礦山酸性廢水資源化與深度凈化方法技術

本發明專利技術涉及一種礦山酸性廢水資源化與深度凈化方法，包括以下步驟：(1)礦山酸性廢水通過中和劑調節pH值回收石膏；(2)再通過二段中和回收鐵；(3)進行高效硫化反應回收銅鋅；(4)銅鋅渣用酸浸出后分離銅和鋅，得到硫酸鋅溶液和富銅渣，并回收硫化劑，硫酸鋅溶液通過MVR技術干燥制備硫酸鋅，硫化劑回用于步驟(3)進行高效硫化反應；(5)深度處理后出水回用或達標排放。該方法對礦山酸性廢水中銅的回收效率可達85％以上，鋅的回收率95％以上，同時可產生高純度的石膏，相對傳統技術減少渣量可達20％以上，實現礦山酸性廢水的資源化，新技術凈化高效，成本低，具有顯著的經濟和環境效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種廢水處理工藝，具體涉及一種。適于硫化銅礦采礦和生物濕法提銅生產過程產生的酸性廢水處理。
技術介紹
在硫化銅礦采礦和生物濕法提銅生產過程中，所產生的礦山酸性廢水主要特點為PH值低、金屬離子種類多、銅、鋅、鐵和硫酸根等離子濃度較高，其pH值低于1.6、鐵離子含量高于7g/L、硫酸根濃度達到20g/L、銅鋅離子含量為90-300mg/L。若酸性礦山廢水排入農田，會使農作物發黃，土壤鹽堿化;排入水體，會危害魚類和其它水生生物，并通過食物鏈危害人體。目前業內對礦山酸性廢水的處理主要采用如下三種方法:1.以石灰中和沉淀代表的化學沉淀法?；瘜W沉淀法處理礦山酸性廢水主要是通過加入中和劑來中和酸性廢水中的酸和各種重金屬離子，最后通過固液分離將沉淀物去除，廢水達標排放。雖然化學沉淀法經過不斷發展和改進日臻成熟，但由于其處理過程存在沉淀藥劑添加量大，處理成本高，處理不徹底，產生二次污染，有價成分無法回收等不足，制約該方法的進一步推廣應用。2.膜分離法。膜分離法是以選擇性透過膜為分離介質，當膜兩側存在壓力差、濃度差、電位差、溫度差等推動力時，原料側組分選擇性地透過膜從而分離、提純。將膜分離法用于酸性廢水工藝時必須采用其他方法回收有價金屬，同時用中和法保證已提純的酸性廢水PH達標排放，或者循環使用已提純的酸性廢水。此外，由于膜分離法存在處理費用高、容易污堵、操作壓力大等不足，不適于高濃度酸性廢水處理。3.生物法等方法處理。該方法是利用硫酸鹽還原菌通過異化硫酸鹽的生物還原反應，將硫酸鹽還原為H2S或S2—，進而與廢水中金屬離子生成硫化物沉淀，回收金屬硫化物；同時提高廢水pH。利用硫酸鹽還原菌的微生物法處理酸性礦山廢水具有費用低、適用性強、無二次污染、可回收有價成分等優點，但由于純微生物法存在受生物體自身能力限制、能處理的pH范圍小、對金屬離子耐受能力差、處理效率低等不足，也不適于高濃度酸性廢水處理，因此未能推廣應用。隨著全球礦產資源量的日益減少，以及國家環保政策的日益嚴格，尋求一種處理成本低、適用性強、對環境友好并能回收廢水中有價成分的礦山酸性廢水處理工藝就顯得尤為迫切。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種含銅鋅鐵高濃度礦山酸性廢水的處理工藝，它既能回收廢水中有價成分和使處理水對環境友好，又能降低處理成本和提升適用性。本專利技術的目的是通過以下方式實現的?！N，包括以下步驟: I)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.2-2.6后固液分離得到石膏；2)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.8-3.2后去除鐵離子，并回收鐵渣；3)將去除鐵之后的溶液加入硫化劑進行高效硫化得到銅鋅渣；4)銅鋅渣用酸浸出后分離得到富銅渣和硫酸鋅溶液，并回收硫化劑；5)將最后出水進行深度處理。步驟I)和2)中的中和劑為碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、氧化鈣、氧化鎂。步驟3)中硫化劑與銅鋅的摩爾計量比為0.9?1.3:1，反應時間為10?30min，反應溫度為25?55°C;步驟3)中的硫化劑為硫化鈉、硫氫化鈉、硫化氫、硫化亞鐵中的一種或幾種。硫化氫通過上述硫化劑與硫酸或鹽酸反應得到，或由硫磺與甲醇、天然氣、氫氣中的一種或幾種化合得到。步驟4)得到的硫化銅鋅渣采用濕法硫酸浸出，回收硫化劑于步驟3)的反應過程，同時得到富銅渣和硫酸鋅溶液。步驟4)中所產生的硫酸鋅溶液采用MVR技術或多效蒸發的工藝得到硫酸鋅產品。本專利技術所述的礦山酸性廢水是在硫化銅礦采礦和生物濕法提銅生產過程中產生，其PH值低于1.6、鐵離子含量高于78/1、硫酸根濃度達到208/1、銅鋅離子含量為90-3001^/L0本專利技術的主要有益效果:1.銅的回收效率可達85 %以上，鋅的回收率95 %以上，同時可有效回收酸性廢水中的石膏，減少渣量可達20%以上。2.