所加化学品的量随该化学品的铝 含量而改变。对于钙矾石沉淀过程，15分钟为足够的保留时间，但更长的沉淀过程提高了硫 酸盐的除去和沉淀物的形成。
[0114] 实施例2
[0115] 如本发明的说明书所述，工艺路线的选择取决于与在随后的钙矾石沉淀步骤（b) 中钙矾石产量的设计化学计算量数量相比，在石膏沉淀步骤（a)中的设计石膏产量。如果 在石膏沉淀步骤中所沉淀的石膏固体的量大于在钙矾石沉淀步骤中所沉淀的钙矾石固体 的10重量％的设计化学计量数量，则任选的石膏固体分离步骤可为有益的。然后分离过程 有益于避免增加由石膏的再溶解所导致的铝化合物的消耗量，所述石膏的再溶解由降低的 硫酸盐水平所引起。如果在石膏沉淀步骤中所沉淀的石膏固体的量小于或等于在钙矾石沉 淀步骤中所沉淀的钙矾石固体的10重量％的设计化学计量数量，则通常不使用任选的石 膏固体分离步骤。
[0116] 表1示出了工艺选择的实例，其基于在石膏沉淀步骤中不同水平的硫酸盐输入浓 度导致产生不同量的石膏。石膏和钙矾石固体的产量根据方程式1和2估计。
[0117] 表1.根据相对于钙矾石产量的理论石膏产量的工艺路线选择的实施例
[0118]
【主权项】
1. 一种除去废水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的方法，所述方法包括以下步 骤： 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， 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， 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 离固体从而制备第一溶液， 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 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。
2. 权利要求1的方法，其中在石膏沉淀步骤a)和钙矾石沉淀步骤b)之间不进行石膏 除去步骤。
3. 权利要求1的方法，其中石膏沉淀步骤a)之后是石膏除去步骤，其中进行固-液分 离以从第一污泥中除去沉淀的石膏。
4. 前述权利要求中任一项的方法，其中废水为工艺水、流出液或含硫酸盐的水，如矿井 水、选矿机中的循环水或选矿机中的排放水。
5. 前述权利要求中任一项的方法，其中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、碳酸钙及其混合物。
6. 前述权利要求中任一项的方法，其中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、氯化铝、活性含铝酸盐矿物质，如高岭土，或其混合物。
7. 前述权利要求中任一项的方法，其中铝化合物选自铝酸钙、铝酸钠、氯化铝、铝酸钙 水泥、氢氧化错和高岭土（Al2Si205(0H)4),或其混合物。
8. 前述权利要求中任一项的方法，其中在钙矾石沉淀步骤中的保留时间为10至60分 钟，通常为15至30分钟。
9. 前述权利要求中任一项的方法，其中在钙矾石沉淀步骤中A1 3+/SO广的摩尔比约为 2:3 至 1:1。
10. 前述权利要求中任一项的方法，其中通过沉降、过滤和/或澄清进行固-液分离。
11. 前述权利要求中任一项的方法，其中在第一分离步骤中分离的固体包含钙矾石和 任选的石膏、碳酸钙、金属氢氧化物以及其他的该方法进料材料中存在的惰性组分。
12. 前述权利要求中任一项的方法，其中将在第一分离步骤中分离的部分或全部固体 再循环回到石膏沉淀步骤和/或钙矾石沉淀步骤。
13. 前述权利要求中任一项的方法，其中在中和步骤中，碳酸化剂选自C02、碳酸氢钠和 碳酸钠。
14. 前述权利要求中任一项的方法，其中在中和步骤中，将第一溶液与碱接触从而增加 钙的沉淀。
15. 权利要求14的方法，其中所述碱为氢氧化钠。
16. 前述权利要求中任一项的方法，其中废水包含硫代酸盐并且废水在向石膏沉淀步 骤进料之前被氧化。
17. 前述权利要求中任一项的方法，其中第一钙化合物为氢氧化钙。
18. 前述权利要求中任一项的方法，其中第二钙化合物为氢氧化钙。
19. 前述权利要求中任一项的方法，其中铝化合物为铝酸钠。
20. 前述权利要求中任一项的方法，其中如果在石膏沉淀步骤（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 在步骤a)和b)之间进行石膏除去步骤。
21. 前述权利要求1至19中任一项的方法，其中如果在石膏沉淀步骤（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，则不进行石膏除去步骤。
22. -种用于除去废水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的装置，所述装置包含： a) 石膏沉淀单元，其适用于通过将废水与第一钙化合物或包含钙化合物的第一材料接 触，以制备含有石膏的第一污泥， b) 钙矾石沉淀单元，其适用于通过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，以制备含有钙矾石和石膏的第二污泥， c) 第一分离单元，其适用于通过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， d) 中和单元，其适用于通过将第一溶液与碳酸化剂接触以中和第一溶液，并且因此以 碳酸钙的形式沉淀出第一溶液中所含的钙，以及 e) 第二分离单元，其适用于通过从第一溶液中分离出沉淀的碳酸钙而进行固液分离， 并因此得到具有降低的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属含量的水。
23. 权利要求22的装置，其中石膏沉淀单元之后为石膏除去单元，所述石膏除去单元 适用于进行固_液分离以从第一污泥中除去沉淀的石膏。
24. -种装置，其包括用于进行权利要求1至21任一项的方法的步骤的设备。
25. -种控制用于除去废水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的钙矾石沉淀过程 的方法，包括： 将污泥流供给至反应罐中以用于钙矾石沉淀； 将化学计量数量或稍微过量的铝化合物或包含铝化合物的材料，以及化学计量数量的 钙化合物或包含钙化合物的材料供给至反应罐中； 在钙矾石沉淀过程中测量反应罐内溶液的pH; 如果所测的pH不在预定的pH水平，则将一个以上的添加剂量的钙化合物或包含钙化 合物的材料供给至反应罐中，从而将溶液的pH调节至预定的pH水平。
26.权利要求25的方法，其中预定的pH水平在约10. 5至约12. 5的范围内，以及其中 钙化合物或包含钙化合物的材料的pH优选在约10. 5至约12. 5内的范围内。
27. -种用于实施权利要求25至26任一项的控制方法的控制系统，包括 进料阀或泵，配置其以将铝化合物或包含铝化合物的材料供给至反应罐中； 进料阀或泵，配置其以将钙化合物或包含钙化合物的材料供给至反应罐中； pH测量单元，配置其以测量反应罐中溶液的pH;以及 控制器，配置其以控制用于首次将化学计量数量的钙化合物或包含钙化合物的材料供 给至反应罐中的进料阀，以及如果所测的pH不在预定的pH水平时，则所述控制器配置成控 制用于随后将一个以上的添加剂量的钙化合物或包含钙化合物的材料供给至反应罐中的 进料阀，从而将溶液的pH调节至预定的pH水平。
28. -种计算机程序，当所述程序在一台以上的计算机或处理器上运行时，其包含用于 进行权利要求25至26任一项的方法的程序代码。
【专利摘要】本发明涉及一种用于除去废水中的硫酸盐、钙和/或可溶性金属的方法和装置，该方法包括以下步骤：a)石膏沉淀步骤b)钙矾石沉淀步骤，c)第一分离步骤，d)中和步骤和e)第二分离步骤，从而得到具有降低的硫酸盐、钙和/或可溶性金属含量的水。该废水为工艺水、流出液或含硫酸盐的水，如矿井水、选矿机中的循环水或选矿机中的排放水。
【IPC分类】C02F103-10, C02F1-52, C02F1-58
【公开号】CN104603068
【申请号】CN201380046407
【发明人】L·纳瓦塔罗, T·范德米耶, B·柯斯蒂安斯
【申请人】奥图泰（芬兰）有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年8月22日
【公告号】CA2881769A1, EP2888206A1, WO2014033361A1