尾礦礦漿的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及選礦廢棄物的處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸性尾礦礦漿的處理方法，其步驟如下：向黃鐵礦選礦產(chǎn)生的尾礦礦漿中投加抑制劑混合，尾礦礦漿的絕干質(zhì)量與抑制劑的質(zhì)量比為1:0.5?5，所述的抑制劑是由植物的種子、果實(shí)皮殼和果實(shí)核殼中的一種或多種經(jīng)混合粉碎后得到。將含有植物多酚的物料作為抑制劑投加到黃鐵礦的尾礦礦漿中，這樣通過(guò)其中的多酚作用可以有效抑制礦漿中的微生物氧化亞鐵硫桿菌的催化氧化產(chǎn)酸反應(yīng)，從而有效降低尾礦礦漿中Fe2+的溶出速度、以及尾礦礦漿的pH值的下降速度，如此可以有效保證尾礦礦漿得以可靠地堆存，進(jìn)而為后序的礦漿濃縮等處理降低難度。
【專利說(shuō)明】
尾礦礦漿的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種尾礦礦漿的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尾礦是礦山選礦生產(chǎn)中通過(guò)對(duì)礦石的破碎、磨細(xì)、分選，使有用礦物提取之后剩余 的排棄物，其成分為巖石的細(xì)小顆粒，這些細(xì)小的顆粒尾礦多以泥漿形式存在，因此亦可稱 之為尾礦礦漿?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)選礦產(chǎn)生的尾礦礦漿，一般多是通過(guò)尾礦輸送系統(tǒng)將其輸 送至尾礦堆存系統(tǒng)中集中堆存。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量日也 益增加，這就使得大量堆存的尾礦礦漿對(duì)環(huán)境造成的壓力日益增大。
[0003] 目前，尾礦礦漿的處理方法有多種，如對(duì)尾礦進(jìn)行濃縮處理，以降低堆放量；向尾 礦中加入投加混凝劑以加速尾礦的澄清過(guò)程，然后將澄清水進(jìn)行處理后外排，如此同樣可 以起到降低尾礦堆放量的目的。但是，尾礦礦漿中的金屬離子含量較高，特別是鐵、錳等離 子以多種價(jià)態(tài)形式存在。比如，針對(duì)黃鐵礦來(lái)說(shuō)，其主要成分為FeS 2,其在開(kāi)采時(shí)所產(chǎn)生的 尾礦中必然存在大量的FeS2,而尾礦中的FeS2會(huì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：
[0004] FeS2+3.5〇2+H2〇-Fe2++2S〇42-+2H+ (1)
[0005] Fe2+^Fe3+ (2)
[0006] FeS2+14Fe3++8H2〇-15Fe2++2S〇42-+16H + (3)
[0007] 從上述反應(yīng)式中可以看出，F(xiàn)e3+和O2都具有氧化FeS2的能力，而通過(guò)對(duì)比分析我們 不難看出，O 2對(duì)FeS2的氧化能力不及Fe3+。也就是說(shuō)，F(xiàn)eS2的氧化主要是由Fe 3+來(lái)完成的：首 先是尾礦中的Fe2+被氧化成Fe3+(見(jiàn)式2)，接著是尾礦中的FeS 2在Fe3+的作用被氧化使更多 的Fe2+溶解在尾礦礦漿中（見(jiàn)式3)。但是，如反應(yīng)式1和3所示，無(wú)論是何種方式氧化FeS 2，一 方面所產(chǎn)生的H+會(huì)降低尾礦礦漿的PH值，使之呈酸性，另一方面所產(chǎn)生的重金屬離子Fe 2+溶 解在礦漿中加大后序礦漿的處理難度。
[0008] 另外，經(jīng)研究分析表明，黃鐵礦中含有氧化亞鐵硫桿菌，該微生物在有氧條件下會(huì) 催化Fe2+氧化成Fe 3+，且其催化氧化Fe2+的速度是O2氧化的IO6倍，由此可見(jiàn)，亞鐵硫桿菌有氧 條件下具有促進(jìn)反應(yīng)(3)的進(jìn)行，即加速FeS 2的氧化，亦即氧化亞鐵硫桿菌的存在會(huì)加快尾 礦礦漿中Fe2+的溶出速度和PH值的下降速度，從而給尾礦礦漿的安全堆積、以及后序的濃縮 等處理增加難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種成本低的尾礦礦漿的處理方法，該方法可以有效抑制礦 漿pH值的下降速度、以及礦漿中Fe2+的溶出速度。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種尾礦礦漿的處理方法，其步驟如 下：
[0011] -種尾礦礦漿的處理方法，其步驟如下：向黃鐵礦選礦產(chǎn)生的尾礦礦漿中投加抑 制劑混合，尾礦礦漿的絕干質(zhì)量與抑制劑的質(zhì)量比為1:0.5-5,所述的抑制劑是由植物的種 子、果實(shí)皮殼和果實(shí)核殼中的一種或多種經(jīng)混合粉碎后得到。
