[发明专利]一种矿山废水中铜离子的处理方法及处理装置

说明书

本发明涉及一种矿山废水中铜离子的处理方法，包括将天然磁黄铁矿颗粒或矿渣与硫酸反应生成硫化氢；将硫化氢通入含铜离子的酸性矿山废水中，形成硫化物沉淀，固液分离，即得到去除铜离子的滤液和硫化铜沉淀。本发明还提供一种利用所述的处理方法处理含铜废水的处理装置。本发明提供的矿山废水中铜离子的处理方法，利用磁黄铁矿或者矿渣，通过其非氧化溶解产生的硫化氢来处理含铜废水，能够节省成本高昂的硫化剂，废水中铜离子的去除率高达90％以上，不仅节省了成本，还为为磁黄铁矿的采矿和提取铁矿节省了成本，将两个工艺合二为一，整体减少了污染，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种矿山废水中铜离子的处理方法及处理装置。

背景技术

在矿石开采、选矿、矿物加工、废石排放和尾矿贮存过程中，硫化矿氧化会产生大量酸性强、pH低的含重金属离子的酸性矿山废水。酸性矿山废水直接进入环境中无法被自然降解，而且会污染地下水，使水质酸化，导致水生生物的死亡。此外还会改变周围土壤的结构，使土壤板结，破坏生态系统。尽管铜是人体必需的微量元素，但人体摄入超过一定浓度的铜会导致人体组织重金属中毒。含铜废水对环境和人体产生的巨大危害已经引起了广泛的关注。因此，如何处理酸性矿山废水铜离子成为当前环境方面的热点问题。

为了处理酸性矿山废水中铜离子，目前国内外常见的处理方法主要有物理法、化学法、微生物法。物理法主要是通过吸附、离子交换树脂、膜分离等处理手段来实现铜离子处理和回收，专利：一种处理含铜废水的方法(CN107698068A)采用多种材料分步吸附废水中的铜离子，整个工艺流程繁琐且成本大，耗能高，阻碍了这些技术的普及和推广。微生物法主要是通过微生物产生生物质去除铜离子,但生物化学法功能菌繁殖速度和反应速率慢，处理水难以回用，不适于大规模推广。化学法主要是通过中和法和沉淀法来处理含铜废水，中和法通过向酸性矿山废水中添加碱中和剂(碱石灰，消石灰等)来提高pH和沉淀金属离子，但生成的硫酸钙不易处理，易造成二次污染。沉淀法通过向酸性矿山废水中添加沉淀剂与铜离子发生反应生成铜的沉淀，专利：一种含铜废水的处理工艺(CN108483611A)使用胺基类化合物、矿物质和氯铂酸异丙醇溶液混合沉淀铜离子，虽然处理效果较好，但经济效益差。

硫化沉淀法通常使用硫化氢或者硫化钠作为硫化剂来处理重金属离子，该方法去除效率高，处理效果好。但该方法使用硫化剂价格昂贵，会提高废水的处理成本。专利CN110203890 A中提到一种利用硫化钙和硫酸来制备硫化氢气体的方法，该方法需要在高温条件下进行，成本高，操作难度大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种矿山废水中铜离子的处理方法及处理装置，用以解决矿山含铜废水的处理成本高的问题。

本发明提供一种矿山废水中铜离子的处理方法，包括以下步骤：

气体制备：将天然磁黄铁矿颗粒或矿渣与硫酸反应生成硫化氢；

废水处理：将硫化氢通入含铜离子的酸性矿山废水中，形成硫化物沉淀，固液分离，即得到去除铜离子的滤液和硫化铜沉淀。

优选的，气体制备步骤中，磁黄铁矿颗粒或矿渣粒度小于150μm。

具体的，气体制备步骤中，搅拌反应转速为80～120rpm；酸液与磁黄铁矿的液固比为10～30mL/g，酸液加入时间为20～40min。

优选的，所述酸液为1～6mol/L的H₂SO₄。

具体的，废水处理步骤中，反应条件为：pH值为1.0～4.0，反应温度为20～50℃，反应时间不低于1h。

本发明还提供一种利用所述的处理方法处理含铜废水的处理装置，包括：

气体反应器，具有酸液加入口和第一气体出口，提供酸液与磁黄铁矿颗粒反应产生气体的场所；