Лекция
Прогресс в технологии обогащения полезных ископаемых, в частности руд цветных металлов, связан с повышением технологических показателей по извлечению основных ценных компонентов и качества концентратов, с комплексным использованием сырья, а также с сохранением водных ресурсов и предупреждением загрязнения окружающей среды.
Сохранение водных ресурсов и предупреждение загрязнения окружающей среды является одной из крупных социально-экономических проблем.
Одно из решений этой проблемы предполагает необходимость снижения потребления свежей воды в технологических процессах на единицу продукции и сокращения сброса сточных вод в водоёмы.
В зависимости от источника водоснабжения предприятия промышленная вода может называться:
1. Свежей – это вода, подаваемая из естественного водоисточника;
2. Повторной – вода, подаваемая на фабрику после использования её на других предприятиях или в быту;
3. Оборотной – вода стоков обогатительной фабрики или отдельных узлов её схемы.
Расход воды на обогатительную фабрику складывается из технологической воды и воды, расходуемой на хозяйственные нужды. Расход технологической воды колеблется от 2.5 до 6 м3 на 1 т руды.
Количество сточных вод, сбрасываемых в открытые водоёмы, зависит от степени применения водооборота на обогатительных фабриках. При полном водообороте расход свежей воды снижается до 1-1.5 м3/т руды.
В СНГ ежегодно перерабатывается около 1.5 млрд. т горной массы. Содержащей цветные, редкие, благородные металлы. Средний годовой расход воды для получения этих металлов составляет 6 млрд. м3, количество сточных вод – 3 млрд. м3, в том числе сточные воды золотодобывающих предприятий составляют около 40 %.
Сточные воды содержат нерастворимые грубо – и тонкодисперсные примеси, а также растворимые вещества. Основными вредными примесями сточных вод обогатительных фабрик являются:
· различные органические и неорганические флотационные реагенты, используемые при флотации руд;
· ионы тяжёлых металлов;
· различные комплексы высокотоксичных веществ, таких, как цианиды и другие.
К сточным водам обогатительных фабрик относятся:
· сливы сгустителей и других аппаратов, в которых производится сгущение концентратов и промпродуктов (2-3%);
· стоки процесса флотации (97 – 98 %).
По данным института Казмеханобр количество оборотной воды, используемой на фабриках цветной металлургии СНГ, составляет: 95 % - в оловянной, 50 % - в медной, 17 % - в редкометальной и 2% - в полиметаллической промышленности.
На обогатительных фабриках оловянной промышленности более 90 % основных процессов – гравитационные. Для осуществления водооборота достаточно воду осветлить в отстойниках.
Более сложной и трудной проблемой является реализация водооборота на фабриках, перерабатывающих полиметаллические руды. Здесь отдельные циклы флотации резко отличаются технологическим и реагентным режимом, подготовкой пульпы. В связи с этим, водооборот может быть применён только по циклам. Однако это часто не оправдано. Основная масса сточных вод аккумулируется в хвостохранилище и оттуда сбрасывается в водоём.
В сточной пульпе флотации содержится от 100 до 400 г/л твёрдых частиц, которые осаждаются в хвостохранилище. Для ускорения отстаивания таких пульп применяют коагулянты (гашёная известь 50 –1000 г активированной окиси кальция СаО на 1 м3 пульпы). Кроме извести могут применяться: сульфат закиси железа FeSO4×7 H2O, сульфат алюминия Al2(SO4)3×18 H2O (расход 0.1 –0.6 кг/м3).
Ю.Ю. Лурье и В.А. Панова, исследуя водоёмы, установили, что при продолжительном нахождении вод в хвостохранилище наблюдается снижение концентрации цианидов, ксантогенатов и дитиофосфатов. Также наблюдается разрушение фенолов, крезолов. Эти процессы известны как общее явление самоочистки под действием двуокиси углерода и кислорода воздуха. В щелочной среде цианиды разлагаются в основном за счёт их биохимического окисления. В результате окисления ксантогената кислородом образуется диксантогенид, который выпадает в осадок.
Почти во всех хвостохранилищах вода осветляется на 99.7 – 99.9 %. Исключением являются хвостохранилища вольфрамо-молибденовых фабрик, где осветление затруднено из-за высокой концентрации жидкого стекла Na2SiO3.
Очистка сточных вод от катионов тяжёлых металлов (меди, цинка, свинца и никеля) осуществляется гашёной известью, известняком, гипохлоритом кальция, хлором, сульфатом железа. Очистка осуществляется путём перевода ионов тяжёлых металлов в нерастворимые соединения. В перспективе возможно применение ионообменных смол, электрокоагуляции, электрофлотации.
Очистка от меди осуществляется в основном двумя способами:
1. цементация меди из кислых медьсодержащих вод железом, при этом на поверхности скрапа (железа) осаждается металлическая медь.
2Cu2+ + Fe 2 Fe2+ + Cu
2. осаждение меди в виде труднорастворимых гидроокисей и гидрокарбонатов.
Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2
2 Cu2+ + 2OH- + CO32- Cu(OH)2 CO3
В этом случае реагентами являются негашёная известь, сода, известняк, мрамор, доломит. Аналогично протекает очистка сточных вод от цинка, никеля.