[0012]實(shí)際上，所述的抑制劑中含有植物多酚，植物多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的 多酚類物質(zhì)，在植物中的含量?jī)H次于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，植物多酚主要存在于植物 的皮、根、木、葉、果中。植物多酚的酚羥基結(jié)構(gòu)中的鄰位酚羥基很容易被氧化成醌類結(jié)構(gòu)， 該氧化過(guò)程不僅會(huì)消耗環(huán)境中的氧，而且對(duì)活性氧等自由基具有很強(qiáng)的捕捉能力，這使得 多酚具有較強(qiáng)的抗氧化性以及清除自由基的能力。同時(shí)，多酚可與蛋白質(zhì)結(jié)合，能使微生物 體內(nèi)的原生質(zhì)凝固，具有抗病毒、止瀉、抑制致癌物及腫瘤、抑制脂質(zhì)及其他物質(zhì)的過(guò)氧化 作用和抗艾滋病作用等多種生物活性，而植物多酚與Cu 2+、Zn2+等金屬離子的絡(luò)合，會(huì)使含 這些離子的金屬酶活性受到抑制，具體的，多酚與高價(jià)金屬離子如Cr 6+、Fe3+等作用絡(luò)合的 同時(shí)會(huì)把金屬離子從高價(jià)態(tài)還原至低價(jià)態(tài)，基于這個(gè)理論，
【申請(qǐng)人】將粉碎后的植物種子、果 實(shí)皮殼和果實(shí)核殼等含有植物多酚的物料作為抑制劑投加到黃鐵礦的尾礦礦漿中，這樣通 過(guò)其中的多酚作用可以有效抑制礦漿中的微生物亞鐵硫桿菌的催化氧化反應(yīng)，亦即抑制亞 鐵硫桿菌催化FeS 2發(fā)生氧化，從而有效降低尾礦礦漿中Fe2+的溶出速度、以及尾礦礦漿的pH 值的下降速度，同時(shí)經(jīng)研究分別表明，抑制劑的加入還可以抑制尾礦礦漿中&!、&、？13、211等 金屬離子的溶出。不僅如此，植物的種子、果殼中還含有一定量的生物堿，因此將其粉碎后 作為抑制劑加入到尾礦礦漿中，還可以對(duì)酸性的尾礦礦漿起到酸性中和作用，從而進(jìn)一步 保證堆存的尾礦礦漿在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生變質(zhì)，從而方便礦漿的濃縮或絮凝沉淀后產(chǎn)生 的廢水的可靠處理。
[0013 ]作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案:尾礦礦漿的絕干質(zhì)量與抑制劑的質(zhì)量比為1:3-5，經(jīng)試驗(yàn) 證明，按照上述比例向尾礦礦漿中投加抑制劑既可以保證抑制劑得以最大化利用，使得尾 礦礦漿中的亞鐵硫桿菌的催化作用得到有效抑制。
[0014]優(yōu)選的，所述的抑制劑是由核桃殼、龍眼殼、花生殼、板栗殼或茶籽經(jīng)粉碎后得到 經(jīng)粉碎后得到，這些植物原料中的多酚含量高，在自然狀態(tài)下有一定的穩(wěn)定時(shí)間，使用時(shí)可 以有效避免尾礦礦漿的水質(zhì)發(fā)生惡化。
[0015]進(jìn)一步的，所述抑制劑過(guò)100-150目篩，以保證抑制劑與尾礦礦漿得以充分混合； 另外，尾礦礦漿的含水率在30 % -50 %之間。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1-5是分別是添加核桃殼粉的尾礦礦漿的?!1、？62+、2112+、(：11 2+、5〇42_的28天變化趨 勢(shì)圖；
[0017] 圖6-10分別是三組尾礦礦漿的pH、S〇42-心2+、2112+、〇1 2+的28天變化趨勢(shì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為更清楚的說(shuō)明本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1:
[0020] 收集核桃殼，粉碎至過(guò)100目篩，然后按照表1公開(kāi)的7組數(shù)值分別投入到黃鐵礦選 礦排放的尾礦礦漿中，所述的尾礦礦漿取自安徽廬江何家小嶺礦的黃鐵礦選礦時(shí)產(chǎn)生的， 每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中尾礦礦漿的體積為106ml、含水率為30%、絕干質(zhì)量Ig。
[0021 ]表1尾礦礦漿加入核桃殼粉的質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0023]對(duì)上述7組試驗(yàn)得到的尾礦礦漿分別進(jìn)行pH值、以及離子的含量檢測(cè)，結(jié)果如附圖 1-5所示，結(jié)合圖1-5可以看出，以尾礦礦漿的絕干質(zhì)量為Ig計(jì)，當(dāng)添加3-5g核桃殼粉時(shí)對(duì)尾 礦礦漿的pH的下降以及尾礦礦漿中Fe 2+、Zn2+、Cu2+、S〇42_的溶出具有很好的抑制作用，且核 桃殼粉在該添加范圍內(nèi)對(duì)尾礦礦漿的PH值的影響的差異不大，因此綜合原料成本以及作用 效果考慮，優(yōu)化方案是尾礦礦漿中核桃殼粉的質(zhì)量添加量與尾礦礦漿的絕干質(zhì)量之間的比 值為3:1。其中，圖1中的顯示的核0.5:1是指實(shí)驗(yàn)組中核桃殼粉和尾礦礦漿的絕干質(zhì)量的比 值，依次類推。
