微波处理铁矿选厂尾矿水的方法

专利名称：：微波处理铁矿选厂尾矿水的方法
技术领域：
：本发明涉及一种铁矿选厂的尾矿水处理方法，尤其是一种利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，属于尾矿水处理
技术领域：
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背景技术：
：目前，我国水资源供需矛盾比较严重。在全国640个城市中，缺水城市达300多个，其中严重缺水的城市114个，日缺水1600万吨，每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元，全国每年因缺水少产粮食700800亿kg。据预测，2010年，全国总供水量为62006500亿m3，相应的总需水量将达7300亿m3，供需缺口近1000亿m3。水是人类生存的命脉，也是经济发展和社会进步的基础。水资源是量与质的高度统一，21世纪我国面临着水量的危机，同时水污染更加严重，甚至因水质问题所导致的水资源危机大于水量危机，因而开展以循环用水为中心的技术路线当今工业生产的首选。目前铁矿选厂大多处于缺水的山上或山坡上，选矿用水量极大，同时水的损失量也极为惊人，远距离泵水补充，不仅投资大，成本高，而且难于提供充足的水源，为解决这一制约选矿生产的首要问题，开展对水资源的再次利用研究迫在眉睫。尤其是在实施尾矿再选工程后，由于再选尾矿粒级细、含泥较重、沉淀速度慢，始终以糊状形态存在，使之排入尾矿库后无法形成干滩，而一旦新的尾矿库失事，会给库区下游人民生命财产造成灾难性损失。因此，高含水低浓度的尾矿对新尾矿库的安全形成威胁，同时选矿水难于回收，更无法实现循环利用，
发明内容为了能将尾矿选矿过程中的选矿水回收并循环使用，以最大限度地降低水资源消耗，同时使选矿后的底泥含水量降低，利于尾矿坝形成干滩，以避免湿滩带来的安全隐患，本发明提供一种利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法。本发明通过下列技术方案实现一种利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，其特征在于经过下列工艺步骤A、将尾矿浆送入调节池后，控制尾矿浆浓度至9%11%;B、将调节池的尾矿浆以160292mS/h的流量自调节池送入搅拌罐内，同时按0.250.35kg/m3的投加量，向尾矿浆中投入生石灰，室温下搅拌矿浆至PH值为1014;C、按0.1170.135L/m3的投加量，再向矿浆内投加处理剂，室温下搅拌矿桨至PH值为69，以加速尾矿浆的絮凝；D、将上述C步骤的尾矿浆按160292m3/h的流量送入工业微波炉中，在功率为4050kw，频率为915MHz的条件下，微波处理尾矿浆12秒，经过微波处理后的尾矿水PH值为6.58.5;E、将上述经D步骤的微波处理后的尾矿浆送入浓密池中，沉淀240300分钟后，溢流水回收循环使用，底泥送尾矿坝存放。所述C步骤的处理剂配制如下按下列质量比取原料硫酸铁:硫酸铝:三氯化铁=1:0.10.3:0.030.06，先将硫酸铁溶于水中至饱和液后，向饱和液中加入硫酸铝和三氯化铁，再按810g/L的量配入浓度为98。/。的硫酸，搅拌均匀即得处理剂。所述B步骤的搅拌机转速控制在1220转/min。所述C步骤的搅拌机转速控制在1220转/min所述工业微波炉为市购产品，其处理容量根据生产需要选定。所述调节池、搅拌罐、浓密池均为市购产品，其处理容量根据生产需要选定。本发明与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案，可有效降低尾矿中的含水量，提高尾矿浆浓度，加快尾矿浆沉降速度，且沉降后的底泥容易过滤，利于尾矿坝形成干滩，沉降后的上清液清澈透明，选矿水回收率高，回水快捷，实现了尾矿水的循环利用，既解决了水资源紧缺的问题，又避免湿滩带来的安全隐患，还减低了生产成本，使企业在节能减排中创造更多的经济效益，提高企业的竞争实力。综合本发明特点如下具有投资小、占地面积少、工艺流程短、能耗低、运行费用低，处理工程可大也可小型分散化，污染物降解物化反应迅速、污染清除彻底，处理进程不受环境及原污水污染物浓度的影响，处理过程中可根据需要随意开停，实现水的可持续利用等优点。.本发明利用微波场能对单相流或多相流流体的稀相选择性加热，还能对流体中吸波物质的物化反应具有强烈的催化作用，并对流体具有较强的穿透作用及其杀灭微生物的作用等诸多优点，结合辅助剂和混合剂的投放，把微波热能聚焦，同时借助药剂与反应物和产物相互作用的选择性而影响反应的进程，微波诱导催化反应对水中的污染物通过物理及化学作用进行降解、转化，使水中的胶体、悬浮物絮凝沉淀。图l为本发明工艺流程图2为小型试验尾矿浆自然沉降与本发明处理平均出水率比较图；图3为中型试验图表比较图4为基准期与本发明工艺运行期在一个底流排放周期内上清液深度比较图；具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步描述。实施例1本实施例的主要技术参数日处理尾矿水量10000m3，处理前的尾矿浆浓度15%，处理后的浓密池底流浓度25%，溢流量4000m3;所用设备的参数微波炉型号F—WB—2，公称能力5000m3，功率45千瓦；搅拌罐型号4>3,公称能力2500m3，功率5千瓦；调节池容量100m3;浓密池直径①53米，平均高度2.8米，最大处理流量800m7h，上部流速24咖/s。微波处理尾矿浆运行成本(不含折旧费)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体工艺步骤如下:A、将尾矿浆送入100r^的调节池后，控制尾矿浆浓度至9%，以保证进入微波炉的水量、水质均匀稳定；B、将调节池的尾矿浆以160m3/h的流量自调节池送入一号搅拌罐内，同时按0.25kg/m3的投加量向搅拌罐中投入生石灰，在常温、搅拌机转速为18转/min的条件下，搅拌矿浆至PH值为IO，搅拌时间为2min;C、将B步骤的矿浆以160n^/h的流量送入二号搅拌罐内，同时按0.117L/n^的投加量，向二号搅拌罐内投加处理剂，在常温，搅拌机转速为15转/min的条件下，搅拌矿浆至PH值为6，搅拌时间为2min，以加速尾矿浆的絮凝，所述处理剂配制如下取下列质量比的原料硫酸铁:硫酸铝:三氯化铁=1:0.1:0.03，先将硫酸铁溶于水中至饱和液后，向饱和液中加入硫酸铝和三氯化铁，再按8g/L的量配入浓度为98%的硫酸，搅拌均匀即得处理剂；D、将上述C步骤的尾矿浆按160m3/h的流量送入工业微波炉中，在功率为40kw，频率为915MHz的条件下，微波处理尾矿浆2秒，经过微波处理后的尾矿水PH值为6.5;E、将经过D步骤的微波处理后的尾矿浆送入浓密池中，沉淀240分钟后，以促进尾矿水中颗粒碰撞，形成矾花，产生接触凝聚和吸附作用，发生泥水分离，分离后的溢流水回收循环使用，底泥送尾矿坝后，容易形成干滩而方便存放。实施例2本实用例的主要技术参数和设备及参数均与实施例1相同。具体步骤如下A、将尾矿浆送入调节池后，控制尾矿浆浓度至11%;B、将调节池的尾矿浆以290m3/h的流量自调节池送入搅拌罐内，同时按0.35kg/m3的投加量，向搅拌罐内的尾矿浆中投入生石灰，室温下搅拌矿浆至PH值为14;C、将B步骤的矿浆以240n^/h的流量送入二号搅拌罐内，按0.135L/m3的投加量，再向二号搅拌罐内的矿浆中投加处理剂，在常温、搅拌机转速为15转/min的条件下，搅拌矿浆至PH值为9，搅拌时间为2min，加速尾矿浆的絮凝，处理剂配制如下按下列质量比取原料硫酸铁:硫酸铝:三氯化铁=1:0.3:0.06，先将硫酸铁溶于水中至饱和液后，向饱和液中加入硫酸铝和三氯化铁，再按10g/L的量配入浓度为98。/。的硫酸，搅拌均匀即得处理剂；D、将上述C步骤的尾矿浆按290m3/h的流量送入工业微波炉中，在功率为50kw，频率为915MHz的条件下，微波处理尾矿浆1秒，经过微波处理后的尾矿水PH值为8.5;E、将上述经D步骤的微波处理后的尾矿浆送入浓密池中，沉淀300分钟，以促进尾矿水中颗粒碰撞，形成矾花，产生接触凝聚和吸附作用，发生泥水分离，分离后的溢流水回收循环使用，底泥送尾矿坝后容易形成干滩而方便存放。下面通过具体试验来验证本发明的效果。试验目的验证本发明的处理剂和工业微波炉对尾矿浆的双重作用。条件尾矿浆投加处理剂并经过工业微波炉处理。1、小型试验(2000ml量筒)验证本发明工艺的作用(1)小型试验尾矿浆自然沉降与本发明处理平均出水率比较见图2。(2)小型试验(2000ml量筒)结果分析①与尾矿浆自然沉降相比，在相同沉降时间内，配加处理剂经微波处理的尾矿浆平均出水率提高5.5个百分点，平均出水量提高了1.12ml/min，证明配加本发明的处理剂和工业微波炉对加速尾矿的固液分离有一定的作用；②对比上清液的色度表明，加本发明的处理剂经微波处理的尾矿浆上清液色度较小，说明本发明的处理剂和工业微波炉对改善水色度有明显的作用。2、中型试验(2mVK箱)验证本发明的作用(1)中型试验图表比较见图3。(2)中型沉降试验结果分析-从数据分析，在2nf水箱试验中，沉降时间与出水率和平均出水量基本呈线性关系。添加本发明的处理剂并经微波处理后，—随沉降时间的增加，出水率逐渐提高。在160分钟时，配加本发明的处理剂经微波处理出水比未配加处理剂经微波处理出水平均出水率提高约5个百分点，并有继续增加的趋势。3、工业试验(4)53m浓密池)验证本发明的作用(1)经本发明处理①53m浓密池运行情况①①53m浓密池外观比较本发明处理后①53m浓密池在直径10m范围内上清液混浊，主要原因是尾矿水大量流入。在直径1045m范围内上清液比较清澈。在直径4553m范围内上清液稍微混浊，原因是4)53m浓密池未连续排泥，部分沉积底泥因小车运行扰动而发生再次悬浮。上清液和底泥界限清晰。本发明运行期①53米浓密池情况<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>②上清液深度增加、底流浓度升高，溢流水色度改善。根据溢流水悬浮物分析结果表明基准期溢流水在排底流3小后悬浮物为4643mg/l，而使用本发明工艺处理的溢流水在排底流3小后悬浮物仅为14mg/l，证明微波工艺对降低悬浮物有显著作用。③基准期与本发明工艺处理平均上清液深度、底流浓度比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>④经本发明工艺处理①53m浓密池溢流水水质分析比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)工业试验结果分析工业试验表明与基准期数据对比，尾矿浆经过本发明的处理剂和微波的双重作用，上清液平均深度提高了92.24%，延长了4)53m浓密池出达标溢流水的时间，平均底流浓度提高了64.32%，证明处理剂和工业微波炉的双重作用对加速尾矿桨的固液分离效果显著，同时明显改善了上清液色度，上清液和底泥分界清晰，4)53m浓密池溢流水水质达到设计指标。4、适宜处理剂种类和配比探索试验目的探索不同种类处理剂、不同配加量经微波处理对尾矿浆的沉降影响，确定适宜的处理剂种类和投加配比。条件尾矿浆投加处理剂并经过工业微波炉处理。—不同条件下4>53米浓密池试验对比4>53米浓密池试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>处理剂种类和配比探索试验结果分析(1)尾矿桨的出水量与浓度有密切的关系；(2)投加适量处理剂经微波处理后，出水量增加，平均底流浓度提高到35.64%;(3)投加微量处理剂通过微波处理后，出水量明显增加，平均底流浓度提高到30.75%。