：增加的固体核的量促进了所形成的钙矾石沉淀物的颗粒的生长并因此实现更有 效的固液分离（即沉淀物更容易沉降）、固体残余物中更低的最终含湿量、更稳定的固体残 余物以及随后的相关设备尺寸的降低。本发明的此实施方案的另一个优点为可使用相同的 设备将石膏和钙矾石从流出液中分离并且可在同一地点填埋。
[0036] 已出人意料地发现，通过选择本发明方法的工艺路线，可使昂贵的铝化合物的使 用最小化且增加固-液分离特性。这些效果通过在钙矾石沉淀步骤中控制引入的石膏的量 来实现，所述量逐渐影响铝化学品的消耗。另一方面引入的石膏固体改进了所产生的沉淀 物的稳定性和固-液分离特性，同时还使所需设备的尺寸最小化。
【附图说明】
[0037] 以下将通过优选实施方案并参考附图更详细地描述本发明，其中
[0038] 图1为无石膏除去步骤的方法的示例实施方案的流程图；
[0039] 图2为有石膏除去步骤的方法的示例实施方案的流程图；
[0040] 图3示出了当起始硫酸盐浓度为1700至2000ppm时，在使用不同错化学品的f丐研^ 石沉淀中硫酸盐的除去结果；
[0041] 图4示出了当使用几种铝化学品时，钙矾石的硫酸盐沉淀动力学；
[0042] 图5示出了当石膏固体未分离时，在钙矾石沉淀步骤中所需铝化学品的剂量与石 膏/钙矾石固体比例（重量％)的相关性；
[0043] 图6为示例性实施方案的钙矾石沉淀系统的框图；以及
[0044] 图7为示例性实施方案的控制钙矾石沉淀过程的流程图。
【具体实施方式】
[0045] 本发明涉及一种除去废水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的方法，该方法 包括以下步骤：
[0046] a)石膏沉淀步骤，其中将废水与第一钙化合物或包含钙化合物的第一材料接触， 以制备含石膏的第一污泥，
[0047] b)钙矾石沉淀步骤，其中将第一污泥与第二钙化合物或包含第二钙化合物的第二 材料和铝化合物或含铝化合物的材料接触，以制备含钙矾石和石膏的第二污泥，
[0048]c)第一分离步骤，其中对含钙矾石和石膏的第二污泥进行固-液分离以，从液体 中分离固体而制备第一溶液，
[0049] d)中和步骤，其中将第一溶液与碳酸化剂接触以中和第一溶液，并且以碳酸钙的 形式沉淀出第一溶液中所含的钙，以及
[0050] e)第二分离步骤，其中进行固-液分离以从第一溶液中分离出沉淀的碳酸钙，从 而得到具有降低的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属含量的水。
[0051] 根据本发明的一个实施方案，该方法在石膏沉淀步骤a)和钙矾石沉淀步骤b)之 间不包括石膏除去步骤。在"低"硫酸盐负荷的情况下，即若在石膏沉淀步骤（a)中沉淀的 石膏固体的量小于或等于在钙矾石沉淀步骤（b)中沉淀的钙矾石固体的10重量％的设计 化学计量数量，则通常不进行任选的石膏除去步骤。在该过程结束时，当考虑到石膏沉淀之 后的硫酸盐水平和钙矾石沉淀之后的所需硫酸盐水平时，对于给定的流量，沉淀的钙矾石 的设计化学计量数量通过以化学计量沉淀的钙矾石的量确定。
[0052] 根据本发明的一个实施方案，该方法包括石膏沉淀步骤a)和钙矾石沉淀步骤b) 之间的石膏除去步骤。在"高"硫酸盐负荷的情况下，即若在石膏沉淀步骤（a)中沉淀的石 膏固体的量大于在钙矾石沉淀步骤（b)中沉淀的钙矾石固体的10重量％的设计化学计量 数量，则通常可进行任选的石膏除去步骤。
[0053] 任选的石膏除去步骤通常以固-液分离的形式进行，其中通常通过澄清器将在步 骤a)中形成的石膏从第一污泥中分离。然后将已除去石膏的第一污泥输送到钙矾石沉淀 步骤b)。使用另外的固-液分离步骤是否有益取决于待供给至该方法的废水中的初始硫酸 盐浓度和水中Na、K和Ca离子的浓度。废水可具有高浓度的硫酸盐，但硫酸盐不一定处于 可以石膏沉淀的形式或周围环境中。Na、K和Ca离子浓度会影响可以石膏形式沉淀的硫酸 盐的量。因此，有益步骤的选择取决于石膏的量及其与钙矾石所需的量的关系。当该方法包 括石膏除去步骤时，在此情况下在石膏除去步骤之后，第一污泥不含或仅含有少量的石膏， 通常〈100mg/l。
[0054] 根据本发明的一个实施方案，该方法由步骤a)至e)组成。
[0055] 根据本发明的一个实施方案，用于除去废水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金 属的方法包括以下步骤：
