Wasseraufbereitungslösungen für die Bergbauindustrie

1. Hintergrund

In den letzten Jahrzehnten sind die Umweltschutzbestimmungen weltweit verschärft worden, da das Bewusstsein für Umweltauswirkungen und Wasserknappheit zugenommen hat. Die internationale Bergbauindustrie hat entsprechend reagiert.

Wassermanagementstrategien stehen im Mittelpunkt der Minenentwicklung, des Minenbetriebs und der Minensanierung und werden eingesetzt, um die Umweltauswirkungen des Bergbaus zu minimieren. Von der Trinkwasserproduktion über Kühlanlagen und die Abfalltrennung von wertvollen Mineralien bis hin zur Staubbekämpfung ist Wasser im Bergbauprozess unverzichtbar und stellt daher ein Risiko für den hohen Wasserbedarf dar.

NEWater ist besorgt über die Umweltverschmutzung und stellt sich der Herausforderung einer nachhaltigen Entwicklung. Wir sehen Wasseraufbereitungsanwendungen im Bergbau, darunter die Trinkwasseraufbereitung am Minenstandort, die Prozesswasseraufbereitung, die Produktrückgewinnung, Recyclingwasseraufbereitungssysteme, das Rückstandsmanagement und verschiedene andere Aufbereitungstechnologien.

2. Prinzip der Umkehrosmose-Technologie

Umkehrosmose-Technologie ist die am weitesten verbreitete und ausgereifteste Technologie in der Membrantrenntechnik. Ihr Prinzip besteht darin, auf Salzwasser (z. B. Rohwasser) einen höheren Druck als den natürlichen osmotischen Druck auszuüben, sodass die Osmose in die entgegengesetzte Richtung verläuft. Die Wassermoleküle im Rohwasser werden auf die andere Seite der Membran gedrückt und in sauberes Wasser umgewandelt. Dadurch werden Verunreinigungen und Salze aus dem Wasser entfernt.

Die Trenneigenschaften der Umkehrosmosemembran können gelöste Salze, Kolloide, organische Stoffe, Bakterien, Mikroorganismen und andere Verunreinigungen effektiv aus dem Wasser entfernen. Bisher umfasst die Membrantrenntechnologie hauptsächlich Umkehrosmose (RO), mikroporöse Membranfiltration (MF), Ultrafiltration (UF), Und Elektrodialyse (EDI)-Technologie. Darunter werden RO, UF und EDI hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt.

3. Das Funktionsprinzip der Nanofiltrationstechnologie

Nanofiltration ist ein druckbetriebenes Membrantrennverfahren zwischen Umkehrosmose und Ultrafiltration. Die Porengröße von Nanofiltrationsmembranen liegt im Bereich von wenigen Nanometern. Die meisten Nanofiltrationsmembranen sind abgeleitet von Umkehrosmosemembranen, wie CA-, CTA-Membranen, aromatische Polyamid-Verbundmembranen und sulfonierte Polyethersulfonmembranen.

Daher ist die Nanofiltration, auch als Umkehrosmose bei niedrigem Druck bekannt, ein aufstrebendes Gebiet der Membrantrenntechnologie, deren Trennleistung zwischen der Umkehrosmose und der Ultrafiltration liegt und es einigen anorganischen Salzen und bestimmten Lösungsmitteln ermöglicht, die Membran zu passieren, wodurch eine Trennung erreicht wird.

Dank seiner hervorragenden Rückhalteleistung wird Schwermetalle gut entfernt, und es treten keine Probleme mit Membranverunreinigungen auf. Darüber hinaus sind die Betriebskosten der NF-Membran niedriger als bei der Umkehrosmosetechnologie, und die Membran entfernt organische Kleinmoleküle gut. Daher wird sie häufig zur Behandlung von Industrie- und Chemieabwässern eingesetzt.

