本实用新型属于矿山环保技术领域，具体涉及一种硫铁矿选矿废水处理系统。
背景技术：
硫铁矿在选矿的过程中所产生的废水含有复杂的有害成分，如铅离子、镉离子、砷离子、氟离子等，需要经过处理后才能排放到自然水体中。目前，一种常用的硫铁矿选矿废水处理系统如图1所示，包括固液分离池1、结晶分离装置2和吸附装置3。固液分离池1和结晶分离装置2之间通过第一水管4连通，结晶分离装置2和吸附装置3之间通过第二水管5连通(第二水管5的一端贯穿结晶分离装置2的上部侧壁或顶板，第二水管5的另一端贯穿吸附装置3的下部侧壁或底板)。
固液分离池1为设置在选矿场附近的废水池，其位置低于选矿场，选矿过程中形成的废水可自动流入该废水池中，其作用是依靠重力，使选矿废水中的固体颗粒沉积在固液分离池1的底部，从而实现固体与液体的分离。
结晶分离装置2为一封闭的罐体，冷冻水管21(实际上设有多条冷冻水管)从该罐体的顶部贯穿罐体的顶板直达罐体底部后两次弯折(“u”形弯折)，再贯穿罐体的顶板延伸至罐体之外，亦即冷冻水管21的主体部分在罐体内，冷冻水管21的进水口211和出水口212均在罐体的顶部之外，这种结构设计的作用是便于进入罐体的废水与冷冻水管之间进行充分的热交换，促进废水中的有害物质结晶沉淀。
吸附装置3为一带有盖体的封闭的罐体，盖体设置于罐体的顶部，其内部由下到上依次设置第一工作腔31、第二工作腔32、第三工作腔33、第四工作腔34和第五工作腔35，每个工作腔之间通过滤水隔板予以分割；在第一工作腔31中充填有沸石颗粒，在第二工作腔32中充填有活性炭颗粒，在第三工作腔33中充填有蒙脱石颗粒，在第四工作腔34中充填有海泡石颗粒，在第五工作腔35中充填有硅藻土(先将硅藻土置于透水小袋中，再将袋装的硅藻土填满第五工作腔，至于其他工作腔中的吸附材料颗粒，既可以直接充填在工作腔中，也可以先置于透水小袋中，再堆积到相应的工作腔中)。第二水管5贯穿吸附装置3的下部侧壁或者底板后进入第一工作腔31。另设有第三水管6贯穿吸附装置3的上部侧壁或者顶板后进入第五工作腔35。吸附装置3的作用是通过上述五个工作腔中所充填的吸附材料对结晶分离后的废水中的不同有害成分的吸附，使最终通过第三水管6排放到系统之外的废水达到排放标准。
上述现有技术虽然在处理硫铁矿选矿废水方面发挥了积极作用，但也存在一些技术缺陷，主要表现在以下两个方面：
第一，经固液分离后的选矿废水中仍然含有不少悬浮于水中的微颗粒结晶物，以及虽然溶于水但容易结晶的硫化物。当使用水泵将废水从固液分离池1经第一水管4抽送至结晶分离装置2时，悬浮于水中的微颗粒结晶物以及容易结晶的硫化物，在水泵内的负压条件下，有可能快速地在水泵内形成颗粒状结晶物，从而影响水泵的正常工作，严重时，甚至会损坏或卡死水泵的叶轮。
第二，吸附材料经过一段时间后，就会丧失吸附功能，然而，吸附装置3的五个工作腔中的吸附材料是逐层充填进去的，且各工作腔中的吸附材料丧失吸附功能的快慢程度是不相同的，这就意味着，如果每次都更换吸附装置3中的全部吸附材料，就会导致部分吸附材料的浪费，如果每次只更换吸附装置3中已丧失吸附功能的吸附材料，又会因频繁地更换吸附材料，而导致工作效率的下降。
技术实现要素：
本实用新型的目的之一在于克服上述现有技术所存在的、因废水中的结晶物而影响水泵正常工作的技术缺陷。该目的是通过下述技术方案实现的：
一种硫铁矿选矿废水处理系统，包括重力沉降与结晶分离池和吸附装置，吸附装置中充填有吸附材料，吸附装置通过第二水管与外界连通，重力沉降与结晶分离池与吸附装置之间通过第一水管连通，重力沉降与结晶分离池中设有冷冻水管，冷冻水管的进水口和出水口设置在重力沉降与结晶分离池之外。
本实用新型的基本发明构思是：在重力沉降与结晶分离池中一并解决选矿废水中的固体有害物质的沉淀(重力沉降)问题与易结晶有害物质与废水的分离问题，为此，本实用新型采用了在重力沉降与结晶分离池中设置冷冻水管的技术手段：通过热交换，促进悬浮于水中的微颗粒结晶物以及容易结晶的硫化物等有害物质转化成较大的结晶物颗粒，从而与废水分离。