高效硫化反應時間短，且充分高效，設施簡單，節約場地建筑面積，本專利技術的明顯效果在于通過生成的硫化渣的再浸出，實現了低濃度硫酸鋅的高效富集和硫化劑的循環利用，有利于硫酸鋅的回收，硫化劑的循環利用可以節約運行成本20%以上。3.富鐵渣通過富集過程實現了渣中鐵含量的提升，有利于后續進行資源化處理，減少在堆場存放時的環境風險。以下結合附圖對本專利技術作進一步地詳細描述?！靖綀D說明】圖1是根據本專利技術提出的一種含銅鐵高濃度礦山酸性廢水處理工藝流程圖?！揪唧w實施方式】為了使專利技術所解決的技術問題、技術方案更加清楚明白，結合【附圖說明】與實施例對本專利技術進行進一步的詳細說明。此處所描述的【具體實施方式】用以解釋本專利技術，但是并不用于限定本專利技術。實施例1樣品取自某金銅礦冶煉公司萃余液廢水，酸度為0.33mol/L，銅離子含量為85mg/L，鋅尚子含量為204mg/L，總鐵尚子含量為8.6g/L。按以下步驟處理:I)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.2后固液分離得到石膏；2)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調至Ij3.2后去除鐵離子，并回收鐵渣；3)將去除鐵之后的溶液加入硫化劑進行高效硫化得到銅鋅渣；4)銅鋅渣用酸浸出后分離得到富銅渣和硫酸鋅溶液，并回收硫化劑；5)將最后出水進行深度處理。步驟I)和2)的中和劑為碳酸鈣。步驟3)中硫化劑硫化鈉與銅鋅的摩爾計量比為1:1，反應時間為lOmin，反應溫度為 30°C ；步驟4)得到的硫化銅鋅渣采用濕法硫酸浸出，回收硫化劑于步驟3)的反應過程，同時得到富銅渣和硫酸鋅溶液。步驟4)中所產生的硫酸鋅溶液采用MVR技術得到硫酸鋅產品。經過處理之后，銅回收率85.15%，鋅回收率95.73%，出水中銅、鉛、鋅、鎘、砷、汞、COD等指標優于《銅、鈷、鎳工業污染物排放標準》(GB25467-2010)中排放標準，部分指標優于《生活飲用水水源水質標準》(CJ3020-93)。 實施例2樣品取自某金銅礦冶煉公司萃余液廢水B/D，酸度為0.41mol/L，銅離子含量為584mg/L，鋅離子含量為216mg/L，總鐵離子含量為8.3g/L。按以下步驟處理:I)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.4后固液分離得到石膏；2)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調至Ij3.0后去除鐵離子，并回收鐵渣；3)將去除鐵之后的溶液加入硫化劑進行高效硫化得到銅鋅渣；4)銅鋅渣用酸浸出后分離得到富銅渣和硫酸鋅溶液，并回收硫化劑；5)將最后出水進行深度處理。步驟I)和2)中的中和劑為碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、氧化鈣、氧化鎂。步驟3)中硫化劑硫化氫與銅鋅的摩爾計量比為1.2:1，反應時間為30min，反應溫度為45°C;步驟4)得到的硫化銅鋅渣采用濕法硫酸浸出，回收硫化劑于步驟3)的反應過程，同時得到富銅渣和硫酸鋅溶液。步驟4)中所產生的硫酸鋅溶液采用多效蒸發的工藝得到硫酸鋅產品。經過處理之后，銅回收率86.34%，鋅回收率97.18%，出水中銅、鉛、鋅、鎘、砷、汞、COD等指標優于《銅、鈷、鎳工業污染物排放標準》(GB25467-2010)中排放標準，部分指標優于《生活飲用水水源水質標準》(CJ3020-93)?！局鳈囗棥?.一種，其特征在于，包括以下步驟: 1)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.2-2.6后固液分離得到石膏； 2)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.8-3.2后去除鐵離子，并回收鐵渣； 3)將去除鐵之后的溶液加入硫化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種礦山酸性廢水資源化與深度凈化方法，其特征在于，包括以下步驟：1)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.2?2.6后固液分離得到石膏；2)使用中和劑將礦山酸性廢水pH值調到2.8?3.2后去除鐵離子，并回收鐵渣；3)將去除鐵之后的溶液加入硫化劑進行高效硫化得到銅鋅渣；4)銅鋅渣用酸浸出后分離得到富銅渣和硫酸鋅溶液，并回收硫化劑；5)將最后出水進行深度處理。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴立元，蔣國民，王慶偉，李青竹，楊志輝，高偉榮，
申請(專利權)人：中南大學，長沙賽恩斯環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43