Статья опубликована в рамках: I Международной научно-практической конференции «Научные достижения биологии, химии, физики» (Россия, г. Новосибирск, 26 октября 2011 г.)

Наука: Биология

Секция: Экология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ГОК // Научные достижения биологии, химии, физики: сб. ст. по матер. I междунар. науч.-практ. конф. – Новосибирск: СибАК, 2011.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов
Статья опубликована в рамках:
 
Выходные данные сборника:

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ  АСПЕКТЫ  ПОЛУЧЕНИЯ  ЦЕННЫХ  КОМПОНЕНТОВ  ИЗ  ХВОСТОВ  ОБОГАЩЕНИЯ  ГОК

Глуховская  Марина  Юрьевна

к.  т.  н.,  доцент  ОГУ,  г.  Оренбург

E-mailcommarina97@mail.ru

 

Увеличение  объемов  производства  в  горнодобывающей  промышленности  неизбежно  приводит  к  росту  техногенных  отходов,  в  частности,  на  территориях  Оренбургской,  Свердловской,  Челябинской  областей  и  Башкортостана  накоплено  значительное  количество  отходов,  образующихся  при  добыче  и  переработке  медноколчеданных  руд:  отвалы  бедных  руд,  хвосты  обогащения,  шлаки  и  шламы  металлургического  производства,  промышленные  стоки.  В  силу  высокой  селективности  используемых  в  настоящее  время  технологий  по  обогащению  полезных  ископаемых  в  отвалах  техногенных  материалов  складировано  и  продолжает  накапливаться  большое  количество  недоизвлеченных  полезных  компонентов.

Являясь  важным  резервом  пополнения  объемов  минерального  сырья,  техногенные  образования  весьма  агрессивно  воздействуют  на  природную  среду.  При  этом  отмечается  [1;  2;  5],  что  негативное  влияние  отвалов  техногенных  материалов  на  окружающую  среду  на  порядок  выше,  чем  площадь,  которую  занимают  сами  отвалы.  Кроме  того,  атмосферные  осадки,  фильтруясь  через  отвалы  техногенных  образований  и  вытекая  из-под  них,  инициируют  процесс  естественного  выщелачивания  металлов.  Исследование  качественного  состава  подотвальных  и  рудничных  вод  показали,  что  они  содержат  большое  количество  ионов  цветных  металлов  и  имеют  высокую  минерализацию.  Следовательно,  отходы  обогащения  руд  представляют  собой  источник  чрезвычайной  экологической  опасности  для  природной  среды. 

Поэтому  интерес  к  переработке  таких  отходов  обусловлен  не  только  коммерческими  расчетами,  но  и  возросшими  экологическими  требованиями.

Исходя  из  того,  что  на  сегодняшний  день  большинство  медных  рудников  Урала  находится  в  стадии  доработки  своих  запасов,  актуальным  является  вопрос  об  изыскании  дополнительных  ресурсов,  способных  компенсировать  их  выбывающие  мощности.  Реальным  источником  дополнительного  товарного  продукта  могут  стать  накопленные  и  продолжающие  накапливаться  отходы,  которые  могут  быть  использованы  для  получения,  как  металлов,  так  и  других  полезных  компонентов  (ранее  недоизвлеченных),  а  также  различных  удобрений,  строительных  материалов,  химической  продукции  и  др.  В  этой  связи  отходы  горно-промышленного  производства  превращаются  в  важнейшие  виды  минерально-сырьевые  источники  сырья,  из  которого  можно  получить  продукцию  широкого  спектра  применения.

Из  всего  вышесказанного  следует,  что  проблема  использования  техногенных  отходов  горно-обогатительного  производства  Урала  имеет  два  практических  направления:  первое  –  извлечение  из  отходов  ценных  компонентов  при  одновременном  снижении  техногенной  нагрузки  на  окружающую  среду  и  второе  –  использование  извлеченных  ценных  компонентов  в  качестве  реального  дополнительного  продукта,  компенсируя  при  этом  выбывающие  мощности  рудников  Урала.

