一种含砷尾矿的综合处理方法技术

本发明专利技术提供一种含砷尾矿的综合处理方法，属于矿山废渣处理领域，具体包括沉降、轮碾、消化、重复轮碾、养护和回填，其中沉降步骤采用多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂对含砷尾矿进行沉降处理；上述含砷尾矿、多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂的重量比例为8~11:7~8:0.6。本发明专利技术提供的含砷尾矿的综合处理方法工艺简化成熟，沉降速率高，重金属捕捉量大，减少损耗和成本，四季均可施工，试剂用量少，处理量大且连续化，所制充填料具有不增容、不大幅度收缩、抗压强度优、无砷化毒性、抗冻融耐热性能佳的优点，具有经济和环境双重效益。

A Comprehensive Treatment Method for Arsenic-bearing Tailings

The invention provides a comprehensive treatment method for arsenic-containing tailings, which belongs to the field of mine waste slag treatment, including sedimentation, wheel milling, digestion, repeated wheel milling, maintenance and backfilling, in which the sedimentation step adopts multi-functional water-soluble polymer and coagulant to settle arsenic-containing tailings; the weight of the above-mentioned arsenic-containing tailings, multi-functional water-soluble polymer and coagulant. The ratio is 8-11:7-8:0.6. The comprehensive treatment method of arsenic-containing tailings provided by the invention has the advantages of simplified and mature process, high sedimentation rate, large amount of heavy metal capture, reduced loss and cost, can be constructed in four seasons, less reagent consumption, large and continuous treatment capacity, and the prepared filling material has the advantages of non-compatibility, small shrinkage, excellent compressive strength, no arsenic toxicity, good freeze-thaw resistance and heat resistance, and has economic and environmental advantages. Dual benefits of environment.