 

4. NEWater-Wasseraufbereitungsanwendung in der Bergbauindustrie

4.1 Saure Grubenwässerhaltung

Grubenentwässerung, Prozesswasser und Regenwasser aus industriellen Aktivitäten sind die wichtigsten Wasserarten im Bergbau. Die beiden Hauptziele der Behandlung kontaminierten Grubenwassers sind die Neutralisierung des Säuregehalts und die Entfernung von Metallen. Kontaminiertes Grubenwasser entsteht, wenn sulfidhaltiges Gestein mit Wasser und Sauerstoff in Kontakt kommt.

Sulfidhaltige Gesteine sind Wasser und Sauerstoff ausgesetzt, was zu Säure und hohen Konzentrationen von Metallen und Sulfaten im Wasser führt. Daher ist das Bergbauabwasser typischerweise sauer. Die Zugabe von Kalk, Kalkstein oder Natronlauge ist erforderlich, um den pH-Wert während des gesamten Wasseraufbereitungsprozesses zu erhöhen (chemische Fällung).

NEWater verwendet ein dreistufiges Membranverfahren. Mehrere Ultrafiltrations- und Umkehrosmose-Membransysteme werden in Reihe geschaltet, um eine Wasserrückgewinnung von bis zu 97% zu ermöglichen. Zwei CSIR-Verfahren, Kalkstein-/Kalkneutralisation und Gipskristallisation, werden zur Vorbehandlung kombiniert, gefolgt von Nasssandfiltern zur Entfernung von Restmangan. Nach diesem Behandlungsschritt wurde das Wasser mit einem Ultrafiltrationsmembran (UF-Membran) Element zum Entfernen von Mikroorganismen und Schwebstoffen.

Abschließend werden Umkehrosmosemembranen (RO) zur weiteren Behandlung eingesetzt. Stark mit Gipssalzen übersättigte Sole (gelöste Salze werden durch RO-Membranen entfernt) wird mit Kalk behandelt, um die Übersättigung zu beseitigen. Der letzte Zyklus wurde dreimal durchgeführt, um die Wasserrückgewinnung zu verbessern, die Feststoffabscheidung zu erhöhen und das Solevolumen zu reduzieren.

 

Das Ergebnis ist ein sauberer Wasserstrom mit hohen Qualitätsstandards, der in anderen Prozessen wiederverwendet oder sicher in die Umwelt eingeleitet werden kann. Durch die Entfernung von Sulfaten und anderen gelösten Verunreinigungen aus kontaminiertem Wasser wird hochwertiges Produktionswasser gewonnen, das früher in die Umwelt eingeleitet wurde und nun in Betriebsprozessen wiederverwendet wird.

Abhängig von der gewünschten Wasserqualität werden verschiedene Techniken zur Entfernung gelöster Mineralien eingesetzt, wie Umkehrosmose und andere Membranfiltrationsverfahren. Ionenaustausch, Elektrodeionisierung, Adsorptionsmedien usw. Dadurch wird das Abwasser vollständig genutzt und dem Betreiber eine Lösung ohne Flüssigkeitsabfluss geboten. Von der Bereitstellung von RO-Zulaufwasser gleichbleibender Qualität über eine deutlich reduzierte Anlagengröße, verbesserte Leistung und geringere Investitionskosten.

 

4.2 Wasseraufbereitung in Kohlegruben

Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Sozialwirtschaft steigt der Bedarf der Menschen an Wasserressourcen. Durch die rasante Entwicklung der Kohleindustrie in den letzten Jahren werden große Mengen Grundwasser an die Oberfläche abgeleitet, wodurch die für die Bevölkerung verfügbaren Süßwasserressourcen abnehmen. Die effiziente Nutzung des Grubenwassers, die Reduzierung des Oberflächenabwasserabflusses und die Einsparung des verfügbaren Süßwassers sind zu einem dringenden Problem der Kohleindustrie geworden.

Aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs, der niedrigen Betriebskosten, der vernünftigen Struktur, des geringen Platzbedarfs, der hohen Wassernutzungsrate und des hohen Automatisierungsgrads wird die Umkehrosmosetechnologie in der Kohleindustrie immer häufiger eingesetzt werden.

 

Bei der Grubenwasseraufbereitung wird das aufbereitete salzhaltige Grubenwasser mittels Umkehrosmose entsalzt, um den Trinkwasserstandard zu erfüllen. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Membran stellt die Umkehrosmoseanlage sehr hohe Anforderungen an die Wasserqualität des Speisewassers. Das Speisewasser kann zwar eine große Menge gelöster Salze enthalten, die Anforderungen an Kolloid, Restchlor, Schwebstoffe, Eisenionen und mikrobiellen Gehalt dürfen jedoch nicht zu hoch sein.

Die Qualität des Grubenwassers ist im Allgemeinen gut, einzelne Bereiche mit hartem Wasser müssen, wenn sie als Trinkwasser wiederverwendet werden sollen, enthärtet werden. EntsalzungsanlageSolange das Rohwasser so vorbehandelt ist, dass die Wasserqualität den Qualitätsanforderungen für das Speisewasser der Umkehrosmoseanlage entspricht, kann die Umkehrosmosetechnologie zur Herstellung von Trinkwasser eingesetzt werden.

 

Die Wasserqualität des Speisewassers, das nach der Umkehrosmoseanlage einströmt, Vorbehandlungssystem wird wie folgt geregelt: pH=6~9, p(freies Chlor)

Die notwendige Korrosions- und Verkalkungsschutzbehandlung muss vor der Umkehrosmosegerät, d. h. die Vorbehandlung, die eine wichtige Garantie für den langfristig stabilen Betrieb der Umkehrosmoseanlage ist. NEWater-Vorbehandlungsgeräte zur Wasseraufbereitung in Kohlegruben ausgewählt Multimediafilter und Aktivkohlefilter, das Material ist Edelstahl.

Der Multimediafilter kann eine kleine Menge an Sediment und Rost im Grundwasser effektiv entfernen. Ein Aktivkohlefilter nutzt hauptsächlich die große spezifische Oberfläche und den Porenraum von Aktivkohle, um organische Stoffe im Wasser zu adsorbieren. Während organische Stoffe entfernt werden, können auch Chlor, Lipide, kolloidale Kieselsäure und Schwebstoffe im Wasser entfernt werden, sodass das Grubenwasser gründlich zu Trinkwasser aufbereitet wird.

 

Umkehrosmoseanlagen von NEWater sind zudem mit automatischen Rückspülpumpen oder zeitgesteuerten Rückspülvorrichtungen ausgestattet. Bei längerem Betrieb der Umkehrosmoseanlage oder bei veränderter Wasserqualität kann es zu Ablagerungen, Verstopfungen oder einer Verunreinigung der Umkehrosmosemembran durch Mikroorganismen kommen.

Zu diesem Zeitpunkt steigen der Speisewasserdruck und der Druck des konzentrierten Wassers deutlich an, der Druckunterschied über der Membran nimmt zu und die Wasserleistung nimmt ab. Eine automatische Rückspülpumpe oder ein zeitgesteuertes Rückspülgerät kann die Membran sofort reinigen oder sterilisieren, den Membranverlust und die Projektkosten reduzieren und unnötigen Abfall vermeiden.

4.3 Wasseraufbereitung in Kohlegruben

Goldabbau und Erzverarbeitung sind wirtschaftlich bedeutende Aktivitäten. Sie sind jedoch mit der Produktion hochgradig umweltschädlicher Abwässer mit hohen Schwermetallkonzentrationen und niedrigen pH-Werten verbunden. Gold wird vielfältig eingesetzt, von Rohstoffen für die Schmuckherstellung und Währungsreserven bis hin zu eher technischen Anwendungen wie der Herstellung von Katalysatoren und Nanopartikeln. Die mit dem Goldabbau und der Goldverarbeitung verbundenen Umweltgefahren reichen von der Zerstörung natürlicher Lebensräume bis hin zur Einleitung hochgradig umweltschädlicher Abwässer, die die Umwelt verseuchen können.

