膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性废水
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需要说明下列两点（: 1）膜系统实际运行过程中 部分产水未中和,直接输送至环保车间和选冶车间用 于配石灰乳液；部分产水在铜矿选矿厂不需要工业水 时中和排放。这两股水因无流量计无法确切计量,因此 文中提到的产水石灰中和用量为估计值。（2）超滤回 水量是根据每套超滤设备每小时回水量 12 m3 计算得出, 超滤自动清洗水量则是依据每套超滤设备每 25 min 自动清洗一次,每次清洗排出超滤设备内残留原液 1.5 m3 计算所得。 3.2 回收铜的价值
等)等因素造成,因此很有必要对初步沉降工艺进行
优化改进,或增添更高效的悬浮物去除技术,如快滤
池、气浮等,确保水质指标达到设计要求,以保障膜系统
长期稳定运行。此外,纤维束过滤和超滤预处理系统运
行压力平稳、流量波动合理,充分表现出其较强的适应
性和缓冲能力。
表 2 一级反渗透运行数据
项目 流量,m3/h 压力,MPa 电导率,μS/cm pH
113.5
3.49 —— —
※ 总产水的 ORP＝451 mV。
从表 2 和表 3 可知,一级反渗透的产水回收率为
70%~80%,二级反渗透的产水回收率为 40%~60%,即
两级膜系统总产水回收率达 77.9%~89.0%,均在合理
范围内。由于反渗透的产水量与进水温度密切相关,进
水温度每升高或降低 1 ℃, 均会导致膜的通量升高或
4# 297.1 35 120 1.98 0.27 0.79 1.87 未检出 0.85
5# 270 25 170 2.17 0.1 1.56 3.1 未检出 2.18
6# 327 25 140 1.76 0.23 0.93 2.75 未检出 2.23
7# 281.9 80 53.1 1.85 0.10 1.39 4.22 未检出 2.3
〔关键词〕膜分离；酸性矿山废水(AMD)；零排放；中和渣堆场
中图分类号：X751 文献标识码：B 文章编号：1004-4345(2011)02-0045-03
Treatment of Copper-Bearing Acid Mine Drainage from a Certain Copper Mine in Zijin with Membrane Separation Technology
ZHU Qiu-hua1, CHU Ren-xue2, ZHANG Rong3, LIN Wen-xian3
(1. Zijin Research and Engineering Institute of Mining & Metallurgy, Shanghang, Fujian 361016, China; 2. Zijin Copper Co., Ltd., Shanghang, Fujian 364200,China；3. Zijinshan Gold Copper Mine, Shanghang, Fujian 364200,China) Abstract Membrane separation technology has been used to treat copper-bearing Acid Mine Drainage from Zijinshan Gold Copper Mine: Raw water is treated in the process of "initial settlement ― fibre bundle filtration ― ultrafilitration ― two-stage reverse osmosis" while concentrated water goes directly into "extraction - electrowinning" section for copper recovery, and the produced water returns to flotation system after neutralization, realizing zero discharge of copper-bearing acid mine drainage. The results of actual operation show that the membrane separation technology is feasible in technology and yields substantial economic benefits. The technology is the domestic initiation, realizing recycling economy and producing good economic, social and environmental benefits. Keywords membrane separation; Acid Mine Drainage (AMD); zero discharge; neutral dregs stockpile
