一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法，利用氢氧化铁和石膏的比磁化系数差异，采用高梯度磁选机对中和渣中含铁物质进行磁选分离，通过控制磁场强度，将磁性颗粒吸附在磁介质表面进行富集；非磁性颗粒从尾矿斗流走，从而将中和渣中石膏和氢氧化铁进行初步分离。然后通过浮选药剂与矿物颗粒相互作用，改变矿物表面的疏水(亲气)特性。在搅拌充气过程中矿物颗粒与气泡接触、碰撞，使可浮性好的颗粒选择性粘附于气泡并被携带上升成气

【技术实现步骤摘要】
一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法


[0001]本专利技术涉及金属矿山开发中废弃资源利用领域，具体涉及一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法。

技术介绍

[0002]有色金属硫化矿山开发过程中会产生大量含多金属离子的酸性废水，需进行处理后循环利用或者达标外排。目前，中和沉淀法是处理多金属酸性废水最常用的方法之一，通常采用石灰石或者石灰作为中和剂。在中和过程中会产生大量中和渣，全国相关生产企业每年产渣量达2亿吨左右。中和渣主要成分为石膏(二水硫酸钙)，其次为金属氢氧化物(如氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化铜等)、碳酸钙、石英等。由于中和渣石膏含量不高、杂质多、含水率高等问题，导致中和渣应用困难，绝大多数仅能堆存处理，存在二次污染的风险，对矿山环境和安全造成极大的压力。
[0003]中和渣中的石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料，可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、造纸填料、模具石膏等。随着我国对天然石膏的管理和限制开采加强，工业副产石膏成为应用的主流趋势。然而中和渣中除石膏之外，还有其他杂质，从而影响其应用。因此，中和渣的资源化利用成为解决中和渣堆存和环境安全隐患问题的有效方法。
[0004]目前中和渣的资源化利用主要集中在作为井下充填材料、制备免烧砖、水泥缓凝剂等方面。专利CN 109626905 A公开了一种基于中和渣用于井下充填的方法，将中和渣与尾砂、胶固料按比例混合，可用于井下充填材料，实现减少中和渣堆存。专利CN 110066145 A公开了一种中和渣砖块的制备方法，将中和渣与炉渣混合搅拌预处理，再与水泥和粉煤灰混合，经过压制成型、蒸压处理、晾干得到中和渣砖块。专利CN 106746837 A公开了一种金铜矿中和渣水泥缓凝剂及其制备方法，将中和渣与脱硫石膏、石灰按一定比例混合、烘干，提高混合料中硫酸钙含量，达到作为水泥缓凝剂的要求，从而实现中和渣有效利用。这些专利采用的方法是将中和渣作为原料，直接与其他物料(如水泥、粉煤灰等)混合，再经过诸如固化、压制、烘干等处理工艺，来实现中和渣的应用。但存在中和渣利用率低、且未对中和渣中其他有价元素进行回收，造成资源浪费问题。此外，还有通过化学浸出的方法对中和渣进行有价金属资源回收的报道，专利CN103451447A公开了一种从高铁废水处理中和渣中回收铜钴的方法，在加热密闭容器中加入中和渣、氨水和硫酸铵，搅拌并加入助浸剂，过滤后得到浸出液，再通过萃取方法分别回收铜和钴。此方法存在药剂消耗量大、化学反应慢、成本高等问题。
[0005]对中和渣直接采用物理分离的方法进行石膏富集，具有工艺简单、成本低，易于推广应用的优点，目前关于中和渣直接进行物理分离实现资源化利用方面的研究报道少。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法，针对硫化矿山高铁高酸废水中和渣石膏含量不高、杂质多、应用困难等问题，采用
磁选
‑
浮选联用的物理分离方法，实现复杂中和渣中石膏的富集提纯，保证石膏满足工业应用需求。同时，获得的富铁渣产品，可作为炼铁原料，实现中和渣高效资源化利用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法，包括如下步骤：
[0009]S1、对硫化矿山高铁高酸废水中和渣矿浆采用高梯度磁选机进行磁选分离：将中和渣矿浆从给矿斗倒入高梯度磁选机中，矿浆沿上铁轭缝隙流经转环，在设定的磁场强度条件下，使磁性颗粒吸附在磁介质表面富集，得到磁选精矿，即富铁渣，非磁性颗粒则沿下铁轭缝隙流入尾矿斗，得到磁选尾矿；
[0010]S2、将步骤S1所得的磁选尾矿进行浓密处理：将磁选尾矿自流至浓密机，搅拌、沉降，溢流矿浆返回磁选分离，底流矿浆进入浮选系统；
[0011]S3、将步骤S2中所得的底流矿浆在浮选机上进行浮选分离处理：将底流矿浆打入浮选槽，加入浮选药剂和抑制剂，搅拌设定时间后进行粗选作业，浮选泡沫为石膏精矿，浮选尾矿为富铁渣；