 

Abwasser aus der Erzaufbereitung weist einen niedrigen pH-Wert und hohe Konzentrationen an Schwermetallen und Quasimetallen wie Cd, Cr, Hg, As usw. auf, da diese Elemente typischerweise mit wertvollen Bestandteilen in Erzen und Konzentraten verbunden sind. Abwasser aus dem Goldabbau enthält hohe Konzentrationen an Sulfat, Calcium und Magnesium. Die Hauptverunreinigungen sind zweiwertige Ionen, die mit NF-Membranen effektiver behandelt werden als mit RO-Membranen.

 

Als wirksame sekundäre oder tertiäre AbwasserbehandlungssystemNF wird aufgrund seiner einfachen Handhabung, Zuverlässigkeit, seines geringen Energieverbrauchs und seiner hohen Effizienz häufig zur Reinigung von Wasser für die Industrie, Landwirtschaft und/oder zur indirekten Wiederverwendung als Trinkwasser verwendet und kann die Effizienzkompatibilität beibehalten. Ein Zulauf-pH-Wert von 5,0 bietet einen größeren Permeatfluss und eine höhere Retentionseffizienz.

 

Wir kommen zu dem Schluss, dass die Permeatflussrate mit zunehmender Permeatausbeute linear abnimmt. Darüber hinaus steigt die Leitfähigkeit deutlich an, wenn der RR über 40% liegt. Daher wurde ein RR von 40% als idealer Wert für diesen Prozess gewählt. NEWater lieferte ein Aufbereitungssystem, das unter optimalen Bedingungen lief, und die Kosten des Projekts ermöglichten die Bereitstellung eines hochwertigen, endgültig aufbereiteten Abwassers zu Kosten von ca. $0,81/m3.

5. NEWater bietet nachhaltige und umfassende Wasseraufbereitungslösungen für die Bergbauindustrie

5.1 Lösungen, die wir Ihnen anbieten können.

• Sulfatentfernung.
• Entfernung von Schwermetallen.
• Entsalzung / Entsalzung.
• Null-Flüssigkeitsabfluss (ZLD).
• Wiederverwendung/Recycling von Abwasser.

 

5.2 Vorteile von NEWater.

(1) Erfüllen Sie individuelle Wasser- und Ausrüstungsbedürfnisse durch Bereitstellung technischer und maßgeschneiderter Lösungen.

(2) Schlüsselfertige Lösungen, einschließlich Design, Engineering, Fertigung und Automatisierung.

(3) Einsatz modernster Wasseraufbereitungstechnologie zur effektiven Wiederverwendung von Wasser und Abwasser.

(4) Ein Team professioneller Ingenieure mit durchschnittlich 15 Jahren Erfahrung bietet optimale Online-Hilfe sowie Service und Support vor Ort.

(5) Weltweite Aktivitäten und Unterstützung mit allen Sprachfähigkeiten zur Unterstützung lokaler Projekte.

 

Die Umkehrosmose-Membrantrenntechnologie von NEWater ist eine neue, umweltfreundliche Reinigungstechnologie, die keine Sekundärverschmutzung verursacht, eine hohe Aufbereitungseffizienz und eine gute Wasserausbeute aufweist und zunehmend im Bergbau eingesetzt wird. Diese Methode ist wirtschaftlicher und benutzerfreundlicher, kostengünstiger und erfüllt die Anforderungen des Bergbaus. Benötigen Sie hierzu oder eine entsprechende technische Beratung? Kontaktieren Sie einfach unsere Ingenieure. Wir bieten Ihnen professionellen und leistungsstarken technischen Support und Gerätesupport.