一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法，通过中和控制溶液酸度实现酸性废水中硫酸根的回收并生产硫酸钙晶须，实现产品高值化；将中和过程中生成的氢氧化铁与石膏通过物理方式进行高效分离，获得氢氧化铁渣和石膏产品，实现了中和渣的减量化并实现高值化利用；采用阶梯沉淀方法选择性的分离回收铜、锌、铝产品，铜、锌、铝的回收率分别为≥90％、≥95％、≥85％，实现了有价金属的资源化利用，避免了传统中和工艺的资源浪费和中和渣堆存中二次污染环境问题。

【技术实现步骤摘要】
一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法
本专利技术涉及降低污染、提高废水资源综合利用
，具体涉及一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法。
技术介绍
低品位有色金属矿山通常采用硫酸/生物浸出-萃取-电积提取矿石中的有价金属，浸出和萃取工段有大量铜、铁、铝、锌、钴、镍等金属离子进入到酸性废水中，酸性废水中硫酸含量高达5-15g/L、铁含量高达7-15g/L，与之相比，有价金属元素铜、锌、钴、镍等含量低，仅为100-500mg/L。此类矿山酸性废水具有酸度高、重金属种类多、性质复杂含等特点，对环境危害大，需要进行处理才能进一步利用或排放。目前，有色金属矿山含铜酸性废水处理的常见方法有铁粉置换法、膜处理技术、溶剂萃取法、离子交换法、化学沉淀法、氧化还原法等。铁粉置换技术可以对萃余液中的铜进行高效回收，但存在铁粉钝化和利用率低等问题，产生的含铁废水还需通过碱中和工艺进行处理，未能实现渣的减量化和资源化的利用。膜处理技术可用于低浓度的酸性废水处理，但存在进水指标要求高、浓缩后的水存在进一步处理的问题。树脂选择吸附法适合处理低浓度的含铜酸性废水。溶剂萃取法处理后废水往往不能达到排放标准，需要深度处理。传统工艺中，石灰石+石灰中和处理因其成本低而被广泛应用，但该工艺因中和过程中未对重金属离子进行回收利用不仅造成经济损失，而且中和渣中含水量大且含大量重金属，在矿山中直接堆存造成二次污染，大量的中和渣采用专用库进行堆存，在增加生产成本的同时造成宝贵土地资源的浪费。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法，具体包括以下步骤：S1、降酸制备硫酸钙晶须：酸性废水中加入碳酸钙进行降酸，浓密后产生含铜、铁、锌、铝的多金属酸性溶液A和石膏浆料；将石膏浆料泵入反应釜内进行转晶反应，按照石膏浆料和水的质量比为1：7-35向反应釜中加水，并加入转晶剂，在反应温度90-140℃、搅拌速度为150-180rpm的工艺条件下反应60-180min，然后进行闪蒸、分离，干燥后获得硫酸钙晶须产品；所述转晶剂的加入量为石膏浆料质量的0.02wt％-5wt％；S2、中和沉铁并联产石膏：在步骤S1得到的多金属酸性溶液A中加入中和剂进行中和，中和反应完成后加入分离剂，终点pH控制在3.0-3.6；经过沉降、浓密，固液分离产生氢氧化铁沉淀物、石膏和含铜、锌、铝的多金属酸性溶液B，所述分离剂的加入量为多金属酸性溶液A质量的0.02wt％-0.8wt％；S3、对步骤S2得到的多金属酸性溶液B进行阶梯回收铜、锌：向多金属酸性溶液B中加入与铜离子质量比为0.8-1.2:1的硫化钠进行硫化沉铜，固液分离后得到硫化铜渣以及含锌和铝的酸性溶液；往含锌和铝的酸性溶液中加入与锌离子质量比为0.9:1-1.4:1的硫化钠进行硫化沉锌，固液分离后得到硫化锌渣和含铝酸性溶液，终点pH控制在3.7-4.0；S4、沉淀回收铝：往步骤S3得到的含铝酸性溶液中加入沉淀剂进行铝的回收，pH调节至7.0-8.5，固液分离后得到高铝渣和滤液。进一步地，步骤S1中，转晶剂包括硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸镁、氯化镁、柠檬酸钠中的一种或多种。进一步地，步骤S2中，中和剂包括碳酸钙、氧化钙、碳酸钠、碳酸镁和氧化镁中的一种或几种。进一步地，步骤S2中，所述分离剂包括柠檬酸钠、十二胺、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或多种。进一步地，步骤S4中，沉淀剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水的一种或多种。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术方法通过中和控制溶液酸度实现酸性废水中硫酸根的回收并生产硫酸钙晶须，实现产品高值化。(2)本专利技术方法将中和过程中生成的氢氧化铁与石膏通过物理方式进行高效分离，获得氢氧化铁渣和石膏产品，实现了中和渣的减量化并实现高值化利用。(3)本专利技术方法采用阶梯沉淀方法选择性的分离回收铜、锌、铝产品，铜、锌、铝的回收率分别为≥90％、≥95％、≥85％，实现了有价金属的资源化利用，避免了传统中和工艺的资源浪费和中和渣堆存中二次污染环境问题。(4)本专利技术方法工艺简单、可生产多种产品、处理成本低，能够满足工业化生产需要。与传统中和工艺相比，本专利技术通过精准中和与阶梯选择性沉淀回收等方法实现酸性废水中有价元素的分离与回收，总减渣量≥90％。为有色金属矿山酸性废水资源化利用提供了一种新的处理方案，应用前景广阔。