[发明专利]一种处理矿山酸性废水的方法及装置

说明书

一.技术领域

本发明涉及矿山废水处理技术领域，特别涉及一种处理矿山酸性废水的方法及装置。

二.背景技术

为满足我国社会经济快速发展的需要，矿产资源的大量开采产生了大量含重金属离子的酸性废水。在矿山酸性废水处理技术中，硫化物沉淀法因其具有工艺简单、药剂廉价、金属硫化物难溶于酸碱、可综合回收有价金属等特点，所以在矿山企业中得到普遍使用。在该处理工艺中，硫化钠、硫化钙、硫化钡、硫氢化钠、硫化氢等硫化物可作为水处理药剂，其溶解于水后产生的S2-与重金属离子发生反应，生成金属硫化物沉淀。硫化氢用作水处理药剂具备许多优势，如在金属综合回收、硫化沉淀物的含量控制及沉淀颗粒形态控制等等方面。

硫化氢很少用于工业生产中，但仍有工业产品的存在，其主要作为副产品来源于煤的低温焦化，含硫石油开采、提炼，橡胶、制革、染料、制糖等工业。由于这些工业远离金属矿山，硫化氢的运输成本和安全使用等因素都不利于其在矿山水处理领域的应用。另外，硫氢化钠也是替代硫化氢的一个选择，但是其稳定性差，在干燥空气中即发生变质，不便储存，因此，利用金属硫化物制取硫化氢是矿山酸性废水处理工艺的较好选择。硫化钠由于其在价格、运输、稳定性和安全使用等方面的优势，成为金属矿山中的一种常见的选矿和环保药剂。硫化钠极易与酸反应，在酸过量的情况下反应为S^2-+2H⁺→H₂S↑，而在酸不过量的情况下反应为S^2-+H⁺→HS^-，即生成硫化氢(或中间产物硫氢化钠)应用于水处理工艺。

三.发明内容

本发明的技术方案如下：

本发明装置由硫化钠溶液箱(1)、盐酸溶液箱(2)、药剂反应器(6)、文丘里管(7)，以及若干化工阀门和相应管路所构成。药剂反应器(6)顶部有一个硫化钠加药口(5)、一个盐酸加药口(4)和一个通气孔(3)，其中一个盐酸加药口(4)在药剂反应器(6)底部自流出口的正上方，而硫化钠加药口(5)和通气孔(3)则分布在药剂反应器(6)顶部的两侧。在正常加药情况下，通气孔(3)一方面处于吸气状态不会造成硫化氢大量逸出空气中，另一方面可以避免药剂反应器(6)若发生堵塞造成气体向药剂溶液箱冲出的现象发生。药剂反应器底(6)部除有一个文丘里管吸入口(9)与文丘里管(7)连接外，还设有一个排污口(11)。

采用本发明装置的加药方法是将固体硫化钠按要求浓度配制于硫化钠溶液箱中，并将盐酸按要求浓度稀释配制于稀盐酸溶液箱中，启动空气压缩机，通过控制气体调节阀，将高压空气充入文丘里管中，空气流进入文丘里管的喉部，并从扩散管释放时，其喉部吸入口内部形成负压区域。控制药剂调节阀，硫化钠溶液和稀盐酸溶液自流进入药剂反应器中。该反应器与文丘里管吸入口连接。在文丘里管吸入口的负压作用下，硫化钠与盐酸反应产物溶液进入文丘里管中，与高速气体剧烈混合，并从文丘里管的扩散管中流出，注入至加药对象中。

本发明具有如下优点及有益效果：

(1)本发明装置结构简单，操作方法简便，操作安全。

(2)以高压气流作文丘里管射流，不仅具有节能、药剂反应充分、混合强度高优点，而且当药剂-气-水混合物注入加药对象时，形成的大量微泡可以起到充分搅拌的作用。

(3)药剂-气-水混合物pH值低于7，可以避免非目的金属以氢氧化物形式沉淀，尽可能实现了金属离子分离，提高了硫化沉淀物中目的金属的百分含量。

(4)水处理对象中，实际添加的药剂是硫化氢(或混合硫氢化钠)，可以改善硫化铜颗粒形态，增强沉淀效果。

四.附图说明

图1是本发明一种处理矿山酸性废水的方法及装置的结构示意图。

附图中标识为：

1.硫化钠溶液箱；2.盐酸溶液箱；3.通气孔；4.盐酸加药口；5.硫化钠加药口；6.药剂反应器；7.文丘里管；8.文丘里管扩散管9.文丘里管吸入口；10.文丘里管入口；11.排污管。

五.具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进一步说明。

如图所示，按本发明提出的水处理加药装置，它的加药方法是将固体硫化钠按要求浓度配制于硫化钠溶液箱(1)中，并将盐酸按要求浓度稀释配制于稀盐酸溶液箱(2)中。将高压空气从文丘里管入口(10)充入该管(7)中，并检查加药装置管路是否畅通。控制药剂调节阀，先后将稀盐酸溶液和硫化钠溶液分别通过盐酸加药口(4)和硫化钠加药口(5)自流进入药剂反应器(6)中。调节空气射流压强至反应器溶液能够流入文丘里管吸入口(9)，并使反应器通气孔(3)处于吸气状态。药剂-气-水混合物从文丘里管扩散段管口(8)加入到处理水中。根据水处理工艺控制的需要，对硫化钠溶液浓度或流量进行调节，并相应调节盐酸溶液的浓度或流量，使文丘里管的扩散管流出溶液pH值低于7，确保硫化钠彻底转变为向硫化氢或硫氢化钠。