本发明专利技术涉及一种含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺，它包括以下顺序工艺步骤：１．中和除铁 ２．固液分离 ３．生物硫化 ３．固液分离 ４．生物净化，可回收废水中有价成分和使出水达标外排。本发明专利技术具有铜、铁、硫酸根去除率高、适用性强、处理成本低、对环境友善、综合回收利用效益好等特点，特别适于硫化铜矿采矿和生物湿法提铜生产过程中产生的含铜铁高浓度矿山酸性废水处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种废水处理工艺，尤其是一种含铜铁高浓度矿山酸 性废水处理工艺，适于硫化铜矿采矿和生物湿法提铜生产过程中产生 的含铜铁高浓度矿山酸性废水处理。二.
技术介绍
在硫化铜矿采矿和生物湿法提铜生产过程中，所产生的矿山酸性废水主要特点为pH值低、金属离子种类多、铜、铁和硫酸根等离子 浓度较高，其pH值约2.0、铁离子含量高于7g/L、硫酸根浓度达到 20g/L、铜离子含量为300-500mg/L。若将酸性矿山废水排入附近农 田，会使农作物发黄，土壤盐碱化；排入附近水体，会危害鱼类和其 它水生生物，并通过食物链危害人体。目前业内对矿山酸性废水的处理主要采用如下三种方法 (一)以中和沉淀和硫化沉淀为代表的化学沉淀法。化学沉淀法 处理高浓度矿山酸性废水主要是通过添加中和剂或硫化剂，增加废水 pH值并与废水中的金属离子生成氢氧化物或硫化物沉淀，最后通过 固液分离将沉淀物去除，废水达标排放。虽然化学沉淀法经过不断发 展和改进日臻成熟，但由于其处理过程存在沉淀药剂添加量大，处理 成本高，处理不彻底，产生二次污染，有价成分无法回收等不足，制4约该方法的进一步推广应用。例如中国t 利CN1418831公丌的"一 种处理有色金属酸性废水的方法"，该方法是采用一段石灰中和加二 段聚合硫酸铁沉淀处理两个步骤来处理有色金属酸性废水。再如中国 t 利CN1613796公丌的"一种酸性废水的处理方法"，该方法将钡渣 直接加在含有大量的硫酸根离子的废水中，钡渣中的钡离子与废水中 的硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，净化了酸性废水。此外，中国t 利CN1931729公丌/ "一种含重金属酸性废水处理及利用的方法"， 该方法包括下列步骤1.含重金属的酸性废水分别经两种特殊材料过滤设施过滤净化；2.净化水制酸；3.经过滤设施出口的较低含酸浓度的废水循环利用。也存在处理费用高、过滤设备容易污堵、操作压力 大等不足，不适于高浓度酸性废水处理。(二)膜分离法。膜分离法是以选择性透过膜为分离介质，当膜 两侧存在压力差、浓度差、电位差、温度差等推动力时，原料侧组分 选择性地透过膜从而分离、提纯。将瞋分离法用于酸性废水工艺时必 须.釆用其他方法回收有价金属，同时用中和法保证已提纯的酸性废水pH达标排放，或者循环使用已提纯的酸性废水。此外，由于膜分离法存在处理费用高、容易污堵、操作压力大等不足，不适于高浓度酸性废水处理。例如中国专利CN1872742公丌的"应用膜技术处理矿山 废水的工艺方法"，该方法的工艺流程是矿山废水一蓄水池一输水 泵一机械过滤器一纤维球过滤器一活性炭过滤器一精密过滤器一反 渗透膜组一净水。再如中国专利CN1872742公丌的"应用膜技术处理 矿山废水的工艺方法"，该方法的工艺流程是矿山废水一蓄水池一输水泵一机械过滤器一纤维球过滤器一活性炭过滤器—精密过滤器 —反渗透膜组一净水。(三)生物法等方法处理。微生物法是目前国内外处理酸性矿山废 水的最新方法，该方法是利用硫酸盐还原菌通过异化硫酸盐的生物还 原反应，将硫酸盐还原为H2S或S2—，进而与废水中金属离子生成硫化 物沉淀，回收金属硫化物；同时生物还原反应将释放碱度，提高废水 PH。利用硫酸盐还原菌的微生物法处理酸性矿山废水具有费用低、适 用性强、无二次污染、可回收有价成分等优点，但由于纯微生物法存 在受生物体自身能力限制、能处理的pH范围小、对金属离子耐受能 力差、处理效率低等不足，也不适于高浓度酸性废水处理，因此未能推广应用。例如屮国专利CN101219844公丌的"一种生物处理酸性矿 山废水的工艺"，该工艺是利用污水厂污泥酸性发酵产物为硫酸盐还原菌的碳源处理酸性硫酸盐废水并回收单质硫厌氧生物反应器中硫酸盐还原菌SRB将硫酸盐生物还原为H2S或S2—，好养生物膜反应器中 无色硫细菌将H2S或S2—生物氧化为单质硫。随着全球矿产资源量的日益减少，以及国家环保政策的日益严 格，寻求一种处理成本低、适用性强、对环境友好并能回收废水中有 价成分的矿山酸性废水处理工艺就显得尤为迫切。 三.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工 艺，它既能回收废水中有价成分和使处理水对环境友好，又能降低处 理成本和提升适用性。