[0012]S4、将步骤S3所得的石膏精矿进行浓密、压滤脱水处理，得到高品位石膏产品；步骤S3所得的富铁渣经过压滤脱水，与步骤S1所得的富铁渣合并，作为富铁产品。
[0013]进一步地，所述高梯度磁选机的工作参数为：脉冲50次/min，磁场强度为0.81
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1.49T，给矿时间为1
‑
2min。
[0014]进一步地，所述浓密机选用耙式浓密机或高效浓密机，控制底流矿浆质量浓度为10
‑
18％。
[0015]进一步地，底流矿浆进入浮选槽后控制质量浓度在8
‑
15％，浮选药剂加入量为每吨底流矿浆的干矿重量加入0.1
‑
1.5kg，抑制剂加入量为每吨底流矿浆的干矿重量加入0
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0.3kg，搅拌时间3
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5min，浮选时间4
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8min。
[0016]更进一步地，所述浮选药剂包括碳原子数为10
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18的烷基脂肪胺的醋酸盐或硫酸盐、氧化石蜡皂、烷基羟肟酸、醚胺中的一种或多种。
[0017]更进一步地，所述抑制剂包括工业淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、糊精中的一种或多种。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]硫化矿山高铁高酸废水中和渣是有色金属矿山常见的一种中和废渣，主要含二水硫酸钙、金属氢氧化物(以氢氧化铁为主，含部分氢氧化锌、氢氧化铜等)、碳酸钙和石英等。利用氢氧化铁(与褐铁矿结构类似)比磁化系数(36
‑
40
×
10
‑6m3/kg)和石膏的比磁化系数(43
×
10
‑7m3/kg)差异，采用高梯度磁选机对中和渣中含铁物质进行磁选分离，通过控制磁场强度，将磁性颗粒吸附在磁介质表面进行富集；非磁性颗粒从尾矿斗流走，从而将中和渣中石膏和氢氧化铁进行初步分离。
[0020]浮选分离是根据石膏和金属氢氧化物等矿物的表面电位、表面结构和化学组成等差异，通过浮选药剂与矿物颗粒相互作用，改变矿物表面的疏水(亲气)特性。在搅拌充气过程中矿物颗粒与气泡接触、碰撞，使可浮性好的颗粒选择性粘附于气泡并被携带上升成气
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液
‑
固三相组成的矿化泡沫层，经过机械刮取或从矿浆面溢出，得到浮选精矿产品。不能浮选的矿物颗粒，随矿浆从尾矿产品排出。
[0021]本专利技术利用中和渣矿物组成的物理性质进行分离，无化学反应，工艺简单、易操
作、成本低、分离效果显著。中和渣分离处理后可获得高品位石膏和富铁产品，前者可用于水泥、建筑材料等行业，后者可用作炼铁原料，实现变废为宝。另外，利用本专利技术，中和渣物理分离处理后生产可商业化应用产品，实现资源化利用的同时实现减量化，可为生产企业大大降低中和渣的库容，节约生产成本，降低对环境的危害，具有良好的经济和环保效益。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿山高铁高酸废水中和渣的资源化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对硫化矿山高铁高酸废水中和渣矿浆采用高梯度磁选机进行磁选分离：将中和渣矿浆从给矿斗倒入高梯度磁选机中，矿浆沿上铁轭缝隙流经转环，在设定的磁场强度条件下，使磁性颗粒吸附在磁介质表面富集，得到磁选精矿，即富铁渣，非磁性颗粒则沿下铁轭缝隙流入尾矿斗，得到磁选尾矿；S2、将步骤S1所得的磁选尾矿进行浓密处理：将磁选尾矿自流至浓密机，搅拌、沉降，溢流矿浆返回磁选分离，底流矿浆进入浮选系统；S3、将步骤S2中所得的底流矿浆在浮选机上进行浮选分离处理：将底流矿浆打入浮选槽，加入浮选药剂和抑制剂，搅拌设定时间后进行粗选作业，浮选泡沫为石膏精矿，浮选尾矿为富铁渣；S4、将步骤S3所得的石膏精矿进行浓密、压滤脱水处理，得到高品位石膏产品；步骤S3所得的富铁渣经过压滤脱水，与步骤S1所得的富铁渣合并，作为富铁产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高梯度磁选机的工作参数为：脉冲50次/min，磁场强度为0.81
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【专利技术属性】
技术研发人员：伍赠玲，许涛，邹来昌，王弘，庄荣传，
申请(专利权)人：厦门紫金矿冶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：