提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法通过超声波振荡产生的空化作用，把石灰中和矿山酸性废水过程中在石灰颗粒表面形成包裹的钙离子盐和金属氢氧化物沉淀物打散剥落使石灰颗粒裸露并与废水接触致使中和反应彻底；操作步骤是先将石灰配制成含量20%-50%的石灰乳，再在机械搅拌与超声波振荡条件下往矿山酸性废水中加入石灰乳至pH6.5-7.5，最后采用混凝沉降、浓密沉降、真空过滤、常压过滤和加压过滤方法中的一种或几种方法的联合进行固液分离。采用本发明专利技术技术可以降低矿山酸性废水处理成本，减轻或基本消除设备与输送管路的结垢与腐蚀，实现对金属矿山的环境治理与保护。

Method for improving utilization rate of acid waste water in lime neutralization mine

The cavitation effect of the invention discloses a method for improving lime neutralization of acid mine wastewater produced by the ultrasonic oscillation utilization method, the process of lime neutralization of acid mine wastewater in the lime particles formed on the surface of coated calcium salt and metal hydroxide precipitate. The spalling of lime particles exposed and contacted with waste water resulting in the neutralization reaction steps are complete; the preparation of 20%-50% lime content in lime milk, then mechanical stirring and ultrasonic vibration under the condition of adding lime to pH6.5-7.5 acid mine wastewater, the combined solid-liquid separation by one or several methods of coagulation, sedimentation, filtration, dense vacuum filtration and atmospheric pressure filtration method in the. By adopting the technology of the invention, the treatment cost of acid waste water can be reduced, the scaling and corrosion of the equipment and the conveying pipeline can be reduced or eliminated, and the environmental protection and the protection of the metal mine can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿山废水处理技术，具体涉及利用石灰中和矿山酸性废水时提高石灰利用率的方法。
技术介绍
金属矿山采、选、冶过程中，常产生含重金属、砷等有害成分的酸性废水如硐坑水等，尤其是金属湿法冶金过程，往往产生大量含高浓度金属离子的酸性废水。如铜的生物浸出-萃取-电积提铜过程，产生大量含硫酸、铜、铁、铝、砷等物质的酸性浸出液，浸出液经提取其中的铜后循环使用，但随着溶液中铁、酸的累积，将严重影响萃取电积提铜工艺，因此每天要对大量萃取余液开路外排并进行处理，目前普遍采用石灰中和法处理此类废水，其主要优点在于工艺简单、吨水处理成本低廉，但其缺点也是显而易见的：中和过程中产生的硫酸钙、砷酸钙、金属氢氧化物等沉淀物易于包裹石灰颗粒，阻断中和反应，从而使石灰得不到充分利用，另外，处理好的含渣废水在后续转移、固液分离等过程中，由于包裹的石灰缓慢地溶出，导致溶液pH与钙离子升高，使出水pH难以控制，设备与输送管路容易结垢、堵塞，同时，石灰中和处理酸性废水虽然单位成本较为低廉，但矿山酸性废水往往水量大，总体成本并不低廉。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高石灰中和矿山酸性废水石灰利用率的方法，以降低矿山酸性废水处理成本，减轻或基本消除设备与输送管路的结垢与腐蚀，实现对金属矿山的环境治理与保护。为实现以上目的，本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法通过超声波振荡产生的空化作用，把石灰中和矿山酸性废水过程中在石灰颗粒表面形成包裹的钙离子盐和金属氢氧化物沉淀物打散剥落，让石灰颗粒裸露并与废水相接触，使中和反应彻底；具体操作步骤如下：（1）石灰用水配制成含量20%-50%（质量浓度）的石灰乳；（2）在机械搅拌与超声波振荡条件下，在矿山酸性废水中加入石灰乳至pH6.5-7.5；（3）采用混凝沉降、浓密沉降、真空过滤、常压过滤和加压过滤方法中的一种或几种方法的联合进行固液分离。所述矿山酸性废水为硫酸、氢氟酸或磷酸酸性废水，废水中游离酸与金属离子产生的总酸度（总耗碱量）≥15g/L（以硫酸计）。所述的超声波频率≥20kHz，超声波发生元件可一个或多个，其功率密度0.2-20w/cm2，作用方式包括但不限于反应槽内部或外部，反应物料在超声波区域水力停留时间≥15min。所述反应物料在超声波区域水力更佳的停留时间为15-30min。