[0024] 實(shí)施例2:
[0025] 1)收集核桃殼，粉碎至過(guò)150目篩；
[0026] 2)取30g石油醚常溫浸泡48h(浸泡過(guò)程用保鮮膜封口防止石油醚揮發(fā)），每隔12h 攪拌一次以避免出現(xiàn)沉淀，然后真空抽濾，蒸餾水洗凈，在80 °C條件下烘干；
[0027] 3)按照Ig: 15ml的質(zhì)量體積比向烘干的核桃殼粉中加入濃度為50 %的乙醇，在50 °C的超聲波清洗器中浸提Ih，超聲時(shí)間15min，超聲功率500W，提取后對(duì)提取液進(jìn)行真空抽 濾得濾渣和濾液，濾液在3000r/min的條件下離心分離，收集上清液，將濾渣再加入乙醇重 復(fù)相同步驟提取一次，合并兩次上清液，在40°C條件下下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶液無(wú)醇味，用超純水 定容至150mL，得核桃殼粉乙醇提取液，將該提取液置于4°C條件下冷藏備用。
[0028] 4)取三份尾礦礦漿，每份尾礦礦漿的體積為106ml、含水率為50 %、絕干質(zhì)量為Ig， 取步驟1)直接粉碎得到的核桃殼粉0.6g和步驟3)的核桃殼粉乙醇提取液3ml分別投入到其 中兩份尾礦礦漿中，剩余的一份作為空白對(duì)照組，所述的尾礦礦漿取自安徽廬江何家小嶺 礦的黃鐵礦選礦時(shí)產(chǎn)生的。
[0029] 5)對(duì)步驟4)中的空白對(duì)照組、以及分別添加核桃殼粉和核桃殼粉乙醇提取液的尾 礦礦漿進(jìn)行pH值、以及離子5〇42_心2+、？132+、211 2+、〇12+、02+的含量檢測(cè)，結(jié)果如附圖6-10所 示：
[0030]從圖6中可以看出，核桃殼粉添加組的pH變化基本維持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，而空白對(duì) 照組和核桃殼粉乙醇提取液組從初始測(cè)量到第7d的時(shí)候pH值降幅最明顯，之后的21d內(nèi)開(kāi) 始趨于穩(wěn)定。與空白對(duì)照組相比，核桃殼粉組和核桃殼粉乙醇提取組都有抑制礦漿PH值下 降的作用，但是核桃殼粉組對(duì)礦漿的pH值抑制作用要優(yōu)于核桃殼粉乙醇提取組;綜合圖7-10可以看出，核桃殼粉添加組對(duì)尾礦溶出的S〇4 2_W及重金屬離子Fe2+、Zn2+、Cu2+濃度的抑制 作用強(qiáng)于核桃殼粉乙醇提取液組。
【申請(qǐng)人】經(jīng)分析表明，核桃殼粉乙醇提取液中的核桃殼粉 經(jīng)過(guò)了石油醚的浸提，使得大量的生物堿物質(zhì)溶出，而失去了這部分物質(zhì)對(duì)礦漿酸性的中 和作用，導(dǎo)致核桃殼粉乙醇提取液對(duì)礦漿的pH值抑制作用較差。需要解釋說(shuō)明的是，圖6-10 中的核桃殼乙醇組亦即核桃殼粉乙醇提取液組，核桃殼粉添加組亦即核桃殼粉組，CK+亦即 空白對(duì)照組。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種尾礦礦漿的處理方法，其步驟如下：向黃鐵礦選礦產(chǎn)生的尾礦礦漿中投加抑制 劑混合，尾礦礦漿的絕干質(zhì)量與抑制劑的質(zhì)量比為1:0.5-5,所述的抑制劑是由植物的種 子、果實(shí)皮殼和果實(shí)核殼中的一種或多種經(jīng)混合粉碎后得到。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦礦漿的處理方法，其特征在于:尾礦礦漿的絕干質(zhì)量與抑 制劑的質(zhì)量比為1:3-5。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾礦礦漿的處理方法，其特征在于：所述的抑制劑是由核桃 殼、龍眼殼、花生殼、板栗殼或茶籽經(jīng)粉碎后得到。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的尾礦礦漿的處理方法，其特征在于:所述抑制劑過(guò)100-150目篩。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾礦礦漿的處理方法，其特征在于：尾礦礦漿的含水率在 30 %-50 % 之間。
【文檔編號(hào)】C02F1/66GK105923660SQ201610201439
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】岳梅, 韓蔚, 楊軍, 劉盛萍, 張文明, 巫楊, 左丹丹, 黃金文
【申請(qǐng)人】合肥學(xué)院