一种降低尾矿库外排废水中铜离子含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有色金属选矿生产后的尾矿废水处理工艺，尤其涉及一种降低尾矿库 外排废水中铜离子含量的方法。
【背景技术】
[0002] 选矿厂生产后将生产大量的尾矿矿浆须输送到尾矿库堆存，以便于今后在选矿技 术成熟后重新开发利用这些尾矿资源。尾矿库是大容积的沉淀一贮存库，库内设置排水井 和排水管，或沿边缘开设排水沟，尾矿水在库内澄清净化后溢流排出。选矿厂输送至尾矿库 的尾矿浓度一般为11%左右，经尾矿库自然沉淀，约有85%左右的尾矿废水可返回选矿厂重 复使用，近15%的废水则由尾矿库外排口进入下游的河流或渗入地表。
[0003] 尾矿库上清液如达不到排放标准时，应作进一步处理。常采用的去除重金属可采 用石灰中和法和焙烧白云石吸附法。去除1毫克铜需石灰0. 81毫克，1毫克镍需石灰0. 88 毫克，pH要求控制在8. 5以上。用粒度小于0. 1毫米的焙烧白云石吸附可去除铜、铅离子。 去除1毫克铜需白云石25毫克，1毫克铅需白云石2. 5毫克。
[0004] 但随着国家经济的发展，环保质量要求越来越高，2010年9月27日，中国环境保护 部、国家质量监督检验检疫总局联合发布《铅、锌工业污染物排放标准》（GB25466-2010)取 代《污水综合排放》(排放GB8978-1996)，要求现有企业于2012年1月1日起执行表2规定 的水污染物排放限值。传统的石灰中和法和焙烧白云石吸附法处理尾矿废水已经不能满足 环保要求，因此，控制尾矿库外排口重金属离子含量是尾矿库管理的重要一环，也是环保治 理工作的重要工作内容。
[0005] 国内外专利数据库也公开了一些尾矿废水处理技术，如： 【题名】尾矿废水的处理方法【申请日】2009年5月20日【公开日】2009年10月28日 【申请号】200910302467. 0【内容提要】本发明所要解决的技术问题是提供一种尾矿废水的 处理方法，该方法具体包括以下步骤：a.尾矿废水沉降得到溢流和固含量30~40%的底流 一，底流一输送到尾矿库，溢流沉降后得到清水一和底流二；b.步骤a的底流一在尾矿库沉 降后分别得到泥浆于矿砂；c.泥浆沉降后得到浓浆与清水二；d.合并底流二和浓泥浆，通 过压滤收得清水三和滤渣。清水一、清水二、和清水三可直接进入后续生产流程循环利用。
[0006] 现有尾矿废水处理技术主要存在以下缺点：1.仅是减少了尾矿库中泥浆含量，对 重金属离子处理效果差，特别是对铜离子的处理效果，达不到新的环保要求；2.生产过程 要进行多次分流、合流，操作不便，效率低下。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有尾矿库废水处理工艺的缺点和不足，提供一种成本低、 操作简单、环保达标的降低尾矿库外排放废水中铜离子含量方法。
[0008] 本发明的降低尾矿库外排废水中铜离子含量的方法，其尾矿处理过程包括尾矿浓 缩脱水一一细粒级尾矿再浓缩一一尾矿砂沉淀的工序，所述尾矿处理过程还包括添加聚合 氧化铝试剂吸附铜离子，具体操作如下： a)尾矿浓缩脱水：将选矿厂排出的尾矿浆输送至脱水斗进行脱水处理，使较重的粗粒 级尾矿沉降至脱水斗底部形成粗粒级沉砂，较轻的细粒级尾矿伴随矿浆从脱水斗上层溢出 形成细粒级尾矿浆；脱水处理完毕，粗粒级沉砂直接进入尾矿砂沉淀工序，细粒级尾矿浆与 聚合氧化铝试剂混合后进入再浓缩工序。
[0009]b)细粒级尾矿再浓缩：将工序a所得的细粒级尾矿浆输送至浓缩机进行浓缩处 理，使尾矿浆中的细粒级尾矿浓缩沉降后形成沉砂，浓缩分离出来的水分形成溢流液；浓 缩处理完毕，沉砂经过输送通道进入沉淀工序，溢流液经过水循环处理后，返回选矿厂再利 用。
[0010] c)尾矿砂沉淀：将工序a的脱水沉砂和工序b的浓缩沉砂合并后，通过尾矿砂栗 扬送至尾矿库进行堆积沉淀；待沉淀充分后，上层澄清液经过水循环处理后，返回选矿厂再 利用，下层浑浊液作为外排废水实施排放；排放过程中，实时监控外排废水的重金属含量。