紫金某铜矿系硫化铜矿资源,在采矿、选冶过程中 会产生大量含铜、铁的酸性矿山废水(Acid Mine Drainage, AMD),不仅损失资源,还会破坏环境。目前,酸性矿山废 水处理技术主要有中和沉淀法、硫化沉淀法、深度萃 取法、氧化还原法、人工湿地法、微生物法以及膜分离 技术等。现采用的石灰中和法,除了治理费用高外,还存 在着占用大量中和渣浆堆放库与二次污染的问题,已 成为铜矿山所面临的环境难题之一。随着膜技术进步, 将膜技术应用到酸性矿山废水处理可回收有价金属, 实现废水零排放,同时基本不占用中和渣堆场。国内首 创的该铜矿 AMD 膜处理项目的顺行生产显示膜法处 理AMD 具有显著的经济、社会和环境效益,实现了循
UF 超滤
64.2～ 72.6
0.075～ 0.082
3.07～ 6.35
50.14～ 52.1
0.038
0.06～ 0.09
3套
从表 1 可知,原水初步沉降效果一般,经沉降后出
水浊度不能稳定达到纤维束过滤系统进水设计要求
(浊度＜20 NTU),其主要原因可能是由原水水质波动、沉
降池设计缺陷(如沉降停留时间短、无折流板或斜管
收稿日期：2010-11-30 作者简介：朱秋华(1983—),男,工程师,主要从事环保工程设计工作。
环经济。工程分两期进行,一期处理量为 4 000 t/d AMD。AMD 收集与初步沉降、产水中和输送与浓水输 送由该矿自主设计,膜处理工艺由美国 HARRISON WESTERN ASIA 设计并提供专用膜原件,萃取、电积、 浮选用水储罐均利用矿山原有生产系统。
平均 275.3 44 91.9 1.82 0.13 0.84 3.76 未检出 1.69
从表 4 可知,硐坑水经两级浓缩后,铜离子总回收 率为 98.6%,铜离子的截留率达 99.79%,浓缩倍数为 7~12 倍,铜浓度符合铜萃取条件,其 pH 2.5 正符合铜萃
第2期
膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性废水
硐坑水汇集至原水沉淀池,经沉淀池初步沉淀处 理后,去除水中大部分悬浮物和部分胶体；初步沉淀处 理后的水泵至纤维过滤器进行过滤,之后再经超滤处 理;经超滤处理后,出水浊度通常≤0.1 NTU,SDI≤3.0, 完全达到反渗透的进水要求;超滤出水作为反渗透的 给水,送入一、二级反渗透,经反渗透浓缩处理后,浓水 送入铜湿法厂进行“萃取—电积”提铜,产水可直接送 入铜湿法厂用作石灰配药工业水,或加少量石灰中和 后即可达标外排或作为工业水回用于浮选系统[1-3]。工 艺流程见图 1。
流量,m3/h 压力,MPa 电导率,μS/cm pH
40～44
1.05 5 381～5 848 2.37～2.5
水温,℃ 15.6
浓水 18.5～20.5 0.72 9 407～9 974 2.18～2.5 15.6
产水 19～21.5
0.05
259～272 3.15～3.4 15.6
总产水 109～117.5 0.05
第 32 卷 第2 期
有色冶金设计与研究
2011 年 4月
膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性废水
朱秋华 1,褚仁雪 2,张 蓉 3,林文贤 3
(1.紫金矿业矿冶设计研究院,福建上杭 361016; 2.紫金铜业有限公司,福建上杭 364200;3.紫金山金铜矿,福建上杭 364200)
〔摘 要〕采用膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性矿山废水:原水经“初沉降―纤维束过滤―超滤―两级反 渗透浓缩”处理,浓水直接进入“萃取—电积”工段回收铜,产水中和后返回浮选系统使用,从而实现了含铜酸性废 水的零排放。 实际运行结果表明膜分离工艺的技术可行,经济效益可观,国内首创,实现了循环经济,创造了良好的 经济、社会和环境效益。
8# 280.9 90 47.8 1.74 0.08 0.54 1.57 未检出 0.74
9# 276 120 68.5 1.75 0.06 0.29 1.57 未检出 0.72
10# 268 50 29.4 1.60 0.26 0.43 9.97 0.002 3.4
11# 267.7 40 90.9 1.59 0.25 0.45 9.98 0.002 3.5
降低 2.5%。此外,总产水的电导率低于 200 μS/cm,清澈
透明,略显酸性,其水质理化指标要远高于普通的工业
水,仅加少量石灰中和,即可达到国家《污水综合排放标