所述的超声波频率的优选范围是20-30kHz。废水中游离酸与金属离子产生的总酸度（总耗碱量）的优选范围是15-50g/L（以硫酸计）。本专利技术通过利用超声波的压缩、拉升交互高频变换作用，在液体中空化形成小真空泡，并生长、破裂，释放出强大的冲击能量，破碎、打散石灰中和硫酸或氢氟酸或磷酸等酸性含多种金属离子废水过程中包裹于石灰表面的硫酸钙（或氟化钙、或磷酸钙）、砷酸钙、金属氢氧化物等沉积物，使石灰颗粒裸露于废水中得以充分反应，从而提高石灰利用率。针对于游离酸与金属离子产生的总酸度（总耗碱量）不小于15g/L（以硫酸计）的废水，石灰利用率不小于85%。附图说明图1是本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法工艺流程示意图。附图标记：1-石灰，2-水，3-含硫酸（或氢氟酸、或磷酸）与金属离子废水，4-渣，5-处理后水。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法作进一步详细说明。以下两个实施例采用的工艺流程如图1所示。实例一：某铜矿湿法炼铜厂，采用“细菌浸出（堆浸）—萃取反萃取—电积”工艺生产阴极铜，其萃取余液返回浸出，但随着硫酸、铁、铝、砷等的累积，严重影响生产工艺，必须开路外排，其水质为：Fe7.72g/L、Al1.09g/L、SO42-35.23g/L、Zn0.15g/L、Cu0.1g/L、总耗碱量（以H2SO4计）33.45g/L。该废水的常规处理步骤与效果：取废水50L，在机械搅拌条件下，用质量浓度25%的石灰乳中和至pH7，反应时间18min，消耗有效氧化钙含量为66.5%（质量浓度）的石灰1.91kg，从废水总耗碱量可计算得出石灰利用率为75.2%。本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法操作步骤与效果：取废水50L，在相同的机械搅拌强度下，增加超声波振荡，用质量浓度25%的石灰乳中和至pH7，超声波频率23±2KHz，功率密度0.3w/cm2，反应时间18min，消耗有效氧化钙含量为66.5%（质量浓度）的石灰1.64kg，从废水总耗碱量可计算得出石灰利用率为87.6%。本专利技术在超声波振荡条件下提高石灰利用率12.4%，如表1所示。表1不同搅拌方式石灰中和效果一搅拌方式石灰（有效氧化钙66.5%）用量（Kg）石灰利用率（%）机械搅拌1.9175.2机械搅拌+超声波振荡1.6487.6实例二：某矿山采用焙烧选铜尾矿生产硫酸，烧渣酸浸提取铜、钴等金属并生产铁精粉。生产过程产生的污酸、沉钴液等废水合并采用石灰中和法处理，该废水的水质为：Fe1.25g/L、As13.35mg/L、SO42-26.67g/L、Zn298.3mg/L、Cu13.83mg/L、F173.3mg/L、总耗碱量（以H2SO4计）31.03g/L。该废水的常规处理步骤与效果：取废水50L，在机械搅拌条件下，用质量浓度25%的石灰乳中和至pH7，反应时间15min，消耗有效氧化钙含量为66.5%（质量浓度）的石灰1.79kg，从废水总耗碱量可计算得出石灰利用率为74.5%。采用本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法操作步骤与效果：取废水50L，在相同的机械搅拌强度下，增加超声波振荡，用质量浓度25%的石灰乳中和至pH7，超声波频率23±2KHz，功率密度0.5w/cm2，反应时间15min，消耗有效氧化钙含量为66.5%（质量浓度）的石灰1.51kg，从废水总耗碱量可计算得出石灰利用率为88.3%。本专利技术在超声波振荡条件下提高石灰利用率13.8%，如表2所示。表2不同搅拌方式石灰中和效果二搅拌方式石灰（有效氧化钙66.5%）用量（Kg）石灰利用率（%）机械搅拌1.7974.5机械搅拌+超声波振荡1.5188.3以上两个实施例针对含硫酸与多种金属离子的酸性废水，采用本专利技术提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法，利用超声波的空化作用，在废水中快速形成大量气泡并迅速内爆，产生冲击波将中和反应过程形成并包裹在石灰表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法，其特征是：通过超声波振荡产生的空化作用，把石灰中和矿山酸性废水过程中在石灰颗粒表面形成包裹的钙离子盐和金属氢氧化物沉淀物打散剥落，让石灰颗粒裸露并与废水相接触，使中和反应彻底；具体操作步骤如下：（1）石灰用水配制成含量20%‑50%（质量浓度）的石灰乳；（2）在机械搅拌与超声波振荡条件下，在矿山酸性废水中加入石灰乳至pH6.5‑7.5；（3）采用混凝沉降、浓密沉降、真空过滤、常压过滤和加压过滤方法中的一种或几种方法的联合进行固液分离。

【技术特征摘要】
1.一种提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法，其特征是：通过超声波振荡产生的
空化作用，把石灰中和矿山酸性废水过程中在石灰颗粒表面形成包裹的钙离子盐和金属氢
氧化物沉淀物打散剥落，让石灰颗粒裸露并与废水相接触，使中和反应彻底；具体操作步骤
如下：
（1）石灰用水配制成含量20%-50%（质量浓度）的石灰乳；
（2）在机械搅拌与超声波振荡条件下，在矿山酸性废水中加入石灰乳至pH6.5-7.5；
（3）采用混凝沉降、浓密沉降、真空过滤、常压过滤和加压过滤方法中的一种或几种方
法的联合进行固液分离。
2.根据权利要求1所述提高石灰中和矿山酸性废水利用率的方法，其特征是：所述操作
第二步中超声波的频率≥20kHz，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小山，廖斌，方荣茂，朱秋华，
申请(专利权)人：紫金矿业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35