一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法 |
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| 申请号 | CN202311275585.3 | 申请日 | 2023-09-28 | 公开(公告)号 | CN117324122A | 公开(公告)日 | 2024-01-02 |
| 申请人 | 昆明理工大学; | 发明人 | 方建军; 董诗钦; 何海洋; 魏志聪; 刘殿文; 申培伦; 邱芝莲; 彭礼国; 秦双; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种磷 石膏 废 水 和高硫 铜 尾矿 综合利用方法，具体涉及废 水处理 资源综合利用领域。首先，在磷石膏废水中加入浓度为40％的水玻璃制成改性废水，高硫铜尾矿脱泥后的矿浆中加入改性废水作为活化剂，乙基黄药、异丁基黄药和异戊基黄药作为组合捕收剂，二号油作为起泡剂，在一粗三扫三精的条件下获得硫品位较高的硫精矿，且硫回收率较高。该方法有效解决了磷石膏库废水储量大，处理成本高以及选铜尾矿的环境问题，以废治废，产出高品质硫精矿，实现了选铜尾矿与磷石膏库废水的综合利用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法，其特征在于：由磷石膏废水和水玻璃配制成的改性废水作为活化剂对高硫铜尾矿进行浮选，活化剂在粗选过程中加入。 |
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| 说明书全文 | 一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法技术领域背景技术[0002] 磷石膏是湿法制磷酸及磷肥类工业在生产中产生的固体废弃物，我国磷石膏年产3‑ 2‑ 2‑ 量约7000万吨，产量巨大。堆存时易产生大量磷石膏库废水，其含有一定PO4 、SO4 、F ，pH约为1.5‑4.5，对周围环境危害大。磷石膏库需相应技术进行防渗漏处理，经济消耗巨大。因此，磷石膏库废水的高效处理具有环保和经济的重要意义。 [0003] 目前，磷石膏库废水处理的主要方式是用生石灰进行中和沉浞，最后得到符合排放标准的回水，以及Ca3(PO4)2和CaF为主要成分的废渣，废水处理消耗大。 [0004] 黄铁矿是最丰富的硫化物矿物，常与有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、金和煤等价矿物伴生。浮选是常用的分离方法。受制于自身经济价值低等原因，工业上多以大量石灰作为黄铁矿抑制剂，在高碱条件下回收其他高价金属，因此，黄铁矿常存在于尾矿中。但含硫尾矿在堆存过程中受自然氧化，容易产生大量酸性废水，进而引发严重环境问题，增加治理成本。 发明内容[0005] 为解决上述问题，本发明提供一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法，实现磷石膏库废水和含硫尾矿的综合利用。 [0006] 本发明的技术方案为：一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法，在粗选过程加入的活化剂为由磷石膏库废水和水玻璃制成配制成的改性废水。 [0007] 优选的，所述改性废水具体配制方法如下所述：在磷石膏库废水中加入水玻璃，当混合液的pH＝5‑6时停止加入水玻璃，其中使用的水玻璃浓度为40％。 [0008] 优选的，所述磷石膏废水来源于磷化工厂磷石膏库堆存废水 [0009] 优选的，所述改性废水的添加量为：2000‑3000g/t。 [0010] 优选的，所述综合利用方法具体包括以下步骤： [0011] (1)将改性废水作为活化剂，加入高硫铜尾矿中，调节pH至7‑8。 [0012] (2)在步骤(1)得到的选矿浆中组合捕收剂、起泡剂，在一粗三扫三精的流程下获得硫精矿和尾矿。 [0013] 优选的，步骤(2)中组合捕收剂由乙基黄药、异丁基黄药和异戊基黄药组成，其中乙基黄药、异丁基黄药和异戊基黄的添加质量比例为3：5：2；起泡剂为二号油。 [0014] 优选的，步骤(2)中粗选需要同时加入组合捕收剂、起泡剂，添加比例为捕收剂I150‑250g/t、起泡剂20‑30g/t，作业时间为5‑6分钟；三次扫选只添加组合捕收剂、起泡剂，扫选I添加比例为组合捕收剂30‑50g/t、起泡剂10‑20g/t；扫选II添加比例为组合捕收剂10‑20g/t、起泡剂5‑10g/t；扫选III添加比例为组合捕收剂5‑10g/t，每此扫选作业时间为 5‑6分钟；三次精选不添加任何药品，每次作业时间为4‑5分钟。 [0015] 优选的，所述高硫铜尾矿为高碱性石灰抑制黄铁矿选铜尾矿。 [0016] 本发明实验原理为：由磷石膏库废水配入40％浓度水玻璃制成pH5‑6改性废水，作为高硫铜尾矿活化剂。 [0017] (1)高硫铜尾矿矿浆呈高碱性，可以达到中和改性废水的目的； [0018] (2)高硫铜尾矿中含有大量Ca2+可以与改性废水中PO43‑、SO42‑、F2‑形成沉淀，既使3‑ 2‑ 废水排放达到准，同时也达到黄铁矿解抑的目的；(3)改性废水中富含PO4 ，SiO3 具有良好的分散能力，有助于在高硫铜尾矿中抑制脉石矿物，产出高品质硫精矿。 [0019] 本发明的有益效果 [0020] (1)本发明以改性废水为高碱石灰抑制的黄铁矿活化剂，解决了磷石膏库废水含3‑ 2‑ 2‑ PO4 、SO4 、F 且pH较低的污染问题，同时实现选铜尾矿高效活化回收。 [0021] (2)本发明提出的一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法，操作简单，材料来源广泛，成本低廉，对于选矿企业和磷化工企业经济效益显著。 [0022] (3)本发明提出的一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法，有效解决了磷石3‑ 2‑ 膏库废水PO4 、F 污染问题的同时，产出高品质硫精矿，具有环保和资源二次利用的多重意义。 [0024] 图1处理流程图。 具体实施方式[0025] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明 [0026] 实施例1 [0027] 磷石膏库废水取自云南某磷化工厂，各物质含量见表1。尾矿原料取自云南某铜选厂脱泥后高硫铜尾矿，pH值≥12硫品位10‑11％，其中硫铁矿主要以黄铁矿存在，脉石矿物主要以石英，铝硅酸盐存在，浮选药剂用量如表2所示。 [0028] 表1磷石膏库废水基本性质(mg/L) [0030] 表2实施例1浮选药剂用量 [0031] [0032] 具体操作步骤如下所述： [0033] (1)将水玻璃配置成40％的浓度，加入磷石膏库废水，当pH＝5时停止水玻璃的加入，得到改性废水。 [0034] (2)将步骤(1)得到的改性废水作为活化剂，加入高硫铜尾矿中，调节pH至7。 [0035] (3)在矿浆体系中以组合捕收剂作为黄铁矿捕收剂，二号油作为起泡剂，经一次粗选，粗选作业时间为：5分钟，三次扫选，每次扫选时间为：6分钟，三次精选，每次精选作业时间为：5分钟，获得硫精矿，其中间产品按顺序返回。排放废水指标符合国家污水排放标准见表3。在废水排放达到国家标准的同时产出黄铁矿。产品指标见表4。 [0036] 表3实施例1废水污染物含量 [0038] 表4实施例1产品指标 [0039]作业产品 产率(％) 品位(％) 回收率(％) 精矿 19.33 48.89 90.78 尾矿 80.67 1.19 9.22 原矿 100.00 10.41 100.00 [0040] 从表4结果看出，在中和磷石膏库废水后加入组合捕收剂，起泡剂进行浮选流程为一粗三扫三精，硫回收率达到90.78％，获得了较高的硫的回收率，硫精矿产品中硫品位达到48.89％，得到了较高的硫精矿指标。本专利所述一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法在有效解决环境问题的同时带来可观经济效益，以废治废，实现磷石膏库废水与高硫铜尾矿的综合利用。 [0041] 实施例2 [0042] 该实施例所用磷石膏库废水和尾矿原料与实施例1相同，浮选药剂用量如表5所示。 [0043] 表5实施例2浮选药剂用量 [0044] [0045] 具体操作步骤如下所述； [0046] (1)将水玻璃配置成40％的浓度，加入磷石膏库废水，当pH＝5时停止水玻璃的加入，得到改性废水。 [0047] (2)将步骤(1)中得到的改性废水作为活化剂，加入高硫铜尾矿中，调节pH至7。 [0048] (3)在矿浆体系中以组合捕收剂作为黄铁矿捕收剂，二号油作为起泡剂，经一次粗选，粗选作业时间为：6分钟，三次扫选，每次扫选时间为：5分钟，三次精选，每次精选作业时间为：4分钟，获得硫精矿，其中间产品按顺序返回。排放废水指标符合国家污水排放标准见表6。在废水排放达到国家标准的同时产出黄铁矿。产品指标见表7。 [0049] 表6实施例2废水污染物含量 [0050] 污染物 含量(mg/L) 国家标准(mg/L)氟化物 6 10 磷酸盐(以P计) 0.39 0.5 硫酸盐 477.45 1500 [0051] 表7实施例2产品指标 [0052] 作业产品 产率(％) 品位(％) 回收率(％)精矿 19.49 47.92 89.74 尾矿 80.51 1.33 10.26 原矿 100.00 10.41 100.00 [0053] 从表7结果看出，在中和磷石膏库废水后加入组合捕收剂，起泡剂进行浮选流程为一粗三扫三精，硫回收率达到89.74％，获得了较高的硫的回收率，硫精矿产品中硫品位达到47.92％，得到了较高的硫精矿指标。本专利所述一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法在有效解决环境问题的同时带来可观经济效益，以废治废，实现磷石膏库废水与高硫铜尾矿的综合利用。 [0054] 实施例3 [0055] 该实施例所用磷石膏库废水和尾矿原料与实施例1相同，浮选药剂用量如表8所示： [0056] 表8实施例3浮选药剂用量 [0057] [0058] 具体操作步骤如下所述： [0059] (1)将水玻璃配置成40％的浓度，加入磷石膏库废水，当pH＝5时停止水玻璃的加入，得到改性废水。 [0060] (2)将步骤(1)中得到的改性废水作为活化剂，加入高硫铜尾矿中，调节pH至7。 [0061] (3)在矿浆体系中以组合捕收剂作为黄铁矿捕收剂，二号油作为起泡剂，经一次粗选，粗选作业时间为：5分钟，三次扫选，每次扫选时间为：5分钟，三次精选，每次精选作业时间为：4分钟，获得硫精矿，其中间产品按顺序返回。排放废水指标符合国家污水排放标准见表9。在废水排放达到国家标准的同时产出黄铁矿。产品指标见表10。 [0062] 表9实施例3废水污染物含量 [0063]污染物 含量(mgL) 国家标准(mg/L) 氟化物 6 10 磷酸盐(以P计) 0.42 0.5 硫酸盐 483.56 1500 [0064] 表10实施例3产品指标 [0065]作业产品 产率(％) 品位(％) 回收率(％) 精矿 19.67 46.88 88.57 尾矿 80.33 1.48 11.43 原矿 10.00 10.41 100.00 [0066] 从表10结果看出，在中和磷石膏库废水后加入组合捕收剂，起泡剂进行浮选流程为一粗三扫三精，硫回收率达到88.57％，获得了较高的硫的回收率，硫精矿产品中硫品位达到46.88％，得到了较高的硫精矿指标。本专利所述一种磷石膏废水和高硫铜尾矿综合利用方法在有效解决环境问题的同时带来可观经济效益，以废治废，实现磷石膏库废水与高硫铜尾矿的综合利用。 [0067] 对比实施例1 [0068] 作为对比例，以石灰中和处理磷石膏库废水，调节pH为中性，石灰用量为14000g/t，废水含磷含氟量见表11。 [0069] 表11对比实施例1废水污染物含量 [0070]污染物 含量(mg/L) 国家标准(mg/L) 氟化物 7 10 磷酸盐(以P计) 0.44 0.5 硫酸盐 504.68 1500 [0071] 从表11可以得出，用石灰处理磷石膏库废水时，废水排放达到标准。但其仅能处理废水问题，得到的固体无实际价值，且处理需使用大量石灰，污水治理成本较高。 [0072] 通过实施例1和对比实施例1的比较发现，与传统磷石膏库废水处理方法相比，本发明所述一种磷石膏库废水和高硫铜尾矿综合利用方法能更有效实现磷石膏库废水处理以及高硫铜尾矿中黄铁矿的高质量回收，协同作用显著，活化效果好，以废治废，实现了磷石膏库废水和高硫铜尾矿的综合利用。 |
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