为完成此任务，本专利技术采用如下方式进行一种含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺，包括以下顺序工艺步 骤和条件第一步中和除铁，向含铜铁矿山酸性废水添加石灰或石灰石调节废水pH值至2. 5 3. 5，使废水中三价铁生成Fe(0H):,中和渣；第二步固液分离，将中和除铁后的清液和中和渣进行固液分离， 分离出的中和渣送尾矿库；第三步生物硫化，将固液分离A后的清液与第五歩生物净化后的回流水混合，混合比例为l: 3 10，混合后pH值控制在4.0 7.0范围，使清液中的铜、残余铁离子与生物净化回流水中的硫离子发生 硫化反应，生成硫化铜渣、微量的硫化铁渣和硫化清液。第四步固液分离，将生物硫化生成的硫化铜渣、微量的硫化铁 渣和硫化清液进行固液分离，分离出的硫化铜渣、微量的硫化铁渣送 冶炼厂回收铜；第五步生物净化，向固液分离B后的硫化清液加入微生物硫 酸盐还原菌SRB，使废水中SO,还原成HS—并将废水中残留的金属离 子生成硫化物或氢氧化物沉淀，同时将硫化清液pH值调至中性，反 应后，硫化物或氢氧化物沉淀在UASB反应器中分离回收，生物净化 后的回流水部分返回到第三歩生物硫化步骤，其余达标出水外排。本专利技术的含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺进一步包括以下 工艺条件第一步中和除铁，调节废水pH值至2.7 2.9;第三步生物硫化，清液与回流水的混合比例为1: 3 6，混合后PH值控制在4. 6 5. 0范围。本专利技术工艺，即"中和除铁-生物硫化-生物净化"组合处理工艺的基本原理(1) 中和除铁采用添加石灰或石灰石调节废水PH值，废水中三价铁生成Fe(0H)3沉淀物，少量铜离子生成Cu(0H)2沉淀物，发生的主要化学反应如下OH—+H+=H20Fe3++30H—=Fe(0H)3 iCu2++20H—= Cu(OH)2 I废水进行中和除铁处理的目的在于去除废水中大部分三价铁，一是为了防止三价铁在后续硫化处理中消耗硫离子，二是去除三价铁可以降低废水的氧化还原电位，利于生物净化处理中硫酸盐还原菌的生长繁殖。(2) 生物硫化将石灰中和除铁后溶液与第三步生物净化回流水混合，废水中的铜、铁离子与生物净化回流水中的硫离子发生硫化反应，主要化学反应如下Cu2++ S2—=CuS I2Fe:i++3S2—二2FeS I +S 4Fe2++S2—=FeS I(3)生物净化处理利用微生物硫酸盐还原菌SRB将废水SO/—还原成HS—，并与废水中残留的金属离子生成硫化物或氢氧化物沉淀得以去除，发生的主要化学反应如下C12H22On +9H20 腦>4CHCOCT+4HCO;+8H+ +8H24H2+ SO广+H+ ^^HS—+4H20HS>M2+=MS I +H+M2++20H—= M(0H)2 I可以作为本专利技术石灰或石灰石是市场易购的国产化原料且价格低廉，微生物硫酸盐还原菌SRB是常见菌且易于培养。本专利技术的优点1. 由丁-设计f屮和除铁-牛物硫化-生物净化综合n艺，充分利用/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含铜铁高浓度矿山酸性废水处理工艺，包括以下顺序工艺步骤和条件： 第一步：中和除铁，向含铜铁矿山酸性废水添加石灰或石灰石调节废水ｐＨ值至２．５～３．５，使废水中三价铁生成Ｆｅ（ＯＨ）↓［３］中和渣； 第二步：固液分离，将中和除 铁后的清液和中和渣进行固液分离，分离出的中和渣送尾矿库； 第三步：生物硫化，将固液分离Ａ后的清液与第五步生物净化后的回流水混合，混合比例为１∶３～１０，混合后ｐＨ值控制在４．０～７．０范围，使清液中的铜、残余铁离子与生物净化回流水中的 硫离子发生硫化反应，生成硫化铜渣、微量的硫化铁渣和硫化清液。 第四步：固液分离，将生物硫化生成的硫化铜渣、微量的硫化铁渣和硫化清液进行固液分离，分离出的硫化铜渣、微量的硫化铁渣送冶炼厂回收铜； 第五步：生物净化，向固液分离Ｂ后的 硫化清液加入微生物硫酸盐还原菌ＳＲＢ，使废水中ＳＯ↓［４］↑［２－］还原成ＨＳ－并将废水中残留的金属离子生成硫化物或氢氧化物沉淀，同时将硫化清液ｐＨ值调至中性，反应后，硫化物或氢氧化物沉淀在ＵＡＳＢ反应器中分离回收，生物净化后的回流水部分返回到第三步生物硫化步骤，其余达标出水外排。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庄明龙，华金铭，邹来昌，阮仁满，彭钦华，甘永刚，刘涛，
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：35[中国|福建]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。