准》(GB8978-1996)一级排放标准,或泵至铜矿浮选厂
作工业用水。在表 1~3 的运行参数下,运行期间铜、铁
的分析数据见表 4。
表 4 系统始、终端出水水质分析
图 1 膜分离处理含铜酸性硐坑水工艺流程
2 膜分离系统运行效果
膜分离处理含铜酸性硐坑水工程分为两期建设,
目前已建成一期,处理量为 4 000 m3/d,投产至今运行
稳定,尽管原水的沉淀效果有时尚未完全达到设计要
等)等因素造成,因此很有必要对初步沉降工艺进行
优化改进,或增添更高效的悬浮物去除技术,如快滤
池、气浮等,确保水质指标达到设计要求,以保障膜系统
长期稳定运行。此外,纤维束过滤和超滤预处理系统运
行压力平稳、流量波动合理,充分表现出其较强的适应
性和缓冲能力。
表 2 一级反渗透运行数据
项目 流量,m3/h 压力,MPa 电导率,μS/cm pH
113.5
3.49 —— —
※ 总产水的 ORP＝451 mV。
从表 2 和表 3 可知,一级反渗透的产水回收率为
70%~80%,二级反渗透的产水回收率为 40%~60%,即
两级膜系统总产水回收率达 77.9%~89.0%,均在合理
范围内。由于反渗透的产水量与进水温度密切相关,进
水温度每升高或降低 1 ℃, 均会导致膜的通量升高或
4# 297.1 35 120 1.98 0.27 0.79 1.87 未检出 0.85
5# 270 25 170 2.17 0.1 1.56 3.1 未检出 2.18
6# 327 25 140 1.76 0.23 0.93 2.75 未检出 2.23
7# 281.9 80 53.1 1.85 0.10 1.39 4.22 未检出 2.3
〔关键词〕膜分离；酸性矿山废水(AMD)；零排放；中和渣堆场
中图分类号：X751 文献标识码：B 文章编号：1004-4345(2011)02-0045-03
Treatment of Copper-Bearing Acid Mine Drainage from a Certain Copper Mine in Zijin with Membrane Separation Technology
ZHU Qiu-hua1, CHU Ren-xue2, ZHANG Rong3, LIN Wen-xian3
(1. Zijin Research and Engineering Institute of Mining & Metallurgy, Shanghang, Fujian 361016, China; 2. Zijin Copper Co., Ltd., Shanghang, Fujian 364200,China；3. Zijinshan Gold Copper Mine, Shanghang, Fujian 364200,China) Abstract Membrane separation technology has been used to treat copper-bearing Acid Mine Drainage from Zijinshan Gold Copper Mine: Raw water is treated in the process of "initial settlement ― fibre bundle filtration ― ultrafilitration ― two-stage reverse osmosis" while concentrated water goes directly into "extraction - electrowinning" section for copper recovery, and the produced water returns to flotation system after neutralization, realizing zero discharge of copper-bearing acid mine drainage. The results of actual operation show that the membrane separation technology is feasible in technology and yields substantial economic benefits. The technology is the domestic initiation, realizing recycling economy and producing good economic, social and environmental benefits. Keywords membrane separation; Acid Mine Drainage (AMD); zero discharge; neutral dregs stockpile
