尾礦礦漿的處理方法
【專利摘要】本發明涉及選礦廢棄物的處理技術領域，具體涉及一種酸性尾礦礦漿的處理方法，其步驟如下：向黃鐵礦選礦產生的尾礦礦漿中投加抑制劑混合，尾礦礦漿的絕干質量與抑制劑的質量比為1:0.5?5，所述的抑制劑是由植物的種子、果實皮殼和果實核殼中的一種或多種經混合粉碎后得到。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酸反應，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，進而為后序的礦漿濃縮等處理降低難度。
【專利說明】
尾礦礦漿的處理方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種尾礦礦漿的處理方法。
【背景技術】
[0002] 尾礦是礦山選礦生產中通過對礦石的破碎、磨細、分選，使有用礦物提取之后剩余 的排棄物，其成分為巖石的細小顆粒，這些細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。現有技術中，針對選礦產生的尾礦礦漿，一般多是通過尾礦輸送系統將其輸 送至尾礦堆存系統中集中堆存。隨著工業經濟的迅速發展，人類對礦產資源的需求量日也 益增加，這就使得大量堆存的尾礦礦漿對環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，如對尾礦進行濃縮處理，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程，然后將澄清水進行處理后外排，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 子以多種價態形式存在。比如，針對黃鐵礦來說，其主要成分為FeS 2,其在開采時所產生的 尾礦中必然存在大量的FeS2,而尾礦中的FeS2會發生的化學反應如下：
[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] 從上述反應式中可以看出，Fe3+和O2都具有氧化FeS2的能力，而通過對比分析我們 不難看出，O 2對FeS2的氧化能力不及Fe3+。也就是說，FeS2的氧化主要是由Fe 3+來完成的：首 先是尾礦中的Fe2+被氧化成Fe3+(見式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（見式3)。但是，如反應式1和3所示，無論是何種方式氧化FeS 2，一 方面所產生的H+會降低尾礦礦漿的PH值，使之呈酸性，另一方面所產生的重金屬離子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 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，亞鐵硫桿菌有氧 條件下具有促進反應(3)的進行，即加速FeS 2的氧化，亦即氧化亞鐵硫桿菌的存在會加快尾 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。
【發明內容】
[0009] 本發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]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是: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：向黃鐵礦選礦產生的尾礦礦漿中投加抑 制劑混合，尾礦礦漿的絕干質量與抑制劑的質量比為1:0.5-5,所述的抑制劑是由植物的種 子、果實皮殼和果實核殼中的一種或多種經混合粉碎后得到。
[0012]實際上，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的 多酚類物質，在植物中的含量僅次于纖維素、半纖維素和木質素，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構中的鄰位酚羥基很容易被氧化成醌類結構， 該氧化過程不僅會消耗環境中的氧，而且對活性氧等自由基具有很強的捕捉能力，這使得 多酚具有較強的抗氧化性以及清除自由基的能力。同時，多酚可與蛋白質結合，能使微生物 體內的原生質凝固，具有抗病毒、止瀉、抑制致癌物及腫瘤、抑制脂質及其他物質的過氧化 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+等金屬離子的絡合，會使含 這些離子的金屬酶活性受到抑制，具體的，多酚與高價金屬離子如Cr 6+、Fe3+等作用絡合的 同時會把金屬離子從高價態還原至低價態，基于這個理論，
【申請人】將粉碎后的植物種子、果 實皮殼和果實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，亦即抑制亞 鐵硫桿菌催化FeS 2發生氧化，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，同時經研究分別表明，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，還可以對酸性的尾礦礦漿起到酸性中和作用，從而進一步 保證堆存的尾礦礦漿在一定時間內不會發生變質，從而方便礦漿的濃縮或絮凝沉淀后產生 的廢水的可靠處理。
[0013 ]作為進一步的優選方案:尾礦礦漿的絕干質量與抑制劑的質量比為1:3-5，經試驗 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、板栗殼或茶籽經粉碎后得到 經粉碎后得到，這些植物原料中的多酚含量高，在自然狀態下有一定的穩定時間，使用時可 以有效避免尾礦礦漿的水質發生惡化。
[0015]進一步的，所述抑制劑過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天變化趨勢圖。
【具體實施方式】
[0018] 為更清楚的說明本發明所公開的技術方案，以下通過實施例來作進一步的說明。
[0019] 實施例1:
[0020] 收集核桃殼，粉碎至過100目篩，然后按照表1公開的7組數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產生的， 每個實驗組中尾礦礦漿的體積為106ml、含水率為30%、絕干質量Ig。
[0021 ]表1尾礦礦漿加入核桃殼粉的質量數據
[0023]對上述7組試驗得到的尾礦礦漿分別進行pH值、以及離子的含量檢測，結果如附圖 1-5所示，結合圖1-5可以看出，以尾礦礦漿的絕干質量為Ig計，當添加3-5g核桃殼粉時對尾 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對尾礦礦漿的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，優化方案是尾礦礦漿中核桃殼粉的質量添加量與尾礦礦漿的絕干質量之間的比 值為3:1。其中，圖1中的顯示的核0.5:1是指實驗組中核桃殼粉和尾礦礦漿的絕干質量的比 值，依次類推。
[0024] 實施例2:
[0025] 1)收集核桃殼，粉碎至過150目篩；
[0026] 2)取30g石油醚常溫浸泡48h(浸泡過程用保鮮膜封口防止石油醚揮發），每隔12h 攪拌一次以避免出現沉淀，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，超聲時間15min，超聲功率500W，提取后對提取液進行真空抽 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 復相同步驟提取一次，合并兩次上清液，在40°C條件下下旋轉蒸發至溶液無醇味，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 礦的黃鐵礦選礦時產生的。
[0029] 5)對步驟4)中的空白對照組、以及分別添加核桃殼粉和核桃殼粉乙醇提取液的尾 礦礦漿進行pH值、以及離子5〇42_心2+、？132+、211 2+、〇12+、02+的含量檢測，結果如附圖6-10所 示：
[0030]從圖6中可以看出，核桃殼粉添加組的pH變化基本維持一個穩定的狀態，而空白對 照組和核桃殼粉乙醇提取液組從初始測量到第7d的時候pH值降幅最明顯，之后的21d內開 始趨于穩定。與空白對照組相比，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，但是核桃殼粉組對礦漿的pH值抑制作用要優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 作用強于核桃殼粉乙醇提取液組。
【申請人】經分析表明，核桃殼粉乙醇提取液中的核桃殼粉 經過了石油醚的浸提，使得大量的生物堿物質溶出，而失去了這部分物質對礦漿酸性的中 和作用，導致核桃殼粉乙醇提取液對礦漿的pH值抑制作用較差。需要解釋說明的是，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 空白對照組。
【主權項】
1. 一種尾礦礦漿的處理方法，其步驟如下：向黃鐵礦選礦產生的尾礦礦漿中投加抑制 劑混合，尾礦礦漿的絕干質量與抑制劑的質量比為1:0.5-5,所述的抑制劑是由植物的種 子、果實皮殼和果實核殼中的一種或多種經混合粉碎后得到。2. 根據權利要求1所述的尾礦礦漿的處理方法，其特征在于:尾礦礦漿的絕干質量與抑 制劑的質量比為1:3-5。3. 根據權利要求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、板栗殼或茶籽經粉碎后得到。4. 根據權利要求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100-150目篩。5. 根據權利要求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】C02F1/66GK105923660SQ201610201439
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】岳梅, 韓蔚, 楊軍, 劉盛萍, 張文明, 巫楊, 左丹丹, 黃金文
【申請人】合肥學院