附图说明图1为本专利技术实施例1的方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。实施例1本实施例提供一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法，如图1所示，具体包括以下步骤：S1、降酸制备硫酸钙晶须：酸性废水中加入碳酸钙进行降酸，浓密后产生含铜、铁、锌、铝的多金属酸性溶液A(滤液)和石膏浆料(滤渣)；碳酸钙加入量为酸中和理论用量的0.8-1.2倍；将石膏浆料泵入反应釜内进行转晶反应，按照石膏浆料和水的质量比为1：7-35的比例向反应釜中加入水，并加入转晶剂，在反应温度90-140℃、搅拌速度为150-180rpm的工艺条件下反应60-180min，然后进行闪蒸、分离，干燥后获得硫酸钙晶须产品；转晶剂的加入量为石膏料浆的总质量的0.02wt％-5wt％。转晶剂包括硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸镁、氯化镁、柠檬酸钠中的一种或多种。S2、中和沉铁、联产石膏：在步骤S1得到的多金属酸性溶液A中加入中和剂进行中和，中和反应完成后加入分离剂，终点pH控制在3.0-3.6；经过沉降、浓密，固液分离得到氢氧化铁沉淀物、石膏和含铜、锌、铝的多金属酸性溶液B(滤液)；得到的氢氧化铁产品可用作颜料，石膏产品可用作建筑材料中的水泥缓凝剂；中和剂包括碳酸钙、氧化钙、碳酸钠、碳酸镁和氧化镁中的一种或几种，加入量为中和理论用量的0.6-0.9倍；所述分离剂包括柠檬酸钠、十二胺、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或多种，加入量为多金属酸性溶液A质量的0.02wt％-0.8wt％。S3、对步骤S2得到的多金属酸性溶液B进行阶梯回收铜、锌：向多金属酸性溶液B中加入与铜离子质量比为0.8-1.2:1的硫化钠进行硫化沉铜，固液分离后得到硫化铜渣以及含锌和铝的酸性溶液；往含锌和铝的酸性溶液中加入与锌离子质量比为0.9:1-1.4:1的硫化钠进行硫化沉锌，固液分离后得到硫化锌渣和含铝酸性溶液；终点pH控制在3.7-4.0；S4、沉淀回收铝：往步骤S3得到的含铝酸性溶液中加入沉淀剂进行铝的回收，沉淀剂用量为含铝酸性溶液质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nS1、降酸制备硫酸钙晶须：/n酸性废水中加入碳酸钙进行降酸，浓密后产生含铜、铁、锌、铝的多金属酸性溶液A和石膏浆料；将石膏浆料泵入反应釜内进行转晶反应，按照石膏浆料和水的质量比为1：7-35向反应釜中加水，并加入转晶剂，在反应温度90-140℃、搅拌速度为150-180rpm的工艺条件下反应60-180min，然后进行闪蒸、分离，干燥后获得硫酸钙晶须产品；所述转晶剂的加入量为石膏浆料质量的0.02wt％-5wt％；/nS2、中和沉铁并联产石膏：/n在步骤S1得到的多金属酸性溶液A中加入中和剂进行中和，中和反应完成后加入分离剂，终点pH控制在3.0-3.6；经过沉降、浓密，固液分离产生氢氧化铁沉淀物、石膏和含铜、锌、铝的多金属酸性溶液B，所述分离剂的加入量为多金属酸性溶液A质量的0.02wt％-0.8wt％；/nS3、对步骤S2得到的多金属酸性溶液B进行阶梯回收铜、锌：/n向多金属酸性溶液B中加入与铜离子质量比为0.8-1.2:1的硫化钠进行硫化沉铜，固液分离后得到硫化铜渣以及含锌和铝的酸性溶液；往含锌和铝的酸性溶液中加入与锌离子质量比为0.9:1-1.4:1的硫化钠进行硫化沉锌，固液分离后得到硫化锌渣和含铝酸性溶液，终点pH控制在3.7-4.0；/nS4、沉淀回收铝：往步骤S3得到的含铝酸性溶液中加入沉淀剂进行铝的回收，pH调节至7.0-8.5，固液分离后得到高铝渣和滤液。/n...

【技术特征摘要】
1.一种有色金属矿山多金属酸性废水综合利用的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、降酸制备硫酸钙晶须：
酸性废水中加入碳酸钙进行降酸，浓密后产生含铜、铁、锌、铝的多金属酸性溶液A和石膏浆料；将石膏浆料泵入反应釜内进行转晶反应，按照石膏浆料和水的质量比为1：7-35向反应釜中加水，并加入转晶剂，在反应温度90-140℃、搅拌速度为150-180rpm的工艺条件下反应60-180min，然后进行闪蒸、分离，干燥后获得硫酸钙晶须产品；所述转晶剂的加入量为石膏浆料质量的0.02wt％-5wt％；
S2、中和沉铁并联产石膏：
在步骤S1得到的多金属酸性溶液A中加入中和剂进行中和，中和反应完成后加入分离剂，终点pH控制在3.0-3.6；经过沉降、浓密，固液分离产生氢氧化铁沉淀物、石膏和含铜、锌、铝的多金属酸性溶液B，所述分离剂的加入量为多金属酸性溶液A质量的0.02wt％-0.8wt％；
S3、对步骤S2得到的多金属酸性溶液B进行阶梯回收铜、锌：
向多金属酸性溶液B中加入与铜离子质量比为0.8-1.2:1的硫化钠进行硫化沉铜，固液分离后得到硫化铜渣以及含锌和铝的酸性溶液；往含锌和铝的酸性溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍赠玲，邹来昌，季常青，许涛，王弘，傅福金，庄荣传，王乾坤，黄中省，
申请(专利权)人：紫金矿业集团股份有限公司，厦门紫金矿冶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35