在上述技术方案的基础上，本实用新型可附加下述技术手段，以便更好地或者更有针对性地解决本实用新型所要解决的技术问题：
在所述重力沉降与结晶分离池中设置有多条纵横排列的冷冻水管。
进一步地，所述多条纵横排列的冷冻水管分为两层，上层为纵向排列的冷冻水管，下层为横向排列的冷冻水管。
本实用新型的目的之二在于克服上述现有技术所存在的、因更换吸附材料而产生的要么浪费吸附材料、要么导致吸附装置的工作效率降低的技术缺陷。该发明目的是在上述技术方案的基础上，通过采用下述技术手段予以实现的：
所述吸附装置包括多个由前到后依次排列的工作腔，每个工作腔均为设有盖体的、内中空的罐体或箱状体，每个工作腔均设有进水口和出水口，最前端的工作腔通过第一水管与所述重力沉降与结晶分离池连通，相邻的两个工作腔之间通过水管连通，最后一个工作腔的出水口通过第二水管与外界连通，每个工作腔中分别充填一种吸附材料。
进一步地，所述每个工作腔的进水口均设置于该工作腔的侧壁下部或底板一侧，所述每个工作腔的出水口均设置于该工作腔的侧壁上部或顶板的另一侧。
本实用新型具有下述有益效果：
第一，由于重力沉降与结晶分离同步进行，本实用新型克服了上述现有技术所存在的、因废水中的结晶物而影响水泵正常工作的技术缺陷。
第二，由于采用了将吸附装置设置为包括多个由前到后依次排列的工作腔，每个工作腔均为设有盖体的、内中空的罐体或箱状体，且每个工作腔中只充填一种吸附材料的技术手段，克服上述现有技术所存在的、因更换吸附材料而产生的要么浪费吸附材料、要么导致吸附装置的工作效率降低的技术缺陷。
附图说明
图1为现有的一种重金属矿选矿废液处理系统的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例1的结构示意图；
图3为本实用新型的实施例2中的吸附装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过两个实施例，并结合附图，详细介绍本实用新型的技术方案。
实施例1
如图2所示，一种硫铁矿选矿废水处理系统，包括重力沉降与结晶分离池1和吸附装置3，重力沉降与结晶分离池1与吸附装置3之间通过第一水管2连通，吸附装置3还通过第二水管4与外界连通。
重力沉降与结晶分离池1中设有冷冻水管，冷冻水管的进水口和出水口设置在重力沉降与结晶分离池1之外。在本实施例中，冷冻水管分为两层，下层为纵向排列的冷冻水管101(以废水流向吸附装置3的方向为纵向)，上层为横向排列的冷冻水管102。纵横排列的冷冻水管101、102的层数和总数可以根据重力沉降与结晶分离池1的规模和单位时间处理的废水数量确定。就本实施例而言，纵向排列的冷冻水管101和横向排列的冷冻水管102均为36条，冷冻水管的内径为5cm，同一层的相邻两条冷冻水管之间的距离为0.5m，两层冷冻水管之间的距离为也为0.5m。如果需要处理的废水量大，则可增加冷冻水管101、102的层数和总数，相应地，也需要增大重力沉降与结晶分离池1的容积。
在本实施例中，吸附装置3可使用现有技术中已有的吸附装置。具体地说，吸附装置3为一带有盖体(图中未示出)的封闭的罐体，盖体设置在罐体的顶部，其内部由下到上依次设置第一工作腔301、第二工作腔302、第三工作腔303、第四工作腔304和第五工作腔305，每个工作腔之间通过滤水隔板(图中未示出)予以分割；在第一工作腔301中充填有沸石颗粒，在第二工作腔302中充填有活性炭颗粒，在第三工作腔303中充填有蒙脱石颗粒，在第四工作腔304中充填有海泡石颗粒，在第五工作腔305中充填有硅藻土(先将硅藻土置于透水小袋中，再将袋装的硅藻土填满第五工作腔。
吸附装置3与第一水管2连通的进水口设置在第一工作腔301的侧壁下部，吸附装置3与第二水管4连通的出水口设置在第五工作腔305的顶板之上。
