[发明专利]一种多金属矿选矿废水高效絮凝沉淀净化方法

说明书

技术领域

本发明属工业废水处理领域，涉及一种利用适宜絮凝剂和助凝剂两级絮凝沉淀处理重金属低浓度、高浊度多金属矿选矿废水，处理后稳定达标排放或达到回用标准的方法。

背景技术

选矿过程中废水主要来源于洗矿、破碎和选别三个工段。矿石的选别过程主要有重选、浮选和磁选等。据统计，处理1t矿石采用浮选法需耗水4~7m³，采用重选法需耗水20~26m³，采用浮选-磁选法需耗水23~27m³，采用重选-浮选法需耗水20~30m³。除去循环使用的水量，绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆的形式从选矿厂流出。选矿废水中重金属离子、固体悬浮物浓度和化学需氧量等指标超过国家《污水综合排放标准(GB8978-1996)》，直接外排严重影响周围水体水质质量；未经净化处理直接回用将严重影响生产的稳定性和浮选选矿过程的技术指标。目前，选矿废水处理方法常用的有自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等。混凝沉淀法(石灰-亚铁法)工艺具有流程简单、管理方便、运行可靠、费用低、原材料(生石灰)易得等特点，在国内使用较多。国内外针对硫铁矿废水和铅、锌、铜、锑等选矿废水的处理技术比较成熟且废水处理后有较高的回用率，但国内只有凡口铅锌矿、南京铅锌银矿、厂坝铅锌矿、寿王坟铜矿等部分选矿企业的废水回用率较高。针对多金属矿选矿废水，如同时拥有钨、钼、铋以及黄铁矿、萤石等多种有价矿物的选矿企业，选矿工艺复杂，浮选药剂多样，选矿废水排放量大，各工序废水混合后成分复杂，采用石灰中和法等技术处理过程中存在絮凝沉降效果差、泥水分离困难，处理后废水中重金属离子、固体悬浮物浓度和化学需氧量很难稳定达标，返回选矿工艺则直接影响浮选效率和精矿品位等问题，导致处理后废水回用率普遍偏低甚至极少回用。因此，针对来源和成分复杂、多重金属低浓度、高浊度的多金属矿选矿废水，通过碱性材料进行多金属矿选矿废水酸度调节，采用高效絮凝剂和助凝剂两级絮凝沉淀实现多金属矿选矿废水稳定达标排放，通过深度净化实现回用，消除对多金属矿选矿企业周边环境造成的潜在污染具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对多金属矿选矿废水处理过程中存在的问题，提出了一种适宜多金属矿选矿废水的高效处理方案。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种多金属矿选矿废水高效絮凝沉淀净化方法，包括以下步骤：

1)在多金属矿选矿废水中投加碱性材料中和并调整废水pH值，所述的碱性材料为熟石灰、石灰乳、电石渣、废氨水或氢氧化钠溶液中的一种或几种，投加碱性材料后多金属矿选矿废水pH调整到8.0以下；

2)在经碱性材料中和后的多金属矿选矿废水中投加絮凝剂进行高效絮凝，所述的絮凝剂为聚硅酸铝、聚氯化铝、聚合氯化铝铁、聚硅酸硫酸铝铁中的一种或几种；絮凝剂以液体形式进行投加，加入量以絮凝剂中铝在废水中浓度计达到20-100mg/L，投加絮凝剂时，废水的搅拌速度控制在100-300r/min之间；

其中，使用单一的聚硅酸硫酸铝铁作为絮凝剂时，配比控制在SiO₂质量百分比=1%~4%、物质的量之比n(Fe+Al)/n(Si)=1~5、物质的量之比n(Al)/n(Fe)=0.5~2范围内；

3)在投加絮凝剂后的多金属矿选矿废水中再投加助凝剂进行快速沉淀，所述的助凝剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、壳聚糖中的一种或几种；助凝剂以液体形式在沉淀池入水口处进行间歇投加，加入量在废水中浓度达到1.25-5.0mg/L；

4)经絮凝沉淀净化后的多金属矿选矿废水通过阻隔墙深度分离实现稳定达标排放，或达到回用标准实现重复利用；所述的阻隔墙材料为石块、粗砂、活性炭、膨润土、尾砂中的一种或几种的组合，控制阻隔墙的滤过速率在8-50m/h范围内。

所述的选矿废水中包括As、Be、Cd、Cu、Pb、Zn等重金属中的至少两种。

本发明的优点如下：

(1)本发明首次将高效絮凝剂和助凝剂两级处理应用到多金属矿选矿废水处理过程中，解决了现有以石灰中和工艺为主处理多金属矿选矿废水中存在的絮凝沉降效果差、泥水分离困难、难稳定达标排放、返回选矿工艺困难等问题。

(2)本发明的两级絮凝沉淀工艺所用的石灰等碱性材料仅为调节多金属矿选矿废水pH值；所筛选或复配的絮凝剂和助凝剂投加量远少于现有的石灰中和工艺石灰投加量，大大降低了沉淀渣的产生量。