Анализ научно-технической информации-2. Модернизация очистных сооружений обогатительных фабрик, перерабатывающих руды редких металлов
 Скачать 22.7 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИИСЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» Кафедра безопасности и экологии горного производства Анализ научно-технической информации на тему: «Модернизация очистных сооружений обогатительных фабрик, перерабатывающих руды редких металлов» Выполнила: студентка группы СГД-17-4 Шарабарина А. Проверил: Баловцев С.В. Москва 2022 В этой работе рассмотрим вопросы экологической безопасности, связанные с предотвращением загрязнения поверхностных и подземных вод, улучшением качества воды в загрязненных водоемах, восстановлением водных экосистем, устранением накопленного экологического ущерба, предотвращением деградации земель и почв. Решение проблем экологической реабилитации территории в зоне деятельности рудного предприятия связано с устранением накопленного экологического ущерба от прошлой хозяйственной деятельности с экологической модернизацией производства, моделирование эколого-экономических взаимодействий. Показано, что социальная и экологическая ответственность тесно связана с осуществлением природоохранных мероприятий, в частности с экологической модернизацией производства, строительством современных очистных сооружений. Промышленные сточные воды предприятий горнодобывающей промышленности оказывают существенное влияние на окружающую среду. В связи с непрерывным и значительным увеличением объема продукции горного производства количество сточных вод обогатительных фабрик, перерабатывающих руды редких металлов постоянно возрастает. Промышленные сточные воды горных предприятий могут характеризоваться повышенной кислотностью, щелочностью, соленостью, жесткостью и мутностью. Они загрязнены твердыми и коллоидными частицами пород и полезных ископаемых; различными химическими соединениями; содержат органические и бактериальные загрязняющие вещества. Характеристика источников водоснабжения источниками водообеспечения централизованных, систем водоснабжения, являются подземные, поверхностные воды и атмосферные осадки. Наиболее характерными и общими признаками примесей воды являются формы их нахождения в ней, т. е. фазовое состояние, которое характеризуется дисперсностью веществ [1]. Каждому фазово-дисперсному состоянию примесей отвечает совокупность методов воздействия, позволяющая достичь требуемых качественных показателей воды изменением этого состояния или без изменения. Все примеси, загрязняющие водоемы, полностью охватываются четырьмя группами классификации. Используя особенности, характеризующие каждую группу примесей, можно находить эффективные методы удаления всего комплекса находящихся в воде примесей небольшим числом соответствующим образом скомпонованных элементов очистных сооружений [1]. При проектировании водоочистных комплексов использование этого принципа классификации помогает определять главные элементы очистных сооружений, компоновать их, а также подбирать реагенты и процессы, которые должны в них протекать. Это наиболее сложная часть проектирования, которое следует развивать в направлении уточнения параметров сооружений и режима работы с учетом индивидуальных особенностей и состава примесей природных вод. При составлении схемы водообработки следует выбирать методы и режимы, наиболее эффективные для удаления примесей каждой из групп. Желательна предварительная лабораторная проверка и сравнительная технико-экономическая оценка нескольких вариантов [1]. Для модернизации очистных сооружений необходимо предварительного изучить состав и свойство воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями потребителя. Кислые стоки, растворы содержащие кислые концентраты. В составе имеется много взвесей (глина, песок, остатки угля и другие примеси), а также растворимых ссечен и составляющих их ионов (сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты, медь, свинец, алюминий, железо и др.). Источниками загрязнения водоемов кислыми стоками могут быть -сточные воды предприятий цветной металлургии, кислые дождевые воды, тяжёлые металлы. Вследствие окислительных процессов снижается содержание в воде кислорода, увеличивается концентрация ионов, в основном сульфатных, возрастает минерализация, изменяется реакция среды. Под влиянием кислых шахтных вод снижается не только pH воды, но и карбонатная буферность. В грунтах накапливаются металлы, что является источником вторичного загрязнения водоёмов и может оказать отрицательное влияние на ход биохимических процессов. С шахтными водами порой вносится большое количество металлов (железо, свинец, алюминий и др.), оказывающих прямое токсическое действие, на рыб и другие водные организмы. При поступлении в водоёмы сточные воды оказывают значительное отрицательное влияние на их гидрохимический и биологический режим, а отдельные компоненты их токсичны для водных организмов. Взвешенные вещества стоков (главным образом окалина) в водоемах оседают на дне и создают порой мощные отложения, полностью уничтожающие донные организмы. Все это свидетельствует о том, что данные воды не могут быть допущены к сбросу в рыбо-хозяйственные водоёмы или он может быть