В  настоящее  время  техногенные  отходы  не  могут  быть  переработаны  в  рамках  существующих  технологических  схем,  так  как  при  длительном  хранении  хвостов  обогащения  руд  цветных  металлов  на  поверхности  сульфидов  и  сопутствующих  им  нерудных  минералов  образуются  новые  фазы,  что  приводит  к  ухудшению  селективности  процесса  флотации.  Кроме  того,  основным  сдерживающим  фактором  вовлечения  хвостов  обогащения  медно-цинковых  руд,  например,  в  промышленное  производство  полимикроудобрений,  является  повышенное  содержание  в  них  меди,  цинка,  золота,  серебра  и  других  микропримесей.

Исходя  из  этого,  кардинальным  решением  проблемы  рационального  использования  природных  ресурсов  и  защиты  окружающей  природной  среды  от  загрязнения  является  широкое  внедрение  принципов  малоотходных  и  ресурсосберегающих  технологий.  Поэтому  разработка  технологий  комплексной  переработки  гидротехногенных  георесурсов  позволила  бы  решить  своевременную  и  актуальную  задачу  повышения  полноты  использования  техногенных  отходов.

Нами  предложен  способ  интенсификации  процесса  получения  полимикроудобрений  из  отходов  производства,  содержащих  биологически  активные  элементы  и  может  быть  использован  при  утилизации  сточных  вод  обогащения  медно-цинковых  руд.  Получение  гидроокиси  металлов,  коагуляция  и  адсорбция  примесей  в  разработанном  нами  способе  основана  на  использовании  процесса  электрокоагуляции  [3;  4].

Известные  методы  получения  полимикроудобрений  из  кислых  промстоков  обогащения  медно-цинковых  руд  включают  щелочную  обработку  аммиачной  водой  до  рН  7,5  -  9,0  с  последующим  отстаиванием  полученной  взвеси  в  течение  1,5  -  2,0  часов  с  дальнейшим  отделением  и  сушкой  образовавшегося  осадка.  Недостатками  реагентных  способов  являются  длительность  процесса  отстаивания  и  низкая  эффективность  работы  технологического  оборудования.

В  данной  работе  рассмотрен  способ,  при  котором  процесс  обработки  ускоряется  за  счет  пропускания  потока  сточных  вод  со  скоростью  0,8  -  3,0  м/с  через  гидродинамический  электрокоагулятор  с  пространственной  системой  электродов  с  электрическим  полем  напряженностью  900-1100В/м.  Вследствие  воздействия  неоднородного  электрического  поля  ускоряется  процесс  коагуляции  при  последующей  щелочной  обработке  нерастворимых  и  малорастворимых  соединений  с  увеличением  скорости  кристаллизации,  так  как  она  происходит  во  всем  объеме  двухфазной  системы.  Последнее  сокращает  время  отстаивания,  следовательно  происходит  интенсификация  технологического  оборудования  и  увеличивается  его  производительность.

Образующиеся  в  системе  зародыши  гидроокисей  металлов  при  электрокоагуляции  укрупняются  за  счет  роста  индивидуальных  частиц  твердой  фазы  (кристаллизация)  и  путем  коагуляционных  взаимодействий  с  формированием  пространственных  агрегатов. 

Удельные  затраты  электроэнергии  сведены  к  минимуму  за  счет  уменьшения  расстояния  между  пространственными  электродами  и  плотности  тока,  высокой  электропроводности  растворов  и  скорости  его  движения  в  межэлектродных  зазорах  [4].  В  результате  наших  исследований  установлено,  что  оптимальные  дозы  металлов  в  виде  гидроокиси  составляют  от  2  до  5000  мг/дм3.  Эффекты,  наблюдаемые  при  наложении  электрического  поля  на  дисперсную  систему,  коагулирующую  под  действием  электролитов,  иногда  трудно  отделить  от  побочных  процессов,  сопровождающих  электроанодное  растворение  металла  электродов,  выделения  газов  и  др.  Тем  не  менее  с  полной  очевидностью  можно  говорить  об  интенсифицирующем  действии  электрического  поля  на  коагуляцию  дисперсных  примесей  техногенного  раствора  и  продуктов  гидролиза  коагулянтов. 

В  таблице  1  представлена  зависимость  времени  отстаивания  от  скорости  потока  сточных  вод  и  напряженности  электрического  поля  на  электродах  . 