以上结合附图详细介绍了本实用新型的一个实施例的结构特征，以下进一步介绍其工作方法：
本实用新型实际工作时，需要与水泵、制冷设备等现有的设备配套使用。当流入到重力沉降与结晶分离池1中的选矿废水达到一定量之后，例如，废水的水位高于上层的冷冻水管0.5m左右之后，停止选矿废水的排放，同时启动制冷设备，给纵横排列的冷冻水管101、102通温度为0到2摄氏度的冷冻水。硫铁矿选矿废水的温度通常可达30到40摄氏度，给纵横排列的冷冻水管101、102通入冷冻水后，选矿废水会与冷冻水管101、102发生热交换作用，导致其中的易结晶物质快速结晶并沉积或沉淀在重力沉降与结晶分离池1的底部(其中的一部分会沉积在冷冻水管101、102上)。
待结晶物的增长速度几乎为零时，启动水泵，将重力沉降与结晶分离池1中的选矿废水通过第一水管2抽送到吸附装置3中。选矿废水从第一工作腔301的侧壁下部进入吸附装置3后，会在水泵所产生的流体压力的作用下，沿着充填在吸附装置3中的吸附材料颗粒之间的缝隙缓慢上升，在此过程中，选矿废水中的绝大部分有害成分被吸附材料吸附。
另需说明的是，硫铁矿的伴生金属不同，硫铁矿的选矿工艺不同，都会对吸附材料的选用产生影响。但一般说来，通过上述五种吸附材料的联合吸附，硫铁矿废水可以达到排放标准。
实施例2
本实施例的基本结构与实施例1相同，所不同的是，如图3所示，在本实施例中，所述吸附装置包括5个由前到后依次排列的工作腔，亦即第一工作腔31、第二工作腔32、第三工作腔33、第四工作腔34、第五工作腔35，每个工作腔均为设有盖体的、内中空的罐体或箱状体，每个工作腔均设有进水口和出水口，最前端的工作腔(亦即最靠近重力沉降与结晶分离池1的第一工作腔31)通过第一水管2与所述重力沉降与结晶分离池1连通，相邻的两个工作腔之间通过水管连通，最后一个工作腔的出水口通过第二水管4与外界连通，每个工作腔的进水口均设置于该工作腔的侧壁下部(也可设置于底板一侧，在这种情况下，需要给工作腔设置支撑架)，所述每个工作腔的出水口均设置于该工作腔的侧壁上部或顶板的另一侧。
每个工作腔中分别充填一种吸附材料，亦即在第一工作腔31中充填有沸石颗粒，在第二工作腔32中充填有活性炭颗粒，在第三工作腔33中充填有蒙脱石颗粒，在第四工作腔34中充填有海泡石颗粒，在第五工作腔35中充填有硅藻土(先将硅藻土置于透水小袋中，再将袋装的硅藻土填满第五工作腔。
与实施例1相比，本实施例的优点在于：其一，因无需逐层更换吸附材料，故本实施例能够更加便捷地更换吸附材料。其二，因不同的吸附材料，其有效工作的时间不同，故采用实施例2，能够避免一刀切地更换吸附材料。
1.一种硫铁矿选矿废水处理系统，包括吸附装置，吸附装置中充填有吸附材料，吸附装置通过第二水管与外界连通，其特征在于：还包括重力沉降与结晶分离池，重力沉降与结晶分离池与吸附装置之间通过第一水管连通，重力沉降与结晶分离池中设有冷冻水管，冷冻水管的进水口和出水口设置在重力沉降与结晶分离池之外。
2.如权利要求1所述的硫铁矿选矿废水处理系统，其特征在于：在所述重力沉降与结晶分离池中设置有多条纵横排列的冷冻水管。
3.如权利要求2所述的硫铁矿选矿废水处理系统，其特征在于：所述多条纵横排列的冷冻水管分为两层，上层为纵向排列的冷冻水管，下层为横向排列的冷冻水管。
4.如权利要求1至3任一项所述的硫铁矿选矿废水处理系统，其特征在于：所述吸附装置包括多个由前到后依次排列的工作腔，每个工作腔均为设有盖体的、内中空的罐体或箱状体，每个工作腔均设有进水口和出水口，最前端的工作腔通过第一水管与所述重力沉降与结晶分离池连通，相邻的两个工作腔之间通过水管连通，最后一个工作腔的出水口通过第二水管与外界连通，每个工作腔中分别充填一种吸附材料。
5.如权利要求4所述的硫铁矿选矿废水处理系统，其特征在于：所述每个工作腔的进水口均设置于该工作腔的侧壁下部或底板一侧，所述每个工作腔的出水口均设置于该工作腔的侧壁上部或顶板的另一侧。
技术总结