紫金某铜矿系硫化铜矿资源,在采矿、选冶过程中 会产生大量含铜、铁的酸性矿山废水(Acid Mine Drainage, AMD),不仅损失资源,还会破坏环境。目前,酸性矿山废 水处理技术主要有中和沉淀法、硫化沉淀法、深度萃 取法、氧化还原法、人工湿地法、微生物法以及膜分离 技术等。现采用的石灰中和法,除了治理费用高外,还存 在着占用大量中和渣浆堆放库与二次污染的问题,已 成为铜矿山所面临的环境难题之一。随着膜技术进步, 将膜技术应用到酸性矿山废水处理可回收有价金属, 实现废水零排放,同时基本不占用中和渣堆场。国内首 创的该铜矿 AMD 膜处理项目的顺行生产显示膜法处 理AMD 具有显著的经济、社会和环境效益,实现了循
UF 超滤
64.2～ 72.6
0.075～ 0.082
3.07～ 6.35
50.14～ 52.1
0.038
0.06～ 0.09
3套
从表 1 可知,原水初步沉降效果一般,经沉降后出
水浊度不能稳定达到纤维束过滤系统进水设计要求
(浊度＜20 NTU),其主要原因可能是由原水水质波动、沉
降池设计缺陷(如沉降停留时间短、无折流板或斜管
收稿日期：2010-11-30 作者简介：朱秋华(1983—),男,工程师,主要从事环保工程设计工作。
环经济。工程分两期进行,一期处理量为 4 000 t/d AMD。AMD 收集与初步沉降、产水中和输送与浓水输 送由该矿自主设计,膜处理工艺由美国 HARRISON WESTERN ASIA 设计并提供专用膜原件,萃取、电积、 浮选用水储罐均利用矿山原有生产系统。
平均 275.3 44 91.9 1.82 0.13 0.84 3.76 未检出 1.69
从表 4 可知,硐坑水经两级浓缩后,铜离子总回收 率为 98.6%,铜离子的截留率达 99.79%,浓缩倍数为 7~12 倍,铜浓度符合铜萃取条件,其 pH 2.5 正符合铜萃
第2期
膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性废水
硐坑水汇集至原水沉淀池,经沉淀池初步沉淀处 理后,去除水中大部分悬浮物和部分胶体；初步沉淀处 理后的水泵至纤维过滤器进行过滤,之后再经超滤处 理;经超滤处理后,出水浊度通常≤0.1 NTU,SDI≤3.0, 完全达到反渗透的进水要求;超滤出水作为反渗透的 给水,送入一、二级反渗透,经反渗透浓缩处理后,浓水 送入铜湿法厂进行“萃取—电积”提铜,产水可直接送 入铜湿法厂用作石灰配药工业水,或加少量石灰中和 后即可达标外排或作为工业水回用于浮选系统[1-3]。工 艺流程见图 1。
流量,m3/h 压力,MPa 电导率,μS/cm pH
40～44
1.05 5 381～5 848 2.37～2.5
水温,℃ 15.6
浓水 18.5～20.5 0.72 9 407～9 974 2.18～2.5 15.6
产水 19～21.5
0.05
259～272 3.15～3.4 15.6
总产水 109～117.5 0.05
第 32 卷 第2 期
有色冶金设计与研究
2011 年 4月
膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性废水
朱秋华 1,褚仁雪 2,张 蓉 3,林文贤 3
(1.紫金矿业矿冶设计研究院,福建上杭 361016; 2.紫金铜业有限公司,福建上杭 364200;3.紫金山金铜矿,福建上杭 364200)
〔摘 要〕采用膜分离技术处理紫金某铜矿含铜酸性矿山废水:原水经“初沉降―纤维束过滤―超滤―两级反 渗透浓缩”处理,浓水直接进入“萃取—电积”工段回收铜,产水中和后返回浮选系统使用,从而实现了含铜酸性废 水的零排放。 实际运行结果表明膜分离工艺的技术可行,经济效益可观,国内首创,实现了循环经济,创造了良好的 经济、社会和环境效益。
8# 280.9 90 47.8 1.74 0.08 0.54 1.57 未检出 0.74
9# 276 120 68.5 1.75 0.06 0.29 1.57 未检出 0.72
10# 268 50 29.4 1.60 0.26 0.43 9.97 0.002 3.4
11# 267.7 40 90.9 1.59 0.25 0.45 9.98 0.002 3.5
降低 2.5%。此外,总产水的电导率低于 200 μS/cm,清澈
透明,略显酸性,其水质理化指标要远高于普通的工业
水,仅加少量石灰中和,即可达到国家《污水综合排放标
准》(GB8978-1996)一级排放标准,或泵至铜矿浮选厂
作工业用水。在表 1~3 的运行参数下,运行期间铜、铁
的分析数据见表 4。
表 4 系统始、终端出水水质分析
图 1 膜分离处理含铜酸性硐坑水工艺流程
2 膜分离系统运行效果
膜分离处理含铜酸性硐坑水工程分为两期建设,
目前已建成一期,处理量为 4 000 m3/d,投产至今运行
稳定,尽管原水的沉淀效果有时尚未完全达到设计要