[0011] 尾矿浓缩脱水的作用：通过尾矿浓缩脱水，可以大量除去尾矿浆中的粗粒级尾矿， 确保聚合氧化铝更有效地与尾矿浆中游离子态铜离子接触和作用，减少聚合氧化铝与大量 的尾矿接触而增加生产成本。
[0012] 作为本发明的进一步说明，工序a聚合氧化铝试剂的添加方式如下：溢流所得的 细粒级尾矿浆经过溢流槽再输送至浓缩机，溢流流量为l〇〇〇L/min(也就是600m3/h);溢流 过程中往溢流槽中按69g/min的速度加入2~5%的聚合氧化铝试剂，使之与尾矿浆混合反 应，并在后续工序中控制废水的排出时机使聚合氧化铝与铜离子的作用时间不少于30min。
[0013] 将聚合氧化铝试剂的加入速度限定在69g/min，能促使聚合氧化铝在尾矿矿浆的 输送过程中完全与尾矿浆中的铜离子接触和作用，确保了尾矿在其后的自然沉淀过程中凝 聚存积，实现降低外排尾矿废水中铜离子含量的目标。
[0014] 本发明要求聚合氧化铝与铜离子的作用时间不少于30min，因为在30min这一时 间值，聚合氧化铝对铜离子的吸附率最高，即保证30min以上的作用时间可以提高聚合氧 化铝试剂利用率，降低生产成本。
[0015] 作为本发明的进一步说明，工序a尾矿浆与聚合氧化铝试剂混合反应前，控制尾 矿浆的pH值为8~9,铜离子含量为2~7mg/L。
[0016] 控制尾矿浆的pH值和铜离子含量有利于提高聚合氧化铝试剂的作用效果，因为 pH值为8~9时，聚合氧化铝对铜离子的吸附率最高，低于或高于该pH范围的效果都变差。 可以在选矿厂生产过程中严格控制浓硫酸和石灰选矿药剂的用量，确保尾矿矿浆中的pH 值处于8~9范围。同样的，当尾矿矿浆的铜离子含量为2~7mg/L时，聚合氧化铝对铜离子 的吸附率比较理想，低于该范围造成聚合氧化铝试剂浪费，高于该范围对铜离子吸附不完 全；可以在矿厂生产过程中严格控制硫酸铜选矿药剂的用量，确保尾矿矿浆中的离子含量 为 2 ~7mg/L。
[0017] 作为本发明的进一步说明，工序c尾矿砂沉淀过程中，尾矿在尾矿库的沉淀时间 为50~80min。如此，确保聚合氧化铝与铜离子的作用时间，发挥聚合氧化铝试剂的最大作 用效果。
[0018] 作为本发明的进一步说明，实时监控外排废水的重金属含量的方式如下：在尾矿 库外排口处安装在线监测系统，随时监控外排口废水中的重金属含量；若重金属含量达标 则正常外排，若重金属含量不达标则将废水输送至临时事故池，采用石灰中和法或焙烧白 云石吸附法进行处理，处理完毕，再转回尾矿库重新沉淀。通过监控系统，工作人员可以实 时掌握外排废水动态数据，方便对外排过程的严密监控，确保尾矿库外排废水质量全部达 标，保护生态环境；同时也有利于工作人员根据监测数据进行后期的工艺调整或改进。
[0019] 作为本发明的进一步说明，步骤a中的聚合氧化铝试剂浓度为3%，其配备方法如 下：将3份聚合氯化铝固体溶解于97份清水中，且经常对其进行搅拌以确保不至于沉淀凝 结。聚合氧化铝在液态条件下比粉末状态时与矿浆中的铜离子作用效果更加理想，同时，试 验证明浓度为3%的聚合氧化铝试剂对铜离子的吸附能力最好。
[0020] 本发明尾矿库废水处理的方法与现有技术相比具有以下进步： 1、操作简单、效率高：尾矿处理过程仅包含尾矿浓缩脱水一一细粒级尾矿再浓缩一一 尾矿砂沉淀三道工序，避免多次分/合流、澄清、过滤等操作；聚合氧化铝试剂投放操作也 放在尾矿浓缩脱水工序中一并完成，因此聚合氧化铝试剂伴随着尾矿浆一起流动，铜离子 吸附环节也就融合在了整个尾矿处理过程中，省却了传统工艺中为清除铜离子额外增加的 工序及设备，相比传统工艺，尾矿处理时间节省30%。
[0021] 2、废水处理成本低：本发明通过控制尾矿浆的pH值、铜离子含量、聚合氧化铝与 铜离子的作用时间等参数，将聚合氧化铝利用率及作用效果发挥到极致，有效节省试剂用 量，降低生产成本；同时整个尾矿处理工艺，90%以上的废水可以返回选矿厂重复利用，从 宏观上大幅度降低了水资源消耗。
[0022] 3、环保达标：尾矿浆中的铜离子经过聚合氧化铝试剂吸附铜和尾矿库自然沉淀两 道工序的清理