разрешён только после их очистки от всех вредных веществ [2]. Существует следующие способы нейтрализации: - Нейтрализация реагентами (используется гашеная Са(ОН)2 и негашеная СаО известь, кальцинированная Nа2СО3 и каустическая NаОН сода). Известь для нейтрализации применяют в виде известкового молока 5%-й концентрации или в виде порошка. Если на промышленных предприятиях имеются только кислые сточные воды, применяют реагентный метод. Этот метод наиболее широко используют для нейтрализации кислых вод. - Нейтрализация кислых сточных вод путем фильтрования через нейтрализующие материалы (известь, известняк, мел, магнезит, доломит). - Нейтрализацию соляно-, азотно-, а также сернокислых сточных вод при концентрации серной кислоты не более 1,5 г/л осуществляют на непрерывно действующих фильтрах с вертикальным движением нейтрализуемых вод. При концентрации кислоты более 1,5 г/л количество образующегося сульфата кальция превышает его растворимость (2 г/л), и он начинает выпадать в осадок, в результате чего нейтрализация прекращается. Крупность фракций материала загрузки составляет 3 – 8 см; расчетная скорость фильтрования зависит от вида загрузочного материала, но не более 5 м/ч; продолжительность контакта не менее 10 мин. Применение таких фильтров возможно при условии отсутствия в кислых сточных водах растворенных солей тяжелых металлов, поскольку при рН >7 они будут выпадать в осадок в виде труднорастворимых соединений, которые полностью забивают поры фильтра. Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция (известкового молока; «мокрое» дозирование) или в виде сухого порошка («сухое» дозирование) [2]. В работе [3] рассматривается актуальная проблема со сложностью обработки сточных вод обогатительных фабрик, перерабатывающих руды редких металлов заключается в многокомпонентности стоков. Поиск эффективных методов их очистки - включен сегодня в комплекс решений по проблемам в экологии горно-обогатительной отрасли. В основе работы отмечают рассмотрение нейтрализации как естественный геохимический процесс обработки кислых стоков и изучив его физико-химические характеристики, возможность сделать существенный шаг к внедрению замкнутых систем водоснабжения на предприятиях отрасли, сократить объема образующихся шламов. Использование в процессах доочистки ряда алюмосиликатов показало возможность более качественного удаления загрязняющих компонентов из производственных растворов. А также приоритетность создания малоотходных безотходных технологий в природно- и ресурсосберегающей деятельности химико-металлургических производств, необходимо уделить особое внимание использованию получаемых индустриальных отходов. Методы исследования - ситовой анализ изучения гранулометрического состава. ИК-спектроскопия, рентгеноспектральная, рентгенофазовый, химико-спектральный анализы для определения свойств сорбента, изучения состава шламов, титриметрический и фотоколориметрический методы контроля содержания растворенных веществ в стоках, весовой для определения плотности шламов: исследования в лабораториях в полупромышленных условиях [3]. Автор подмечает что, научная новизна заключается в том, что впервые показана природа взаимодействия многокомпонентных технологических концентрированных растворов-рафинатов с природными алюмосиликатами, воздействие кислых рафинатов научно обосновано, что структуру цеолитов аналогично кислотно-солевому модифицировано, установлено, что вместе с физической и хемосорбцией цеолит играет роль интенсификатора физико-химической очистки растворов известь содержащими реагентами, впервые создана модель системы "рафинат - известковое молоко - цеолит" и реализована с помощью метода минимизации-термо динамических потенциалов в программном комплексе "Селектор" [3]. В работе [4] применяемые в настоящее время технологии добычи, обогащения и металлургической переработки полиметаллических руд требуют значительного совершенствования, и в первую очередь внедрения замкнутых схем с полным водооборотом, характеризующихся максимальным извлечением ценных компонентов и минимальным загрязнением окружающей среды. Авторы подмечают что, практически всегда стоки ГОК - шахтно-рудничные, подотвальные, технологические (дебалансные) - имеют сложный, чаще всего агрессивный, состав: ионы тяжелых металлов; кислоты; остатки реагентов, используемых при обогащении руд. Очистка таких стоков сложна и затратна. Но главное - очищенная вода практически никогда не может быть использована повторно из-за территориального расположения комбинатов и постоянного поступления новых порций стоков. Выход - сброс этой воды в водоем, что негативно сказывается на окружающей среде ввиду низкогокачества очищенной воды. При этом нужно четко представлять, что обычными методами получить воду, удовлетворяющую требованиям любого водоема рыбохозяйственного назначения, практически невозможно [4]. Задача заключалась в организации очистных сооружений ГОК с максимальным использованием свободных площадей и минимальными затратами на капитальное строительство. Исследования по разработке технологии обработки шахтных и подотвальных сточных вод, позволяющей провести очистку от примесей до концентраций, удовлетворяющих условиям сброса сточных вод