[0056]a)石膏沉淀步骤，其中将废水与第一钙化合物或包含钙化合物的第一材料接触， 以制备含石膏的第一污泥，随后
[0057]a'）石膏除去步骤，其中进行固_液分离以从第一污泥中除去沉淀的石膏，
[0058] b)钙矾石沉淀步骤，其中将已除去石膏的第一污泥与第二钙化合物或包含第二钙 化合物的第二材料和铝化合物或含铝化合物的材料接触，以制备含钙矾石的第二污泥，
[0059]c)第一分离步骤，其中对含钙矾石的第二污泥进行固-液分离，以从液体中分离 固体而制备第一溶液，
[0060] d)中和步骤，其中将第一溶液与碳酸化剂接触以中和第一溶液，并且以碳酸钙的 形式沉淀出第一溶液中所含的钙，以及
[0061]e)第二分离步骤，其中进行固-液分离以从第一溶液中分离沉淀的碳酸钙，从而 得到具有降低的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属含量的水。
[0062] 废水可为任意的需要从中除去硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的水。通常废水 为工艺水或流出液，更通常地废水为含硫酸盐的水，如矿井水、选矿机中的循环水或选矿机 中的排放水。
[0063] 本发明的方法尤其适合于处理选矿机中的废水，其中硫酸盐成为循环或排放水中 的问题。选矿机设备水的具体问题为同时存在高硫酸盐和钙负荷，这使得本发明的配置 (configuration)可行。在浮选工艺中，选矿机还可使用硫化物化学品，以及在研磨和浮选 阶段中，还可产生硫代酸盐（thiosalt)，如硫代硫酸盐、连多硫酸盐和其他硫化合物。所添 加和形成的硫代酸盐也需要处理。根据本发明的一个实施方案，在废水包含硫代酸盐的情 况下，废水可在供给至石膏沉淀步骤之前被氧化。氧化通常通过生物或催化化学氧化进行。 [0064] 根据本发明的一个实施方案，第一钙化合物和第二钙化合物独立地选自氢氧化 钙、氧化钙、碳酸钙及其任意混合物。含钙的第一材料和含钙的第二材料还独立地选自包含 氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙或其混合物的材料。
[0065] 通常在石膏沉淀步骤中的第一钙化合物为氢氧化钙，其使可溶性硫酸盐除去，这 些可溶性硫酸盐依赖于可溶性硫酸盐种类的抗衡阳离子（尤其是K、Na和Ca)的pH-依赖 性溶解度。溶液中的硫酸盐和金属杂质通常将根据如下的方程式沉淀：
[0066] S0广+Ca(OH) 2+Me+/Me27Me3+->MeOH/Me(OH)2/Me(OH) 3+CaS04 (1)
[0067] 典型的金属杂质为二价或三价的金属。通常地在石膏沉淀步骤中，多数金属硫酸 盐（包括硫酸镁）在10至12的pH，更通常地在11至12下沉淀。然后在具体处理条件下 (如在钾和钠的存在下），石膏的溶解度确定了最终的硫酸盐浓度。在石膏饱和溶液中的硫 酸盐浓度通常为约1200至1600mg/l。然而，大量存在的硫酸钠和硫酸钾可导致最终的硫酸 盐水平较高，因为这些物质甚至在非常高的pH下仍高度可溶。
[0068] 根据本发明的一个实施方案，钙矾石沉淀步骤可在含石膏的污泥中进行，即无需 任选的石膏除去步骤。在pH低于10时，钙矾石具有溶解的趋势。根据本发明的一个实施方 案，污泥中的石膏含量可使固体稳定，并可在填埋过程中防止钙矾石的浸出，由于该原因， 有时在含石膏的污泥中进行钙矾石的沉淀是可行的。此优点在于实现了更容易沉降的沉淀 物，以及在过滤过程中还形成了更致密和低水分的沉淀物。与在步骤b)中沉淀的钙矾石的 设计化学计量数量相比，如果小于或等于10重量％的石膏在步骤a)中沉淀，则石膏和钙矾 石在单个阶段中沉淀是可行的，因为在钙矾石沉淀过程中石膏部分地再溶解，因此为了实 现目标硫酸盐水平而增加了铝试剂的消耗。根据本发明的一个实施方案，第一钙化合物为 氢氧化钙，第二钙化合物为氢氧化钙以及铝化合物为铝酸钠。
[0069] 根据本发明的一个实施方案，含铝化合物的材料选自铝酸钙化合物、铝酸钠溶液、 铝酸钠固体、铝酸钙水泥（cement)、氯化铝、活性含铝酸盐矿物质，如高岭土或其混合物。根 据本发明的一个实施方案，含铝酸盐矿物质的活化通常通过机械活化（如研磨至从矿物基 体中释放出铝酸盐的细度以使铝可被溶解）或通过热活化或通过化学活化（如通过使用酸 或碱）进