多金属伴生金矿选矿废液处理系统及方法

摘要

本发明提供了一种多金属伴生金矿选矿废液处理系统，包括预处理设备和蒸发设备；蒸发设备包括蒸发池、抽水管、渗水管、回水管、固定支架和蒸发布；预处理设备包括固液分离装置、结晶物分离装置和吸附装置。固液分离装置、结晶物分离装置和吸附装置和蒸发池之间通过水管连通。本发明还提供了一种多金属伴生金矿选矿废液处理方法，其包括固液分离步骤、结晶物分离步骤、吸附步骤和蒸发步骤。本发明用蒸发设备将经过预处理的选矿废液中的水转化成气态后排放到大气中，使残留在选矿废液中的有害物质沉淀或沉积在蒸发布上和蒸发池内，从而有效防止选矿废液污染环境，且结构简单，成本较低，便于中小型多金属伴生金矿推广实施。

权利要求

1.一种多金属伴生金矿选矿废液处理系统，包括预处理设备和蒸发设备；蒸发设备包括蒸发池(12)、抽水管(8)、渗水管(9)、回水管(10)、固定支架(11)和蒸发布(13)；抽水管(8)的底端与蒸发池(12)连通，抽水管(8)的顶端与渗水管(9)的一端连通，渗水管(9)的另一端与回水管(10)的顶端连通，回水管(10)的底端与蒸发池(12)连通；固定支架(11)位于蒸发池(12)的上方，其两端分别与蒸发池(12)两侧的地面连接固定；渗水管(9)固定在固定支架(11)上，渗水管(9)的管壁上设有渗水孔，蒸发布(13)悬挂在渗水管(9)上、且蒸发布(13)与渗水管(9)接触的一端包裹渗水管(9)；所述预处理设备包括固液分离装置(1)、结晶物分离装置(2)和吸附装置(3)；固液分离装置(1)、结晶物分离装置(2)、吸附装置和蒸发池(12)依次通过水管连通；

所述固液分离装置(1)由盖体、侧壁和底板合围而成；所述结晶物分离装置(2)由盖体、侧壁和底板合围而成，冷冻水管(201)从结晶物分离装置(2)的外部贯穿结晶物分离装置(2)的盖体一侧、一侧侧壁或者底板一侧进入结晶物分离装置(2)的内部空间后，再从结晶物分离装置(2)的盖体另一侧、另一侧侧壁或者底板另一侧穿出；所述吸附装置(3)由盖体、侧壁和底板合围而成，吸附装置(3)的内部设置有至少一块带有滤水孔(32)的滤水隔板(31)，滤水隔板(31)将吸附装置(3)的内部空间分割成两个以上的工作腔，在工作腔中充填有海绵或颗粒状吸附材料；第一水管(4)从固液分离装置(1)的上方垂直贯穿固液分离装置(1)的盖体后与固液分离装置(1)的内部空间连通；第二水管(5)从结晶物分离装置(2)的侧壁下部贯穿侧壁后与结晶物分离装置(2)的内部空间连通；固液分离装置(1)的侧壁上部或其盖体上设置有出水管道(101)，出水管道(101)将固液分离装置( 1) 与第二水管( 5) 连通；至少有一条与第一水管(4)垂直连接的旁通管道(401)将第一水管(4)与第二水管(5)连通；第三水管(6)的一端从结晶物分离装置(2)的侧壁上部贯穿侧壁后与结晶物分离装置(2)的内部空间连通，第三水管(6)的另一端从吸附装置(3)的侧壁下部贯穿侧壁后与吸附装置(3)的内部空间连通；第四水管(7)的一端从吸附装置(3)的侧壁上部贯穿侧壁后与吸附装置(3)的内部空间连通，第四水管(7)的另一端与所述蒸发池(12)连通。

2.如权利要求1所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：设置有四条与第一水管(4)垂直连接的旁通管道(401)，四条旁通管道(401)将第一水管(4)与第二水管(5)连通。

3.如权利要求2所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：所述吸附装置(3) 的内部平行设置有四块带有滤水孔(32)的滤水隔板(31)，四块滤水隔板(31)将吸附装置(3)的内部空间由下至上分割成五个工作腔，亦即第一工作腔(301)、第二工作腔(302)、第三工作腔(303)、第四工作腔(304)和第五工作腔(305)。

4.如权利要求3所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：在第一工作腔(301)中充填有海绵，在第二工作腔(302)中充填有沸石，在第三工作腔(303)中充填有活性炭，在第四工作腔(304)中充填有蒙脱石，在第五工作腔(305)中充填有海泡石。

5.如权利要求2所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：所述冷冻水管(201)从结晶物分离装置(2)的上方向下垂直贯穿结晶物分离装置(2)的盖体一侧伸入到结晶物分离装置(2)的内部空间的底部后两次弯折，再向上垂直贯穿结晶物分离装置(2)的盖体另一侧延伸到结晶物分离装置(2)之外。

6.如权利要求2所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：所述冷冻水管(201)从结晶物分离装置(2)的下方向上垂直贯穿结晶物分离装置(2)的底板一侧伸入到结晶物分离装置(2)的内部空间的顶部后两次弯折，再向下垂直贯穿结晶物分离装置(2)的底板另一侧延伸到结晶物分离装置(2)之外。

7.如权利要求2所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：所述冷冻水管(201)从结晶物分离装置(2)的外侧垂直贯穿结晶物分离装置(2)的一侧侧壁伸入到结晶物分离装置(2)的内部空间后，再垂直贯穿结晶物分离装置(2)的另一侧侧壁延伸到结晶物分离装置(2)之外。

8.如权利要求1至7任一项所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其特征在于：在所述蒸发布(13)与渗水管(9)的接触处设置尼龙粘扣。

9.一种多金属伴生金矿选矿废液处理方法，使用如权利要求1至8任一项所述的多金属伴生金矿选矿废液处理系统，包括预处理步骤和蒸发步骤，所述预处理步骤包括固液分离步骤、结晶物分离步骤和吸附步骤。

说明书

多金属伴生金矿选矿废液处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于环保技术领域，具体涉及一种多金属伴生金矿选矿废液处理系统及方法。

背景技术

[0002] 多金属伴生金矿在选矿的过程中，通常使用堆浸法将矿物中的金元素与其他金属元素(多为重金属元素)或/和杂质进行初步的分离。在此过程中会产生大量的、含有重金属
元素(例如铜、镉、铅、铬、锰等)和萘、酚、蒽、氰化物等有机物质的选矿废液(水、有机溶剂以
及其他有害物质的混合液)。如果对选矿废液不加以处理直接排放到选矿场周边的水体中，
会严重污染环境。

[0003] 由于多金属伴生金矿的选矿废液的成分复杂，含有多种有害物质，采用单一的方法，例如择一地使用化学沉淀法、吸附法、离子交换法、纳米重金属水处理法、微生物处理
法，难以达到理想的废液处理效果。一般说来，只有综合运用多种方法并使用较为复杂昂贵
的废液处理设备，才有可能取得较为理想的废液治理效果。然而，中小型多金属伴生金矿，
特别是小型多金属伴生金矿，受其经济实力的限制，极少使用复杂昂贵的废液处理设备对
选矿废液进行综合处理。

[0004] 最近，本公司发明了一种多金属伴生金矿选矿废液预处理设备，包括由盖体、侧壁和底板合围而成的固液分离装置，由盖体、侧壁和底板合围而成的结晶物分离装置(冷冻水
管从结晶物分离装置的外部贯穿结晶物分离装置的盖体、侧壁或者底板进入结晶物分离装
置的内部空间延伸一段距离后，再从结晶物分离装置的盖体、侧壁或者底板穿出)，由盖体、
侧壁和底板合围而成的吸附装置，以及依次连通上述装置的水管。该预处理设备成本低、能
有效降低多金属伴生金矿选矿废液的生物毒性和腐蚀性并大幅度减少选矿废液中的易结
晶物，但是，经预处理后的废液达不到排放标准，必须结合其他方法，例如微生物处理方法，
对预处理后的废液进行进一步处理。微生物处理方法确实能有效地去除废液中的有害成
分，使之达到排放标准，但也存在废液的处理时间长、效率不高的缺陷。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种多金属伴生金矿选矿废液处理系统，其目的旨在以较低的成本对多金属伴生金矿选矿废液进行处理，有效防止选矿废液污染环境。该目的是通过下述技
术方案实现的：

[0006] 一种多金属伴生金矿选矿废液处理系统，包括预处理设备和蒸发设备；蒸发设备包括蒸发池、抽水管、渗水管、回水管、固定支架和蒸发布；抽水管的底端与蒸发池连通，抽
水管的顶端与渗水管的一端连通，渗水管的另一端与回水管的顶端连通，回水管的底端与
蒸发池连通；固定支架位于蒸发池的上方，其两端分别与蒸发池两侧的地面连接固定；渗水
管固定在固定支架上，渗水管的管壁上设有渗水孔，蒸发布悬挂在渗水管上、且蒸发布与渗
水管接触的一端包裹渗水管；所述预处理设备包括固液分离装置、结晶物分离装置和吸附
装置；所述固液分离装置、结晶物分离装置、吸附装置和蒸发池依次通过水管连通，从而使
选矿废液依次通过固液分离装置、结晶物分离装置、吸附装置预处理后，流到蒸发池中进行
蒸发；

[0007] 所述固液分离装置由盖体、侧壁和底板合围而成；所述结晶物分离装置由盖体、侧壁和底板合围而成，冷冻水管从结晶物分离装置的外部贯穿结晶物分离装置的盖体一侧、
一侧侧壁或者底板一侧进入结晶物分离装置的内部空间后，再从结晶物分离装置的盖体另
一侧、另一侧侧壁或者底板另一侧穿出；所述吸附装置由盖体、侧壁和底板合围而成，吸附
装置的内部设置有至少一块带有滤水孔的滤水隔板，滤水隔板将吸附装置的内部空间分割
成两个以上的工作腔，在工作腔中充填有海绵或颗粒状吸附材料；第一水管从固液分离装
置的上方垂直贯穿固液分离装置的盖体后与固液分离装置的内部空间连通；第二水管从结
晶物分离装置的侧壁下部贯穿侧壁后与结晶物分离装置的内部空间连通；固液分离装置的
侧壁上部或其盖体上设置有出水管道，出水管道将固液分离装置与第二水管连通；至少有
一条与第一水管垂直连接的旁通管道将第一水管与第二水管连通；第三水管的一端从结晶
物分离装置的侧壁上部贯穿侧壁后与结晶物分离装置的内部空间连通，第三水管的另一端
从吸附装置的侧壁下部贯穿侧壁后与吸附装置的内部空间连通；第四水管的一端从吸附装
置的侧壁上部贯穿侧壁后与吸附装置的内部空间连通，第四水管的另一端与所述蒸发池连
通。

[0008] 进一步地，设置有四条与第一水管垂直连接的旁通管道，四条旁通管道将第一水管与第二水管连通。

[0009] 进一步地，吸附装置的内部平行设置有四块带有滤水孔的滤水隔板，四块滤水隔板将吸附装置的内部空间由下至上分割成五个工作腔，亦即第一工作腔、第二工作腔、第三
工作腔、第四工作腔和第五工作腔。

[0010] 进一步地，在第一工作腔中充填有海绵，在第二工作腔中充填有沸石，在第三工作腔中充填有活性炭，在第四工作腔中充填有蒙脱石，在第五工作腔中充填有海泡石。

[0011] 进一步地，冷冻水管从结晶物分离装置的上方向下垂直贯穿结晶物分离装置的盖体一侧伸入到结晶物分离装置的内部空间的底部后两次弯折，再向上垂直贯穿结晶物分离
装置的盖体另一侧延伸到结晶物分离装置之外。

[0012] 进一步地，冷冻水管从结晶物分离装置的下方向上垂直贯穿结晶物分离装置的底板一侧伸入到结晶物分离装置的内部空间的顶部后两次弯折，再向下垂直贯穿结晶物分离
装置的底板另一侧延伸到结晶物分离装置之外。

[0013] 进一步地，冷冻水管从结晶物分离装置的外侧垂直贯穿结晶物分离装置的一侧侧壁伸入到结晶物分离装置的内部空间后，再垂直贯穿结晶物分离装置的另一侧侧壁延伸到
结晶物分离装置之外。

[0014] 进一步地，在所述蒸发布与渗水管的接触处设置尼龙粘扣。

[0015] 通过使用上述多金属伴生金矿选矿废液处理系统，本发明还提供了一种多金属伴生金矿选矿废液处理方法，包括预处理步骤和蒸发步骤，所述预处理步骤包括固液分离步
骤、结晶物分离步骤和吸附步骤。

[0016] 本发明具有下述有益效果：

[0017] 1、用预处理设备处理多金属伴生金矿选矿废液，能有效降低多金属伴生金矿选矿废液的生物毒性和腐蚀性并大幅度减少选矿废液中的易结晶物，从而有效防止选矿废液腐
蚀蒸发布，并确保水泵的正常工作(本发明中的蒸发设备需要在水泵的配合下工作，水泵不
间断地将经过预处理的废液输送到蒸发布上进行蒸发，如果不进行预处理，选矿废液中的
易结晶物结晶后会影响水泵的正常工作、甚至会损坏水泵。)

[0018] 2、用蒸发设备将经过预处理的选矿废液中的水转化成气态后排放到大气中，使残留在选矿废液中的有害物质沉淀或沉积在蒸发布上和蒸发池内，从而有效防止选矿废液污
染环境。

[0019] 3、结构简单，成本较低，便于中小型多金属伴生金矿推广实施。

附图说明

[0020] 图1为本发明实施例1中的蒸发设备的垂直剖面结构示意图；

[0021] 图2为图1中的A—A剖面图；

[0022] 图3为图1中的B—B剖面图；

[0023] 图4为本发明实施例一中的预处理设备的垂直剖面结构示意图；

[0024] 图5为本发明实施例一中的结晶分离装置的水平剖面结构示意图；

[0025] 图6为实施例一中的滤水隔板的结构示意图；

[0026] 图7为本实用新型实施例二中的结晶分离装置的垂直剖面结构示意图；

[0027] 图8为本实用新型实施例三中的结晶分离装置的垂直剖面结构示意图。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图，详细介绍本发明的结构特征及其工作原理。

[0029] 实施例一

[0030] 本发明多金属伴生金矿选矿废液处理系统包括预处理设备和蒸发设备。如图1所示，蒸发设备包括蒸发池12、抽水管8、渗水管9、回水管10、固定支架11和蒸发布13；抽水管8
的底端与蒸发池12连通，抽水管8的顶端与渗水管9的一端连通，渗水管9的另一端与回水管
10的顶端连通，回水管10的底端与蒸发池12连通。

[0031] 如图2并结合图1所示，固定支架11位于蒸发池的上方，其两端分别与蒸发池12两侧的地面连接固定，渗水管9固定在固定支架11上，渗水管9的管壁上设有渗水孔(图中未示
出，本实施例是在渗水管9的下侧和左右两侧管壁上、沿水流的前进方向设置三排平行的渗
水孔)。

[0032] 如图3并结合图1所示，蒸发布13悬挂在渗水管9上、且蒸发布13与渗水管9接触的一端包裹渗水管9。在本实施例中，蒸发布13与渗水管9的接触处设置尼龙粘扣(图中未示
出)，其作用是使蒸发布13牢固地包裹渗水管9，确保从渗水孔中渗漏出来的经过了预处理
的选矿废液(废水)都流到蒸发布13上，且便于更换蒸发布。在本实施例中，蒸发布由三层布
料叠合而成，中间层为棉布，上、下层为麻布。

[0033] 另需说明的是，蒸发池的容量、抽水管、渗水管、回水管、蒸发布以及渗水管管壁上的渗水孔的具体数量可以根据选矿废液的流量确定。

[0034] 如图4所示，预处理设备包括下列装置或部件：

[0035] (1)由盖体、侧壁和底板合围而成的固液分离装置1；

[0036] (2)由盖体、侧壁和底板合围而成的结晶物分离装置2，冷冻水管201从结晶物分离装置2的上方向下垂直贯穿结晶物分离装置2的盖体一侧伸入到结晶物分离装置2的内部空
间的底部后两次弯折，再向上垂直贯穿结晶物分离装置2的盖体另一侧延伸到结晶物分离
装置2之外；如图5所示，在本实施例中的结晶物分离装置2中，平行设置有5条冷冻水管201；

[0037] (3)由盖体、侧壁和底板合围而成的吸附装置3，吸附装置3的内部设置有四块如图6所示的、带有滤水孔32的滤水隔板31，四块滤水隔板31由下至上将吸附装置3的内部空间
分割成五个工作腔，亦即第一工作腔301、第二工作腔302、第三工作腔303、第四工作腔304
和第五工作腔305；在第一工作腔301中充填有海绵，在第二工作腔302中充填有沸石颗粒，
在第三工作腔303中充填有活性炭颗粒，在第四工作腔304中充填有蒙脱石颗粒，在第五工
作腔305中充填有海泡石颗粒；

[0038] (4)第一水管4，第一水管4从固液分离装置1的上方垂直贯穿固液分离装置1的盖体后与固液分离装置1的内部空间连通；

[0039] (5)第二水管5，第二水管5从结晶物分离装置2的侧壁下部贯穿侧壁后与结晶物分离装置2的内部空间连通；四条与第一水管4垂直连接的旁通管道401将第一水管4与第二水
管5连通；固液分离装置1的侧壁上部设置有出水管道101(也可将出水管道设置在固液分离
装置1的盖体上)，出水管道101将固液分离装置1与第二水管5连通；

[0040] (6)第三水管6，第三水管6的一端从结晶物分离装置2的侧壁上部贯穿侧壁后与结晶物分离装置2的内部空间连通，第三水管6的另一端从吸附装置3的侧壁下部贯穿侧壁后
延伸到第一工作腔301的内部且与第一工作腔301连通；

[0041] (7)第四水管7，第四水管7的一端从吸附装置3的侧壁上部贯穿侧壁后与吸附装置3的第一工作腔301连通；如图1所示，第四水管7的另一端与蒸发池12连通。

[0042] 实施例二

[0043] 实施例二的基本结构与实施例一完全相同，所不同的是，如图7所示，在实施例二中的结晶物分离装置2中，冷冻水管201是从结晶物分离装置2的下方向上垂直贯穿结晶物
分离装置2的底板一侧伸入到结晶物分离装置2的内部空间的顶部后两次弯折，再向下垂直
贯穿结晶物分离装置2的底板另一侧延伸到结晶物分离装置2之外。

[0044] 实施例三

[0045] 实施例三的基本结构与实施例一完全相同，所不同的是，如图8所示，在实施例三中的结晶物分离装置2中，冷冻水管201是从结晶物分离装置2的外侧垂直贯穿结晶物分离
装置2的一侧侧壁伸入到结晶物分离装置2的内部空间后，再垂直贯穿结晶物分离装置2的
另一侧侧壁延伸到结晶物分离装置2之外。

[0046] 以上结合附图详细介绍了本发明多金属伴生金矿选矿废液处理系统的结构特征，以下进一步介绍本发明的工作步骤：

[0047] 步骤一，用水泵将含有部分固体碎屑的选矿废液抽入到第一水管4中，由于第一水管4由上至下与固液分离装置1垂直连通，且相同体积的固体碎屑的惯性大于水和有机溶剂
的惯性，故选矿废液中的绝大部分固体碎屑会向下运动下沉到固液分离装置1的底部，而不
会经旁通管道401进入第二水管5(不排除极少数的固体碎屑经旁通管道401进入第二水管5
中)。由于旁通管道401的分流作用，出水管道101与第二水管5中之间的液体流速较慢，再加
上出水管道101设置在固液分离装置1的侧壁上部，这种设计有利于防止固液分离装置1中
的固体碎屑经出水管道101、第二水管5、再经第三水管6进入到吸附装置3中。

[0048] 步骤二，在抽入选矿废液的过程中，用水泵将摄氏零度的冷冻水抽送到结晶物分离装置2中的冷冻水管201中，由于冷冻水的作用，结晶物分离装置2的内部空间，特别是冷
冻水管201的周边会形成局部低温区域，当固液分离后的选矿废液经第二水管5从结晶物分
离装置2的侧壁下部进入结晶物分离装置2后，受低温的影响，选矿废液中的大部分萘、酚、
蒽等有机物会形成结晶物沉淀在冷冻水管表面或者沉积到结晶物分离装置2的底部，从而
与选矿废液分离。

[0049] 步骤三，经过结晶物分离步骤后的选矿废液经第三水管6进入到吸附装置3中后，由下至上流经第一工作腔301、第二工作腔302、第三工作腔303、第四工作腔304和第五工作
腔305之后，经第四水管7流出，在此过程中，选矿废液中残留的少了细微的结晶物颗粒和其
他固体碎屑会被充填在第一工作腔301中海绵吸收，选矿废液中的大部分重金属离子会被
充填在第二工作腔302、第三工作腔303、第四工作腔304和第五工作腔305的吸附材料吸附。

[0050] 步骤四，经过吸附步骤处理后的选矿废液经第四水管7流到蒸发池12中，当蒸发池12中的选矿废液达到一定数量之后，用水泵将选矿废液抽送到抽水管8中，选矿废液经抽水
管8进入到渗水管9中，大部分选矿废液会通过渗水管9管壁上的渗水孔渗漏到蒸发布13上，
并通过蒸发布13蒸发到大气中，少部分选矿废液会经过回水管10回流到蒸发池12中。在水
泵的输送作用下，蒸发池12中的选矿废液不断循环，废液中的水经过蒸发布13蒸发到大气
中(蒸发池12中部分水也会直接蒸发)。

[0051] 另需说明的是，在梅雨季节或低温潮湿季节，本发明的蒸发效果受到极大的限制，为此，发明人采用了蒸发池串联生物处理池的技术手段，亦即在选矿场附近另行设置微生
物处理池，用水管将蒸发池中来不及蒸发的废水引入微生物处理池中进行处理。