[发明专利]一种矿山酸性重金属废水处理及回用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山酸性重金属废水处理及回用工艺，具体为废水中铁、铜、镍离子及氟离子的去除方法，属于污水治理和中水回用领域。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，人类对矿产资源的需求量日益增加，在矿产资源的开采和加工过程中所产生的工业废水的排放量也随之增加。据统计，我国各类矿山废水的排放量约占全国工业废水总排放量的10％左右，矿山废水已成为我国亟需解决的工业污染之一。

矿山废水中危害程度最大的是矿山酸性废水(AMD)，主要是由矿物在开采、运输、选矿、废石排放和尾矿贮存等过程中经空气、降水和菌的氧化作用形成的。该类矿山废水含有高浓度的重金属离子和较低的pH值，不经处理直接排放将严重威胁周边环境安全和生态系统，给人们的生产和生活造成巨大损失。

关于矿山酸性废水的国内已有不少专利，公开了一些有效的处理工艺。

中国发明专利201210150124.9公开了一种矿山酸性废水的处理方法，采用木炭、碳酸钙、纤维对矿山酸性废水进行过滤；木炭、碳酸钙、纤维各过滤层厚度均不低于10mm。该方法可将矿山酸性废水pH调节至6～8之间，达到矿山废水pH排放的国家标准，并且可将锑矿井废水中锑含量降到0.5mg/L以下。

中国发明专利201210150124.9公开了一种处理矿山酸性废水的工艺方法，其步骤为：一级沉淀；一级过滤；二级沉淀；二级过滤。该方法可将矿山酸性废水pH调节至6～8之间，达到了矿山废水pH排放的国家标准，并且可将锑矿井废水中锑含量降到《贵州省环境污染物排放标准》规定的0.5mg/L以下。

中国发明专利201010589082.X涉及一种矿山废水治理方法，包括：(1)将矿山酸性废水与选矿浮选废水以体积比1∶1～2∶1混合，搅拌使废水混合均匀后加入H₂O₂，继续搅拌待反应完毕后静置分层；(2)取上述静置分层后的上清液加入石灰乳调节废水的pH值至6.0～8.0，产生沉淀后加入PAM溶液，搅拌后静置分层，上清液即可达标排放。

中国发明专利201310080351.3公开了一种连续式矿山酸性废水处理系统及处理方法，该系统包括两组相同的且相并联的处理池，经管道连接在处理池出口的缓冲池和设置在缓冲池出口的排水渠。该发明采用溢流的方式对矿山酸性废水进行逐级处理，在整个处理工艺中，能保证沉淀的同时上清液也能及时溢流，缩短了处理时间，提升效率；采用溢流的逐级处理方式，能耗和投资成本低、处理过程易控制；采用碳酸钙中和废水，不会产生二次污染。

发明内容

本发明公开了一种矿山酸性重金属废水处理及回用工艺，该工艺所需设备少，操作简单、经济可行，处理后的水中重金属离子及SS的含量符合《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)标准要求，可作为采矿生产中的清洗水使用。

一种矿山酸性重金属废水处理及回用工艺包括以下特征步骤。

(1)将矿山酸性废水收集于一个废水储存池，然后通过泵引入反应池。在搅拌状态下，往废水中加入一定量的质量分数为10％的NaOH溶液，将废水的pH值调至8左右，出现Fe(OH)₃、Cu(OH)₂和Ni(OH)₂沉淀物。

(2)搅拌状态下，继续往废水中投加一定量的质量分数为1％Na₂S溶液和质量分数为1％CaCl₂溶液，废水中存留少量Cu²⁺和Ni²⁺与S^2-生产CuS和NiS沉淀；废水中F^-与Ca²⁺反应生成CaF₂沉淀。单位时间内投加的Na₂S摩尔量与单位时间内处理的废水量中残留的Cu²⁺和Ni²⁺摩尔量的比值在1.5～4之间。单位时间内投加CaCl₂的摩尔量与单位时间处理的废水量含有的F^-的摩尔量基本相当。