[发明专利]一种新型硫铁矿废水治理方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种新型硫铁矿废水治理方法，属于污水处理领域。

背景技术

硫铁矿是世界上一种丰富的矿产资源，主要是由地慢中的硫与地壳中的铁及其它杂质元素如Al、Mn、Cu等在适宜的地球化学条件下，经过成千上万年的成矿演化(热液、沉积、生物、变质、复合等模式)而形成，硫铁矿的主要成分是FeS₂(黄铁矿、白铁矿)、FeS(磁黄铁矿)，同时还含有Al、Zn、Cu、Pb等金属元素。在采掘过程中硫铁矿与大气接触(即使在闭矿后，地表水渗漏也能将溶解氧带入矿坑)，在微生物的作用下，会在矿坑中产生大量的酸性废水。

硫铁矿废水的主要特点是酸性强，含盐量高，且潜在色度大。其pH值在1-4之间；含有大量的Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-了，还有少量其他的金属离子如Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等；由于废水暴露空气后形成大量的Fe³⁺，所以废水呈现铁红色。因此，硫铁矿废水如果不加处理直接排入水体，不仅会使水体的pH值发生变化，抑制细菌及微生物的生长，妨碍水体的自净，严重污染矿区周围的水体；而且会与水体中的矿物质相互作用生成某些盐类，对淡水生物和植物的生长有不良影响；最严重的是，硫铁矿废水长期渗透到地下，会使地下水受到污染。

硫铁矿废水是除了生活污水、工业废水之外的又一大自然产生的废水，其产生的水污染问题已引起了国内外学者的广泛关注。我国的硫铁矿分布较广，随着硫铁矿采矿业的发展，硫铁矿废水产生量大，硫铁矿废水的处理已成为急需解决的问题。

目前，硫铁矿废水的处理方法主要有中和法、硫化沉淀浮选法、微生物法、人工湿地法、电化学处理技术、铁氧体处理技术和离子交换法等。中和法就是向酸性废水中投入碱中和剂，利用酸碱的中和反应增加废水的pH值，并使重金属离子与氢氧根离子发生反应，生成难溶的重金属氢氧化物沉淀而净化污水。传统的中和剂主要是石灰或石灰乳，也可用碱性废液或废渣(电石渣、石灰渣)。目前，在国内硫铁矿废水基本上沿袭石灰乳中和法。位于浙江省龙游县的巨化黄铁矿产生的硫铁矿废水即采用本法。在国外，美国环保局认为石灰石加石灰乳串联工艺处理含重金属离子的矿山酸性废水是最经济的方法。在日本，处理酸性废水通常使用石灰石作中和剂，使pH达到5左右，再加入中和剂石灰，使pH继续升高，即通过所谓的二段中和法处理含重金属离子的酸性废水。

中和法可处理任何浓度、任何性质的酸性矿山废水，其具有操作简单，管理方便，处理费用低的优点。但是硫铁矿废水中和法处理后生成的污泥较多，含大量的硫酸钙、铁的氢氧化物和铝的氢氧化物，且不易脱水，容易造成二次污染。

目前，普遍使用的无机高分子絮凝剂有铁系和铝系两大类，聚合硫酸铝和聚合硫酸铁分别是铝系和铁系的典型代表，两者有着不同的絮凝特性。聚合硫酸铝水解弱，絮凝体积小，疏松，沉降慢，但残余色度小；而聚合硫酸铁水解强，絮凝体积大，密实，沉降快，强度好，但残余色度大。若二者复合成共聚型絮凝剂聚合硫酸铁铝，则可优势互补，使初凝时间、矾花大小、沉降速度优于聚合硫酸铝，而出水色度优于聚合硫酸铁。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种新型硫铁矿废水治理方法，该方法是以硫铁矿废水为原料制备纳米铁黑颜料，不仅可以达到除去废水中的硫、铁杂质的目的，使其符合国家排放标准，同时可以充分利用其铁资源。

本发明采用的技术方案为：一种新型硫铁矿废水治理方法，该方法是以硫铁矿废水为原料制备纳米铁黑颜料。将硫铁矿废水预处理除铝后作为二价铁源，以化学共沉淀法制备纳米铁黑颜料。

所述的方法最佳工艺条件为：反应温度45-55℃，反应溶液初始pH值8-9，反应时间45-55min。

所述的沉降剂为十二水硫酸铝钾或改性丙烯酰胺。

本发明的优势特征在于：本发明操作方便，硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用，不仅可以解决其污染问题，同时可以充分利用其铁资源，具有重要的现实意义、良好的应用和推广价值。

具体实例

实例1：使用出水泵将硫铁矿废水喷向空中，使硫铁矿废水进行预处理除铝，落入蓄水池。经预处理后的硫铁矿废水作为二价铁源，然后调节初始溶液pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为45min，以化学共沉降法进行固液分离，处理后的废水呈澄清透明状态，达到国家可排放标准，制备回收纳米铁黑颜料平均粒径为16nm。