 

Таблица  1.  Зависимость  времени  отстаивания  от  скорости  потока  сточных  вод  и  напряженности  электрического  поля

Напряженность  электрического  поля,  В/м

Время  отстаивания  (мин)  взвеси  со  скоростью,  м/с

0,5

0,7

0,8

1,6 

2,2

3,0

4,0

5,0

0

69,0

68,0

59,1

69,0

81,5

64,5

68,5

59,0

600

25,0

30,5

19,0

20,5

19,0

19,5

18,2

20,0

700

22,0

19,0

20,0

19,0

20,0

20,0

19,5

19,5

800

31,0

20,5

22,5

24,0

25,0

21,0

20,5

20,5

900

22,0

16,0

8,2

8,0

5,0

5,5

5,5

5,0

1000

18,0

14,0

5,5

6,5

4,0

3,0

5,0

5,0

1100

15,0

15,0

6,5

5,5

3,5

3,0

4,5

4,0

1200

18,0

19,5

19,0

19,0

19,0

21,5

22,5

19,0

1400

22,0

19,0

18,0

19,0

20,0

20,0

19,5

19,5

 

Использование  предлагаемого  способа  позволяет  сократить  время  отстаивания  при  производстве  полимикроудобрений  из  сточных  вод  медно-цинковых  руд  более  чем  в  14  раз  по  сравнению  с  известными.  Сокращение  времени  отстаивания  взвеси  позволяет  более  интенсивно  использовать  оборудование  и  тем  самым  увеличить  его  производительность.

Химический  состав  полимикроудобрений,  полученных  в  результате  электрообработки  с  последующим  отделением  и  высушиванием  осадка  сточных  вод  представлен  в  таблице  2.

 

Таблица  2.  Химический  состав  полимикроудобрений

 

Химический  состав  полимикроудобрений,  %

Сu

Zn

Mn

Co

остальное

Процентное  содержание

0,8  -  0,9

3,0  -  3,5

1,8  -  2,0

0,1  -  0,2

94,3  -  93,4

 

Установлено,  что  содержание  микроэлементов  в  почвах  определяет  их  содержание  в  растениях,  влияя  на  их  продуктивность  и  качество  урожая  [8].  В  этой  связи  основой  для  разработки  мероприятий  по  производству  и  использованию  микроудобрений  должно  служить  содержание  микроэлементов  в  почвах,  их  географическая  распространенность  и  распределение  по  почвенному  профилю,  поэтому  вносить  микроэлементы  в  почву  лучше  в  составе  основных  минеральных  удобрений  (суперфосфата  и  аммофоса,  нитроаммофосок,  хлористого  калия  и  др.),  перспективно  вводить  микроэлементы  в  состав  длительно  действующих  удобрений,  а  также  вносить  их  с  поливной  водой  при  дождевании. 

 

Список  литературы:

1.Комплексное  освоение  недр:  перспективы  расширения  минерально-сырьевой  базы  России  /  Под  ред.  акад.  РАН.  К.  Н.  Трубецкого,  акад.  РАН.  В.  А.  Чантурия,  чл.-корр.  РАН.  Д.  Р.  Каплунова.  —  М.:  Изд.  ИПКОН,  2008.

2.Радченко  Д.  Н.,  Шадрунова  И.  В.  Утилизация  дисперсных  отходов  горно-металлургического  комплекса  [электронный  ресурс]  –  Режим  доступа.  -  URL:  http://www.minproc.ru/thes/2003/section7/  thes2003  sVII-8720.d

3.Сандаков  С.  А.  Электрофлотатор/  А.  С.  1546432  СССР,  МКИ5  C02F1/46.  С.  А.  Сандаков,  А.  П.  Васильев,  Н.  П.  Худяков  и  др.  (СССР).-№  4066562/23-26;  Заявлено  02.04.86;  0публ.  28.02.90,  БИ  №  8.

4.Сандаков  С.  А.  Расчет  электрофлотоустановки  с  электродами  на  квазиупругих  связях  //Вестник  ОГУ.-2006.  -№  6.  том  2.  -  С.143-149

5.Чантурия  В.  А.,  Макаров  Д.  В.,  Макаров  В.  Н.,  Васильева  Т.  Н.  Окисление  нерудных  и  сульфидных  минералов  в  модельных  экспериментах  и  в  реальных  хвостохранилищах//  Горный  журнал.-  2000.-  №  4.-  С.  55-58 

 

Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий