专利名称：一种利用磷石膏处理矿山酸性含铜废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种含铜废水处理，更具体的说涉及利用废弃磷石膏处理矿山酸性含 铜废水的方法。
背景技术：
矿山含铜酸性废水的治理是国内外硫化铜矿山目前共同面临的问题。矿山酸性含 铜废水主要来自采矿生产中排出的矿坑废水、废石场的雨淋废水以及选矿厂车间废水和尾 矿坝溢流水等。其特点是废水PH值低，水量大，含重金属离子和成分复杂等。由于金属矿 山，尤其是有色金属矿山往往伴生着多种金属硫化物，在开采或选矿过程中，这些矿物在空 气、水和细菌的共同作用下，形成硫酸、金属硫酸盐，并溶出矿石中的多种金属离子，因而形 成含有铜、铁、锌、镉等的酸性废水。矿山酸性含铜废水排入环境后，会使水体PH值发生变 化，破坏水体的自然缓冲作用，消灭或抑制细菌及微生物的生长，妨碍水体自净，导致水体 出现发臭、变绿等现象。而且酸性水会严重腐蚀管道、水泵、水泥构筑物以及其它机械设备， 给人们的健康、生活及生产带来巨大的威胁。目前，矿山酸性含铜废水处理的常见方法有化 学沉淀法、氧化还原法、溶剂萃取法、离子交换法等。(1)化学沉淀法。利用铜的氢氧化物和硫化物溶解度小的性质，通过调整废水的 PH值或在废水中添加硫化物从而去除废水中的铜离子的方法。(2)氧化还原法。在处理矿山含铜废水时，可以利用铁屑置换废水中的铜离子，使 铜离子还原为金属铜而除去。(3)溶剂萃取法。利用铜离子在有机相和水相中溶解度不同，使铜离子浓缩于有 机相中，从而达到去除或降低水中铜离子含量的分离方法。该方法可同时回收有价金属铜。 但处理后废水往往不能达到排放标准，需要进一步处理。(4)离子交换法。该方法是铜离子与离子交换树脂发生交换，以达到富集铜离子、 消除或降低废水中铜离子的目的。磷石膏是湿法磷酸生产时排出的一种工业废渣，我国目前每年的磷石膏排放量已 超过2000万吨，而其利用率却非常低，不仅产生较多的环境问题，也给排放企业带来比较 重的经济负担。随着高浓度磷复肥产量的增加，低品味磷矿用得越来越多，磷石膏的产生量 也越来越大。因此，磷石膏的处置和利用在我国越来越得到人们的关注。磷石膏处理是一个世界性的难题，世界许多国家也曾做了大量研究，从目前在工 业和农业以及建筑材料方面的应用看，效果均不甚理想，存在着方方面面的问题。目前，发 达国家在磷石膏综合利用方面已涉及到多个行业，其中主要用于制作建筑材料(石膏胶凝 材料)、生产水泥缓凝剂、制取硫酸钙、制硫酸联产水泥、土壤改良剂以及作为化工原料等。在公开号为CN1760138A的专利中公开了一种用粉煤灰处理矿井废水的方法。包 括以下步骤1)将粉煤灰与矿井废水在反应池中充分搅拌混合，每升水中添加5到10克的 粉煤灰，常温下反应10到15分钟；2)反应结束后将含有粉煤灰的矿井废水在沉淀池中沉 淀45到60分钟，使渣水分离；3)渣水分离后的矿井废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准。处理后的矿井废水，悬浮物、CODcr、色度等指标可达到回用水标准。在公开号为CN1273944A的专利中公开了一种利用粉煤灰处理废水、污水的方法。 该方法利用发电厂的粉煤灰堆存场作为渗滤床和氧化场，将待处理的废水、污水输送到发 电厂的粉煤灰堆场，使其流经粉煤灰层，渗滤液进入集水构筑物内，再有集水构筑物中排 出。但该发明存在很多缺点，1)将废水由管道输送到火力发电厂的粉煤灰堆存场进行处 理，需要消耗大量管材，工程投资大；2)需将火力发电厂的粉煤灰堆存场变为城市污水处 理厂，实际操作当中不方便操作管理。由于磷石膏是一种工业副产物，成本很低，使其成为一种处理矿山酸性含铜废水 的吸附剂，可为大量堆存的磷石膏的处理和应用找到新的途径，同时也为矿山酸性含铜废 水的处理提供廉价的吸附剂，吸附饱和后的磷石膏还可作为制备建筑材料的原料，实现了 工业废物之间的循环利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用磷石膏处理矿山酸性含铜废水的方法。本方法用磷 石膏作为吸附剂，在常温、常压条件下，实现对矿山含铜酸性废水的处理。该方法经济、高 效，处理后的矿山酸性含铜废水重金属离子、悬浮物、色度等指标可以回用水标准。本发明按以下步骤完成(1)将磷石膏与矿山含铜酸性废水在反应池中充分混合搅拌，每立方水中添加10 到20千克的磷石膏，常温下反应15到40分钟；(2)反应结束后将含有磷石膏的矿山含铜酸性废水在沉淀池中沉淀40到60分钟， 使渣水分离；(3)渣水分离后的矿山含铜酸性废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准；(4)渣水分离后的磷石膏经脱水、干燥后，作为建材使用。本发明在分析矿山含铜酸性废水理化性质的基础上，从资源综合利用的角度，以 磷石膏为吸附剂，将矿山含铜酸性废水中的铜、锌等多种重金属去除，同时还可以降低色 度，去除一部分有机物，达到以废治废的目的。而吸附后的磷石膏经过脱水、干燥后可以作 为建材。由于磷石膏是一种工业副产物，成本很低，可以为企业减轻负担，有很好的应用前 景。如果能有效利用，使其成为一种吸附剂来源，不仅可以实现磷石膏的资源化利用，还可 为重金属废水的治理提供一种较为廉价的吸附剂。本发明与现有技术比较具有的主要优点如下1)处理费用低。磷石膏是一种工业废渣，无需改性，与活性炭等相比，成本非常低。
2)无需外加能源。膜分离、离子交换法等处理矿井水时都需要外加能源，而本发明 作为一种吸附法，无需外加能源。3)可在常温、常压下操作。4)本发明利用磷石膏的吸附性能，将其资源化利用，对于解决磷石膏堆存所带来 的占用土地及污染环境等问题具有实际的意义；5)磷石膏经处理后可作为建筑材料继续利用。
下面结合附图以实例进一步说明本发明的实质内容，但各实例不构成对本发明的 限制。图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明详细步骤为矿山酸性含铜废水首先通过格栅，去除大颗粒无机物及漂浮物，然后进入反应池； 在反应池中，将磷石膏与矿山含铜酸性废水在反应池中充分混合搅拌，每立方水中添加10 到20千克的磷石膏，常温下反应15到30分钟，温度低时可以适当延长反应时间。反应结 束后将含有磷石膏的矿山含铜酸性废水在沉淀池中沉淀45到60分钟，使渣水分离；渣水分 离后的矿山含铜酸性废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准。处理后的矿山含铜酸性废 水，悬浮物、CODcr、色度等指标可达到回用水标准；渣水分离后的磷石膏经脱水、干燥后，可 作为建材使用。可将上述构筑物做些变换，如将反应池、沉淀池等合并为一个池子，或者省去格栅 等均可。所用废水取自云南某矿井，铜含量为20g/m3。具体步骤是(1)原料化学成分磷石膏的主要化学成分见下表。表1磷石膏的主要化学成分
LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3P2O5F附着 水分结晶 水11.7012.650.260.2931.650.3138.531.630.482.8013.15(2)将磷石膏与矿山含铜酸性废水在反应池中充分混合搅拌，每立方水中添加10 到20千克的磷石膏，常温下反应15到40分钟；(3)反应结束后将含有磷石膏的矿山含铜酸性废水在沉淀池中沉淀40到60分钟， 使渣水分离；(4)渣水分离后的矿山含铜酸性废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准。处理 后的矿山含铜酸性废水，悬浮物、CODcr、色度等指标可达到回用水标准。(5)渣水分离后的磷石膏经脱水、干燥后，可作为建材使用。实施例1 将改性磷石膏以10kg/m3的量加入废水中，混合并搅拌，接触15分钟后 过滤，测定处理后的滤液中铜的含量为3mg/L。实施例2 将改性磷石膏以10kg/m3的量加入废水中，混合并搅拌，接触30分钟后 过滤，测定处理后的滤液中铜的含量为2mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中 三级标准。实施例3 将改性磷石膏以15kg/m3的量加入废水中，混合并搅拌，接触15分钟后 过滤，测定处理后的滤液中铜的含量为2mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中 三级标准。实施例4:将改性磷石膏以15kg/m3的量加入上述冶炼废水中，混合并搅拌，接
5触30分钟后过滤，测定处理后的滤液中铜的含量为1. Omg/L，达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)中 二级标准。
权利要求
1. 一种利用磷石膏处理矿山酸性含铜废水的方法，其特征在于包含有以下步骤(1)将磷石膏与矿山含铜酸性废水在反应池中充分混合搅拌，每立方水中添加10到20 千克的磷石膏，常温下反应15到40分钟；(2)反应结束后将含有磷石膏的矿山含铜酸性废水在沉淀池中沉淀40到60分钟，使渣 水分离；(3)渣水分离后的矿山含铜酸性废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准；(4)渣水分离后的磷石膏经脱水、干燥后，作为建材使用。
全文摘要
本发明公开了一种利用磷石膏处理矿山酸性含铜废水的方法，含有以下步骤(1)将磷石膏与矿山含铜酸性废水在反应池中充分混合搅拌，每立方水中添加10到20千克的磷石膏，常温下反应15到40分钟；(2)反应结束后将含有磷石膏的矿山含铜酸性废水在沉淀池中沉淀40到60分钟，使渣水分离；(3)渣水分离后的矿山含铜酸性废水上清液经过滤池过滤达到回用水标准；(4)渣水分离后的磷石膏经脱水、干燥后，作为建材使用。本发明处理费用低。本发明作为一种吸附法，无需外加能源。可在常温、常压下操作。本发明利用磷石膏的吸附性能，将其资源化利用，对于解决磷石膏堆存所带来的占用土地及污染环境等问题具有实际的意义，磷石膏经处理后可作为建筑材料继续利用。
文档编号C02F1/28GK102001720SQ20101028423
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者付廷栋, 任治忠, 刘梦雪, 方祖国, 李迎, 杨晓静, 杨月红, 舒敦涛 申请人:昆明理工大学