应用本发明的废水微波处理技术处理上厂尾矿浆后，溢流水水质指标均达到考核矛！9具体结果见下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>底流浓度由21.69%增加到35.64%，增加了64.32%。日平均回水量由基准期的1692.61113增至2914.21m3，日平均净增回水1221.61m3，增加72.2%。工业试验研究证明本发明处理技术对加速铁尾矿浆的固液分离、增加回水量、改善回水水质有明显的作用。该工业试验的成功，扩展了微波污水处理技术的应用范围，从处理浓度较低的城市污水到处理浓度高、难沉降的铁选厂尾矿水，在技术上有质的飞跃和突破。废水微波处理技术的应用实施，提高了尾矿排放浓度，为实现尾矿存储安全，降低了尾矿库的安全威胁，为实现尾矿干堆提供了技术支持。权利要求1、一种利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，其特征在于经过下列工艺步骤A、将尾矿浆送入调节池后，控制尾矿浆浓度至9％～11％；B、将调节池的尾矿浆以160～292m3/h的流量自调节池送入搅拌罐内，同时按0.25～0.35kg/m3的投加量，向尾矿浆中投入生石灰，室温下搅拌矿浆至PH值为10～14；C、按0.117～0.135L/m3的投加量，再向矿浆内投加处理剂，室温下搅拌矿浆至PH值为6～9，以加速尾矿浆的絮凝；D、将上述C步骤的尾矿浆按160～292m3/h的流量送入工业微波炉中，在功率为40～50kw，频率为915MHz的条件下，微波处理尾矿浆1～2秒，经过微波处理后的尾矿水PH值为6.5～8.5；E、将上述经D步骤的微波处理后的尾矿浆送入浓密池中，沉淀240～300分钟后，溢流水回收循环使用，底泥送尾矿坝存放。2、根据权利要求1所述的利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，其特征在于所述C步骤的处理剂配制如下按下列质量比取原料硫酸铁:硫酸铝三氯化铁=1:0.l0.3:0.030.06，先将硫酸铁溶于水中至饱和液后，向饱和液中加入硫酸铝和三氯化铁，再按810g/L的量配入浓度为98%的硫酸，搅拌均匀即得处理剂。3、根据权利要求1所述的利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，其特征在于所述B步骤的搅拌机转速控制在1220转/min。4、根据权利要求1所述的利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，其特征在于所述C步骤的搅拌机转速控制在1220转/min。全文摘要本发明提供一种利用微波处理铁矿选厂尾矿水的方法，经过下列工艺步骤尾矿浆送入调节池调节浓度至9％～11％，以160～292m³/h的流量自调节池送入搅拌罐内，同时按0.25～0.35kg/m³的投加量，向尾矿浆中投入生石灰，室温下搅拌矿浆至pH值为10～14，按0.117～0.135L/m³的投加量，再向矿浆内投加处理剂，室温下搅拌矿浆至pH值为6～9，按160～292m³/h的流量送入工业微波炉中，在功率为40～50kw，频率为915MHz的条件下，微波处理尾矿浆1～2秒，送入浓密池中沉淀240～300分钟，溢流水回收循环使用，底泥送尾矿坝存放。实现了尾矿水的循环利用，既解决了水资源紧缺的问题，又避免湿滩带来的安全隐患，还减低了生产成本。文档编号C02F1/52GK101391847SQ20081005898公开日2009年3月25日申请日期2008年9月27日优先权日2008年9月27日发明者叶亚雄,徐有生,徐永仁,玲林,罗明发,谢德良,钟粤琼申请人:昆明钢铁集团有限责任公司