【技术实现步骤摘要】
一种含砷尾矿的综合处理方法
本专利技术属于矿山废渣处理领域，具体涉及一种含砷尾矿的综合处理方法。
技术介绍
砷俗称为类金属，毒性极强，且具有致癌作用，被世界卫生组织列为环境污染的首位。它可通过自然作用和人为活动进入环境。在自然界中，一般有色金属矿物中都伴生着砷，砷与锡、铜、铅、镍等金属共存，以砷酸盐矿物、硫化物、硫砷化物等形式存在。随着这些有色金属优质矿的逐渐减少，一些杂质元素含量高、含砷高的矿日渐被开采出来，含砷尾矿的产量不断增加。在矿石处理阶段，受技术、运输等因素的影响，大量砷仍残留在尾矿中，形成含砷矿渣。矿业活动释放的砷已通过土壤及食物链途径威胁到人体健康，尤其是在矿业活动密集的西南地区问题更加突出。长期以来，矿山开采后的含砷尾矿大多采用囤积贮存的方法处置，不仅会对环境形成二次污染，同时也造成潜在的资源浪费，这已经构成了我国有色金属冶金企业最主要的环境污染源，对企业周围环境造成了严重的污染。随着黄金开发规模的扩大和开采历史的延长，尾矿堆积量还在逐年增加，尾矿矿物粒度很细，泥化现象严重，矿物组成复杂，含有一定量的氰化物和部分残留药剂，而含砷尾矿主要通过大气、水和固体本身这三个途径污染环境。对水环境的污染主要是通过遇水冲刷，使其中的可溶性砷酸盐溶解，随地表水不断迁移造成水污染；对大气的污染主要通过砷废渣风化过程或受潮产生的含砷气体逸散进行；砷尾矿固体污染包括废石堆放对土地的污染和砷废石堆置不妥引起的滑坡、泥石流等，造成较大范围的污染，并且植物通过吸收土壤中的养分而富集过量的砷中毒，人和禽畜通过直接接触或食物链途径摄入过量的砷而中毒。可见，尾渣中残留的氰化物及金属离子经淋溶扩散及流失，严重威胁着附近的生态环境，并且需要投入大量的资金用于尾矿堆场的修筑和维护管理，因此，对黄金矿山尾矿的减量化、无害化和资源化处理，已成为各黄金矿山资源综合利用和环境保护的重要举措。就我国目前对金矿尾矿的综合利用而言，尾矿中金、银、铜、铅等有价金属元素的回收利用，都有相关的报道和研究，而砷是金矿石中比较常见的元素，由于世界对砷的需求量较小，一般矿产中的砷经过对其他金属元素的开采，使其大量残留到尾矿矿渣中，造成矿渣中砷含量普遍偏高，而砷及其化合物是有毒重金属，若不进行处理，将对环境造成污染，严重危害到动植物和人类生存环境。而黄金尾矿是在开采、分选矿石之后排放的不被利用的固体或粉状废料，或是采用氰化提金法、碱溶法等提取黄金精矿后所排放的矿石料。黄金尾矿主要由SiO2、CaO、A12O3及一定量Fe2O3、MgO等氧化物组成。从环境保护和资源利用角度出发，对黄金尾矿加以利用变废为宝，化害为利，开拓多种黄金尾矿综台利用途径是矿山持续发展的必然选择。现有技术如CN104668266B公开了一种含砷危废渣的无害化处理方法，其中将含砷浆液中砷化物活化后，通过浮选工艺回收砷，达到废渣的无害化处理，然而黄金尾矿中砷含量虽然偏高，但砷回收采用的工艺及设备要求较高，导致尾矿处理成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种沉降速率高、重金属捕捉量大、减少损耗和成本、四季均可施工、试剂用量少、处理量大且连续化的含砷尾矿的综合处理方法，制得不增容、不大幅度收缩、抗压强度优、无砷化毒性、抗冻融耐热性能佳的充填料，具有经济和环境双重效益。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种含砷尾矿的综合处理方法，其中包括沉降、轮碾、消化、重复轮碾、养护和回填，其中沉降步骤采用多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂对含砷尾矿进行沉降处理；上述含砷尾矿、多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂的重量比例为8~11:7~8:0.6。该预处理方法能固定砷金属离子或其他无机物和有机物，并形成不溶或低溶混合物来减弱重金属的毒性，控制重金属的氧化还原电势，从而处理了危险废物中的有毒有害气体和可溶性物质，也减弱重金属的毒性。黄金尾矿中的砷主要以钙盐（Ca3(AsO4)2）、铁盐（FeAsO4、Fe4As2O11）、硫化物和可溶性砷盐的形式存在，采用多功能水溶性高分子聚合物可以使危险废物中的颗粒表面性质，特别是电位、粘度、浊度及悬浮度发生变化，因颗粒表面的动电位降低而凝聚，水溶性高分子聚合物的分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成集体而沉降，水溶性高分子聚合物分子上的极性基团颗粒对危险废物中的重金属进行吸附，以此将重金属离子固定在沉淀中，以便后续进一步固定化操作。上述混凝剂的加入提升沉降效果，且增强对水溶性重金属离子捕捉和吸附能力，并将其转化为不活泼的形态，增加沉降速率和捕捉量，对高分子化合物的絮凝沉降作用有所增益。黄金尾矿为黄金精矿开采时矿山排放的尾矿或尾矿再选后堆积在尾矿库内的黄金矿尾矿，或是采用氰化提金法、碱溶法等提取黄金精矿后所排放的矿石料。黄金尾矿中除了含有重金属离子，其余物质如SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、Fe2O3的含量也较高。通过化学活化与物理活化技术，将黄金尾矿内含的SiO2、CaO、A12O3等有效成分加工成有固化效果的硅酸盐、铝酸盐并生成含有活性成分的碳酸钙，利用其显现的胶凝性能，得到具有高强、早强特点的充填料。采用固结剂和配方中其他成分配合使用，可替代传统的水泥，同时生成的水化硅酸盐和水化铝酸盐填充物料内部孔隙和毛细孔，改善了孔结构，提高了充填料的密实性，抗折强度、抗压强度和抗冻融耐久性优良。利用重金属稳定剂的离子反应及螯合作用，将黄金尾矿中的重金属固化在重金属稳定剂晶格中，控制重金属的氧化还原电势，使存在的Cu、Ag、As等重金属具有不溶解性，生成稳定的、通常环境下不会浸出的金属化合物，不产生放射性气体，同时可消灭尾矿、危险废物中的病原体、病毒、恶臭气体及有机腐殖质。为了达到上述技术目的，一种含砷尾矿的综合处理方法具体包括以下步骤：沉降：按重量比例向含砷尾矿中加入高分子化合物和混凝剂后，送入浓缩池中，在搅拌强度为165~175r/min的条件下搅拌35~45min后，在工作压力为5~9kg/cm2的条件下压滤35~45min，滤饼水分控制为16~20%，得到浓缩矿浆；轮碾：将浓缩矿浆送入轮碾机，并加入10~18份工业废渣、0.5~2.5份F14激发剂和0.5~5份重金属稳定剂，进行碾研混合5~15min，得到混合料，混合物料在轮碾中受到轮碾的碾压力，在机械活化的同时，重金属稳定剂可以将黄金尾矿中的重金属固化在重金属稳定剂晶格中，控制重金属的氧化还原电势，使重金属具有不溶解性，并且通过机械作用使物料中原本的钙、硅、铝离子等转化为氧化离子，使其可以被激发剂进行激发，使物料压实而体积缩小，使得最终充填料体积密度大大提高，不增容，进而提高充填料的性能；消化：将混合料送入连续式消化仓内进行物料消化，消化温度为40~70℃，时间为2~4h，得到消化料，消化的作用主要是促进激发剂活化改性废渣、尾矿中含有的活性矿物成分，其次是提高成塑性，其三是消除f-CaO与f-Mgo及其他不安定因素的影响；重复轮碾：向消化料中加入5~15份固结剂、0.03~0.3份减水剂和0.04~0.2份胶结料后，送入轮碾机重复碾研混合，碾研时间为5~15min，得到充填料，其中各原料的混合物含水率控制在10~17%，固结剂的活性组分在轮碾中渗入消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含砷尾矿的综合处理方法，包括沉降，轮碾，消化，重复轮碾，养护和回填，其特征在于：沉降步骤采用多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂对含砷尾矿进行沉降处理；所述含砷尾矿、多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂的重量比例为8~11:7~8:0.6。