в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, проводились нами на сточных водах различных горно-обогатительных комбинатов, а именно: ОАО «Учалинский горно-обогатительный комбинат» (Учалинский ГОК), расположенный в г. Учалы республики Сточные воды Учалинского ГОК характеризуются сульфатной агрессивностью и кислой реакцией среды [4]. Существуют различные методы выделения сульфатов из сточных вод, например, реагентные методы с применением соединений бария или алюминий содержащих реагентов, мембранное разделение, биохимические технологии с использованием штамма сульфатредуцирующих бактерий, ионный обмен, термодистилляция и другие. Однако данные методы требуют значительных экономических затрат. Кроме того, извлечение сульфат-ионов с применением реагентных и биохимических методов осложняется широким диапазоном варьирования их концентраций в течение года, а также большим расходом стоков [5,6,7]. Выводы: При технологии добычи, обогащения и металлургической переработки полиметаллических руд требуется внедрения замкнутых схем с полным водооборотом, характеризующихся максимальным извлечением ценных компонентов и минимальным загрязнением окружающей среды. Для модернизации очистных сооружений необходимо предварительного изучить состав и свойство воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями потребителя. Кислые стоки, растворы содержащие кислые концентраты. В составе имеется много взвесей, а также растворимых ссечен и составляющих их ионов. Нейтрализация минеральных кислот применяется любой щелочной реагент, чаще всего известь-пушонка, известковое молоко, карбонаты кальция и магния в виде суспензии. Эти реагенты сравнительно дешевы и общедоступны, но имеют ряд недостатков: обязательно устройство усреднителей перед нейтрализационной установкой; затруднительно регулирование дозы реагента по рН нейтрализованной водой; сложное реагентное хозяйство. Рассмотрение нейтрализации как естественный геохимический процесс обработки кислых стоков и изучив его физико-химические характеристики, возможность сделать существенный шаг к внедрению замкнутых систем водоснабжения на предприятиях отрасли, сократить объема образующихся шламов. Использование в процессах доочистки ряда алюмосиликатов показало возможность более качественного удаления загрязняющих компонентов из производственных растворов. Разработанная физико-химическая модель очистки позволила установить характер образования форм компонентов в растворе, газовой и твердой фазах в ходе всего процесса, научно обосновано и доказано, что полная утилизация образующихся планов возможна благодаря родственности их петрохимического модуля минералов, используемых в приготовлении бетонных и цементных составов. В ходе предложенной технологии очистки сточных вод от сульфатов образуется два вида осадков - гипсовый и карбонатный. Оба типа осадков относятся хорошо фильтруются, подлежат кондиционированию и утилизации. Таким образом, разработанная технология позволяет произвести очистку сточных вод ГОК до показателей, пригодных для сброса в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, предлагает методы доочистки для повторного использования на предприятии. Недостатком предлагаемой технологии является потребность в больших производственных площадях для устройства биоплато, прудов-накопителей для проведения реакции нейтрализации, прудов-накопителей для отстаивания стоков после рекарбонизации. При этом сточные воды удается очистить от примесей до ПДК водоемов культурно-бытового назначения без применения дорогостоящих технологий, реагентов высокого класса опасности, методов с образованием токсичных шламов. Такое решение будет эффективным с точки зрения экологической безопасности, поможет с предотвращением загрязнения поверхностных и подземных вод, улучшить качество воды в загрязненных водоемах, водных экосистем, устранить накопленный экологический ущерб, предотвратить деградацию земель и почв. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Фрог Б.Н., А.П. Левченко. Водоподготовка: учебное пособие для вузов. -М.: Издательство МГУ, 1996. - 680 с; 178 ил. 2. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: Уч. пособие. – М.: Издательство АСВ, 2004. – 496 с. 3. Иванова, Э. Э. Очистка кислых сточных вод Забайкальского горно-обогатительного комбината с утилизацией образующихся шламов: автореферат кандидата технических наук: 05.15.08 / Иркутский гос. техн. ун-т. - Иркутск, 1995. - 15 с. 4. Аксенов В.И., Ничкова И.И., Вараева Е.А. К вопросу о рациональной технологии обработки стоков горно-обогатительных комбинатов. // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2014. - V., l. 2 (74). - P. 28-35. 5. Технологическая инструкция по обогащению медно-молибденовых руд месторождения Эрдэнэйтин - Овоо на обогатительной фабрике КОО «Предприятие Эрдэнэт», 2008. - 180 с 6. Баглай Е.Б., Баглай С.В., Риянова Э.А. Опыт промышленного сравнения методов очистки сточных вод от сульфат-ионов. // Чистая вода России. Сборник статей. Екатеринбург, 2011. - с.218-221. 7. 8. Сальникова Е.О., Гофенберг И.В., Туранина Е.Н., Ситчихина Л.Е., Пинигин В.К. Очистка сточных вод от сульфат-ионов с помощью извести и оксосульфата алюминия // Химия и технология воды. - 1992. - 14, No2. - с.152-157 |