[发明专利]一种处理选矿废水的反应器

说明书

本发明公开了一种处理选矿废水的反应器。本反应器创造性的利用了流体力学中的旋流附壁效应，当处于容器中的液体发生涡旋运动时，如果同时在该涡旋中心位置施加反向旋转动力，使之产生反向涡旋，液体中的钡离子会发生旋流附壁效应，逐渐汇聚于内部反涡旋与外部正涡旋之间的狭窄区域，造成局部离子浓度增高，此时，导入二氧化碳气体使其溶解于溶液中形成碳酸根离子，钡离子即可与该碳酸根离子结合，生成难溶的钡盐沉淀，并沿两股涡旋之间的狭窄区域上浮，最终形成钡盐浮渣，从而使溶液中的钡离子得以去除。

技术领域

本发明涉及一种处理选矿废水的反应器，属于环境保护中的废水处理领域。

背景技术

矿物资源是人类社会发展和国民经济建设的重要物质基础，矿业是我国历史最悠久的产业，同时又是国民经济发展的基础产业，涉及到农业、轻工业、化工、冶金、机械、建筑、能源、交通、国防及人民日常生活的多个领域。可见，矿业对我国经济的发展起着不可替代的重要作用。然而，矿山在开采过程中需要大量的生产用水，同时排放出大量的废水，这些废水中重金属离子浓度、固体悬浮物浓度和化学需氧量等各项指标，都远远超过了国家排放标准，这就很容易对选矿厂周边环境造成巨大的影响。而且，从国内外选矿废水的净化处理现状来看，对选矿废水进行处理并使之达标排放，不仅处理技术难度大，而且处理成本非常高。因此，如何有效处理选矿废水，是我国矿业亟待解决的重要课题。

选矿废水中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂，包括剧毒的氰化物、氰铬合物等。废水中还含有各种不溶解的粗粒及细粒分散杂质。选矿废水中往往还含有钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物。选矿废水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化与水混合而形成的。

在选矿废水的诸多污染物中，重金属离子污染物是不可忽视的，如铜、铅、锌、铬、汞及砷等离子及其化合物的危害，已是众所周知。同时，还有一种金属离子可能被人们忽视，那就是钡离子。虽然钡离子不像上述几种高毒性重金属离子那样具有非常严重的危害性，但是如果不加治理而任其排放至地表水体环境中，钡离子会很快进入自然界食物链循环，最终还是会被人体摄入和吸收，轻者引起恶心、呕吐、腹泻、腹痛，严重时可能发生身体麻痹、面部青紫、四肢发冷、肌肉震颤、抽搐、舌肌及咽喉麻痹，甚至发生语言障碍。

目前，我国对于含有重金属离子的选矿废水，主要有以下几种处理方法：

（1）中和沉淀法：

中和沉淀法是目前处理酸性废水中重金属离子比较成熟的方法。该方法可将废水中的有价金属离子在不同的pH值条件下一氢氧化物的形式沉淀出来，达到回收的目的。中和剂主要采用石灰石或石灰，也有部分企业采用碱性废液或废渣（粉煤灰、煤矸石、电石渣、石灰渣等）中和酸性废水。该方法具有技术简单易行、初期建设投资较低、运行维护方便等优点，但其缺点是处理效果不够理想、出水指标不稳定、处理过程中使用大量中和剂易造成二次污染。

（2）硫化物沉淀法：

硫化沉淀法是利用硫化剂将废水中的重金属离子转化为不溶或难溶的硫化物沉淀，然后加入表面活性剂使沉淀物上浮的方法。硫化物沉淀法金属去除率高，沉淀渣量较少，沉淀渣中金属品位高，便于后期的回收利用，对于中和沉淀法较难去除的砷、汞、铅等重金属离子，硫化物沉淀法均可除去。但是，硫化剂价格比较昂贵，使得该方法的处理成本非常高，不适合大范围推广。

（3）吸附法：

用固体吸附剂去除污水中污染物质的方法，称为废水处理的吸附法。根据吸附剂类型不同可以分为材料吸附法和生物吸附法。材料吸附主要是利用活性炭去除废水中的重金属离子，而生物吸附则是利用微生物去除废水中有毒的重金属离子。吸附法因其处理物料成本低、去除效果好而一直受到人们的青睐，但同时，吸附法也存在处理周期长、设施占地面积大、初期建设投资较高等缺点。

（4）膜分离技术：