【技术特征摘要】
1.一种含砷尾矿的综合处理方法，包括沉降，轮碾，消化，重复轮碾，养护和回填，其特征在于：沉降步骤采用多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂对含砷尾矿进行沉降处理；所述含砷尾矿、多功能水溶性高分子聚合物和混凝剂的重量比例为8~11:7~8:0.6。2.根据权利要求1所述的一种含砷尾矿的综合处理方法，其特征在于：所述沉降步骤具体为：按重量比例向含砷尾矿中加入高分子化合物和混凝剂后，送入浓缩池中，在搅拌强度为165~175r/min的条件下搅拌35~45min后，在工作压力为5~9kg/cm2的条件下压滤35~45min，滤饼水分控制为16~20%，得到浓缩矿浆。3.根据权利要求2所述的一种含砷尾矿的综合处理方法，其特征在于：所述搅拌可以是连续性或间歇式操作，压滤所得清液可直接排放或返回工艺循环使用而不影响工艺指标。4.根据权利要求1所述的一种含砷尾矿的综合处理方法，其特征在于：所述轮碾步骤为：将浓缩矿浆送入轮碾机，并加入10~18重量份工业废渣、0.5~2.5重量份F14激发剂和0.5~5重量份重金属稳定剂，进行碾研混合5~15min，得到混合料。5.根据权利要求1所述的一种含砷尾矿的综合处理方法，其特征在于：所述消化步骤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢开裕，张慧迪，
申请(专利权)人：宁波纯恒固废科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33