本發(fā)明屬于選礦廢水回用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，尤其適用于環(huán)境脆弱、水資源緊缺地區(qū)的礦山生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
選礦廢水主要包括選礦工藝排水、尾礦池溢流水和礦場排水等。選礦工藝排水一般是與尾礦漿一起輸送到尾礦池，統(tǒng)稱為尾礦水，因此選礦廢水處理也稱為尾礦水處理。選礦廢水中的污染物主要有懸浮物、酸堿、重金屬離子和砷、氟、選礦藥劑、化學(xué)耗氧物質(zhì)以及其他的一些污染物如油類、酚、銨、膦等等。其中，對于鋰輝石選礦，其尾水中主要污染物有懸浮物、堿、選礦藥劑、化學(xué)耗氧物，若將尾礦水直接排放，將會給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來巨大災(zāi)難。
隨著礦山開發(fā)量的不斷增長，環(huán)保工作的不斷加強，選礦尾水的治理作為礦山環(huán)境工程的一部分已引起各方面的重視。其中2016年6月四川省國土資源廳發(fā)布了四川省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2016-2020)，規(guī)劃中明確指出：研發(fā)尾水回用技術(shù)，實現(xiàn)多金屬礦的綜合利用及尾水零排放(具體參見規(guī)劃九、重大工程)。相關(guān)的礦山企業(yè)也開始積極開展選礦尾水的處理、回用研究工作。
可可托海稀有公司下屬的鋰礦礦業(yè)公司，多年來，其選礦尾水一直經(jīng)尾礦壩內(nèi)自然沉降后直接排入河道，尾礦中的固體懸浮物超標(biāo)，影響了公司的環(huán)保工作，礦業(yè)公司利用自身力量，積極開展了尾水處理研究工作；四川天齊盛和鋰業(yè)有限公司也已開展了相關(guān)的鋰輝石選礦尾水的研究工作，并已取得了一定的效果。
目前，礦山選礦尾水的處理技術(shù)有自然凈化法，化學(xué)沉淀法，絮凝沉淀法，生化氧化法，離子交換法，生物吸附法以及人工濕地技術(shù)等。對于鋰輝石選礦，常用的浮選藥劑包括氫氧化鈉和碳酸鈉做調(diào)整劑，環(huán)烷酸皂和氧化石蠟皂做捕收劑，礦漿中的碳酸根離子、氫氧根離子和鈣離子含量對鋰輝石浮選指標(biāo)有重要作用，若不能加以回收利用，將造成資源的浪費。針對鋰輝石礦浮選尾礦水，如何進行處理回用，需要解決的關(guān)鍵問題就是快速沉降和無害化利用，即去除尾水中的懸浮物和有害離子。
對于鋰輝石選礦尾水的回收利用，已有專利文獻報道。四川天齊盛和鋰業(yè)有限公司公開的專利(cn103979719a)，即采用絮凝沉淀和吸附結(jié)合的方法，先將懸浮物沉降下去，得到澄清液，然后加入吸附劑，吸附尾水中的浮選藥劑，最后向上清液中加入酸，中和得到ph值7左右的回水。然而該專利中的方法存在絮凝和吸附的時間較長，絮凝過程至少需要放置1小時，加入吸附劑后，也至少需要放置1小時，且吸附劑的用量較大，吸附劑需要再生后才能使用。另一方面，該方法中用到的吸附劑為鈣鹽類吸附劑，容易在回水中引入有害的鈣離子，若去除不干凈也會影響浮選作業(yè)；而采用活性炭作為吸附劑，吸附后在回水中很難將其去除干凈，其返回后對原浮選系統(tǒng)的藥劑產(chǎn)生吸附，影響礦物分選，因而在鋰輝石礦的回水處理中受到限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了提供一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，能夠快速、高效地實現(xiàn)鋰輝石浮選尾礦水的回用。回用處理過程中的藥劑成本更低、沉降速度更快，且無需使用吸附劑吸附，避免吸附劑對浮選作業(yè)的影響。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，包括如下步驟：
(1)將浮選產(chǎn)生的尾礦漿采用錐體旋流器組分離，得到沉砂和溢流尾礦水；所述的錐體旋流器組由大角度錐體旋流器與小角度錐體旋流器串聯(lián)而成；
(2)將步驟(1)所得溢流尾礦水轉(zhuǎn)入ph調(diào)節(jié)池，向其中加酸，調(diào)節(jié)ph值至8.0-9.0，攪拌2-3min，得到弱堿性尾礦水；
(3)將步驟(2)所得弱堿性尾礦水轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅰ，加入助凝劑ⅰ，所述助凝劑ⅰ為七水硫酸亞鐵，攪拌后靜置10-15min，然后固液分離，得到上清液與沉渣；
(4)將步驟(3)所得上清液轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅱ，加入助凝劑ⅱ，所述助凝劑ⅱ為聚合硫酸鐵和次氯酸鈉的混合物，攪拌后靜置10-15min，然后固液分離，得到回水與沉渣，所得回水可直接用于鋰輝石浮選選礦。
為了實現(xiàn)尾礦水的快速回收利用，首先將尾礦漿中的沉砂進行脫除處理是很有必要的，該處理能夠縮短后續(xù)沉降過程所花費的時間。本專利采用錐體旋流器組對尾礦漿進行處理，能夠很好脫除尾礦漿中的沉砂，相對于常用的真空壓濾或陶瓷過濾機處理尾礦漿，旋流器處理量更大，且成本也更低。另外大角度錐體旋流器適合處理礦漿濃度高、礦物顆粒粒度大的礦漿，而小角度錐體旋流器適合處理礦漿濃度低、礦物顆粒粒度小的礦漿，本發(fā)明將大角度錐體旋流器和小角度錐體旋流器進行串聯(lián)使用，能夠最大程度發(fā)揮旋流器脫除尾礦沉砂的作用，得到基本不含泥砂或含泥砂較少的溢流尾礦水。
經(jīng)旋流器組處理后的溢流尾礦水呈堿性，其ph值大于主要組成礦物的等電點，尾礦水中殘余的細粒級礦物表面帶負電荷，因此，礦物顆粒間存在靜電排斥力，從而導(dǎo)致固體顆粒難以團聚沉降。為此，首先采用加酸調(diào)節(jié)礦漿ph值，隨著ph值的降低，礦物顆粒表面的動電位絕對值降低，靜電排斥力減小，顆粒間的凝聚增強，有利于微細粒的沉降。
單一調(diào)節(jié)礦漿ph值，無法實現(xiàn)尾水的快速沉降，其原因是微細粒的鋰輝石礦物與脈石礦物沉降速度較慢，為此，在合適的礦漿ph值范圍內(nèi)(ph值8.0-9.0)，添加了助凝劑ⅰ七水硫酸亞鐵(此時鐵離子不會被溶液中的氫氧根離子沉淀)。助凝劑ⅰ水溶后的fe2+(含部分fe3+)可以通過“架橋”方式將礦漿中的兩個或更多的微粒聯(lián)在一起，使顆粒長大，從而實現(xiàn)快速沉降，采用本發(fā)明的助凝劑ⅰ處理后靜置10-15min，微細粒的鋰輝石礦物和脈石礦物已大部分發(fā)生沉降，此時經(jīng)固液分離可得到上清液。本發(fā)明選擇的硫酸亞鐵除了助凝作用外，還具有脫色的功能，價格也相對更低廉。
由于浮選過程中需要添加大量的浮選藥劑，這些藥劑除了一部分和礦物發(fā)生作用外，其余都殘留在選礦廢水中，隨著廢水的不斷循環(huán)利用，導(dǎo)致選礦廢水中cod含量較高，無法直接進行回用。本發(fā)明通過添加氧化劑次氯酸鈉，可以將殘余的有機藥劑轉(zhuǎn)化成易于分離的形態(tài)，達到降低廢水cod、bod及毒性的目的。本發(fā)明在步驟(4)中將次氯酸鈉與聚合硫酸鐵混合使用，不僅能達到分解殘余藥劑，降低步驟(3)中cod的作用，還能夠進一步沉降澄清液中細顆粒的效果，提高回水的質(zhì)量，沉降時間只需10-15min，即可得到能直接回用的選礦回水。
本發(fā)明的助凝劑添加順序不能隨意改變，否則助凝劑中的fe3+很容易在弱堿性條件下生成fe(oh)3沉淀，影響沉降效果，且無法達到徹底沉降廢水中微細礦物顆粒的目的。
進一步的，所述助凝劑中七水硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵和次氯酸鈉的投入比，按重量份計為：七水硫酸亞鐵:聚合硫酸鐵:次氯酸鈉＝70:20:10。
進一步的，所述助凝劑的總用量為100-200g/m3尾水。
進一步的，步驟(2)中調(diào)節(jié)ph值所用的酸為鹽酸或硫酸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
(1)對鋰輝石的尾水處理快速、高效，藥劑成本低廉；
(2)沉降速度快，尾水處理效果好，回水可直接滿足鋰輝石的浮選用水，實現(xiàn)了尾水的零排放；
(3)無需使用吸附劑，對浮選作業(yè)無影響。
附圖說明
圖1為應(yīng)用例中采用的鋰輝石選礦工藝流程圖；其中各藥劑的用量單位均為克/噸·礦。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要指出的是，以下實施例僅僅用于對本發(fā)明進行解釋和說明，并不用于限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容所做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，按照以下步驟進行：
(1)將浮選產(chǎn)生的尾礦漿采用錐體旋流器組分離，得到沉砂和溢流尾礦水；所述錐體旋流器組由大角度錐體旋流器與小角度錐體旋流器串聯(lián)而成；
(2)將步驟(1)所得溢流尾礦水轉(zhuǎn)入ph調(diào)節(jié)池，向其中加入硫酸，調(diào)節(jié)礦漿ph值至8.5，攪拌2min，得到弱堿性尾礦水；
(3)將步驟(2)所得弱堿性尾礦水轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅰ，加入助凝劑ⅰ七水硫酸亞鐵(用量為105g/m3尾水)，攪拌后靜置12min，然后固液分離，得到上清液與沉渣；
(4)將步驟(3)所得上清液轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅱ，加入助凝劑ⅱ聚合硫酸鐵和次氯酸鈉的混合物(聚合硫酸鐵30g/m3尾水+次氯酸鈉15g/m3尾水)，攪拌后靜置15min，然后固液分離，得到回水與沉渣。
實施例2
一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，按照以下步驟進行：
(1)將浮選產(chǎn)生的尾礦漿采用錐體旋流器組分離，得到沉砂和溢流尾礦水；所述錐體旋流器組由大角度錐體旋流器與小角度錐體旋流器串聯(lián)而成；
(2)將步驟(1)所得溢流尾礦水轉(zhuǎn)入ph調(diào)節(jié)池，向其中加入鹽酸，調(diào)節(jié)礦漿ph值至8.0，攪拌3min，得到弱堿性尾礦水；
(3)將步驟(2)所得弱堿性尾礦水轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅰ，加入助凝劑ⅰ七水硫酸亞鐵(用量140g/m3尾水)，攪拌后靜置10min，然后固液分離，得到上清液與沉渣；
(4)將步驟(3)所得上清液轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅱ，加入助凝劑ⅱ聚合硫酸鐵和次氯酸鈉的混合物(聚合硫酸鐵40g/m3尾水+次氯酸鈉20g/m3尾水)，攪拌后靜置12min，然后固液分離，得到回水與沉渣。
實施例3
一種鋰輝石浮選尾礦水的快速處理回用方法，按照以下步驟進行：
(1)將浮選產(chǎn)生的尾礦漿采用錐體旋流器組分離，得到沉砂和溢流尾礦水；所述錐體旋流器組由大角度錐體旋流器與小角度錐體旋流器串聯(lián)而成；
(2)將步驟(1)所得溢流尾礦水轉(zhuǎn)入ph調(diào)節(jié)池，向其中加入硫酸，調(diào)節(jié)礦漿ph值至9.0，攪拌2min，得到弱堿性尾礦水；
(3)將步驟(2)所得弱堿性尾礦水轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅰ，加入助凝劑ⅰ七水硫酸亞鐵(用量為70g/m3尾水)，攪拌后靜置15min，然后固液分離，得到上清液與沉渣；
(4)將步驟(3)所得上清液轉(zhuǎn)入快速沉降池ⅱ，加入助凝劑ⅱ聚合硫酸鐵和次氯酸鈉的混合物(聚合硫酸鐵20g/m3尾水+次氯酸鈉10g/m3尾水)，攪拌后靜置15min，然后固液分離，得到回水與沉渣。
應(yīng)用例
取實施例1-3中處理后所得回水分別進行鋰輝石的選礦試驗，選礦工藝及藥劑制度如圖1所示，浮選溫度18-20℃。并將新水和未處理的選礦尾水作為對照，分析所得精礦的品位和回收率如表1所示：
表1
從表1可以看出，本發(fā)明的尾水處理方法具備尾水處理效果好，回水可直接滿足鋰輝石的浮選用水，浮選指標(biāo)與新水相當(dāng)。
對比實施例1
參照實施例1的方法對鋰輝石浮選尾水進行回用處理，區(qū)別在于：步驟(1)中錐體旋流器組由多個大角度錐體旋流器串聯(lián)而成；步驟(2)中調(diào)節(jié)礦漿ph值至7.5，最終得到回水與沉渣，經(jīng)過對回水進行檢測，其無法達到實施例1中所得回水的標(biāo)準(zhǔn)，步驟(3)和(4)的總處理時間需要延長至1個小時才能達到實施例1中的處理效果。
對比實施例2
參照實施例2的方法對鋰輝石浮選尾水進行回用處理，區(qū)別在于：步驟(3)中的助凝劑ⅰ采用硫酸鋁進行替換(用量140g/m3尾水)；步驟(4)中的助凝劑ⅱ采用聚合氯化鋁和次氯酸鈉的混合物(聚合氯化鋁40g/m3尾水+次氯酸鈉20g/m3尾水)，最終得到回水與沉渣，經(jīng)過對回水進行檢測，其無法達到實施例2中所得回水的標(biāo)準(zhǔn)，沉降總處理時間需要延長至50min以上才能達到實施例2中的處理效果。