，易造成二次污染，廢水中的重金屬離子只是轉移到廢渣中而并沒有被除去，它們在自然界也無法被生物降解，進入環境后就在環境中積累從而造成長期污染。例如中國專利：礦山含硫礦物、As、Pb、Cd廢水的處理工藝(申請號：201010136085.8)，公開了一種通過中和、混凝，控制pH在8.6-9.5之間，沉淀去除重金屬，使出水達到《農田灌溉水質標準》的方法，但是該工藝對廢水中重金屬離子沒有進行有效的分離回收，易產生二次污染；又如中國專利：酸性礦山廢水中鋅鐵錳分離及回收的方法(申請號：200910044501.9)，公開了一種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、錳得到分離與回收的方法，但該方法使用硫鐵礦吸附除鋅，硫化物沉淀物顆粒小，易產生膠體，給分離帶來困難，硫化劑在水中殘留，過量的硫與某些重金屬離子會生成溶于水的絡合離子而降低處理效果，與HCl、H₂SO₄等酸接觸，會產生有害硫化氫氣體，造成空氣污染，對人體產生危害。

發明內容：

針對目前我國金屬礦山酸性廢水處理存在的弊端，基于金屬離子在不同pH值下沉淀的差異性，結合銅與鋅與含硫有機螯合劑反應的溶度積(k_sp)不同，采用分段沉淀法，開發了一種既能消除酸性礦山廢水污染，又可回收廢水中的主要金屬的工藝系統，消除了廢渣二次污染的隱患，并且對處理后水中存在的硫酸鹽進行了回收利用，處理后的水可以進入選礦生產水池回用。

為實現本發明目的，本發明礦山酸性廢水的處理及廢水中鐵、鋁、銅、鋅的資源化回收系統采用下述技術方案：

本發明系統由除鐵系統、除鋁系統、除銅系統、除鋅系統、1#沉淀池、2#沉淀池順次連接而成，其中除鐵系統的進水口作為引入所處理礦山酸性廢水的進水口，所述2#沉淀池的出水口作為處理后的清水的排出口，進入選礦生產水池回用；

所述除鐵系統由除鐵池、固液分離機、鐵渣回收池組成，首先向除鐵池中加入質量分數為30％的氫氧化鈉溶液調節pH至3.2～4，混合攪拌，再加入T-301高分子絮凝劑，快速攪拌1～3min，(速度為60～80r/min)，慢速攪拌1～5min，(速度為40～50r/min)，靜置30min。除鐵池中沉淀采用離心機實現固液分離，得到鐵渣，廢水中鐵實現分離與回收；除鐵池出水以及分離池出水均溢流至除鋁系統；

所述除鋁系統由除鋁池、濃縮機、鋁渣回收池組成，向除鋁池中加入質量分數為30％氫氧化鈉溶液，pH調至5～5.5，充分混合攪拌，加入T-302高分子絮凝劑，快速攪拌1～3min，(速度為60～80r/min)，慢速攪拌1～5min，(速度為40～50r/min)，靜置30min。除鋁池出水以及濃縮池出水均排入除銅系統，其中沉淀利用抽濾裝置進行抽濾，實現鋁渣的回收；