РОЗДІЛ 2.
Об’єкти, ЗАГАЛЬНА МЕТОДИКА
ТА ОСНОВНІ НАПРЯМКИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Фізико-хімічна характеристика природних матеріалів, відходів виробництва
та реагентів, що використовувались у дослідах
2.1.1. Водно-сольові розчини (розсоли). Вихідною сировиною для досліджень
служили розсоли, розповсюджені в зоні діяльності Стебницького ДГХП
„Полімінерал”. Утворення розсолів здійснюється в результаті розчинення калійних
руд, а також відходів збагачення, накопичених у хвостосховищі.
Калійні руди утворилися в результаті висихання морської води. У складі руди
розрізняється близько 10 мінералів, представлених хлоридами та сульфатами
натрію, калію, магнію. Сульфат кальцію присутній у невеликій кількості (до
2-3%), оскільки він випадає в осад раніше за солі натрію, калію і магнію.
Найважливіші з мінералів: галіт NaCl, каїніт KCl*MgSO4*3H2O, сильвін KCl,
лангбейніт K2SO4*2MgSO4, полігаліт K2SO4,*MgSO4*2CaSO4*2H2O, кізерит MgSO4*H2O,
епсоміт MgSO4*7H2O, астраханіт Na2SO4*MgSO4*4H2O, мірабіліт Na2SO4*10 H2O,
карналіт KCl*MgCl2*6 H2O.
В руді найбільше міститься хлориду натрію, на другому місці знаходиться сульфат
магнію, на третьому хлорид калію.
2.1.2. Місця отримання розсолу. Місцями локалізації розсолів, які повинні
утилізовуватись, є рудник №1 та хвостосховищ рудника №2.
Таблиця 2.1.
Хімічний склад розсолу рудника №1, г/л
Na+
K+
Mg+
Cl-
SO42-
115
14
6,38
167,3
47,79
350,47
Розсіл з рудника №1 відкачують на поверхню в кількості приблизно 50 м3/добу і
скидають в рудник №2.
Розсіл у хвостосховищі утворився внаслідок змішування розчинів з трьох джерел:
оборотні води збагачувальної фабрики, яка діяла до 1983 року,
розсіл з дренажного горизонту рудника №2, який до 2003 року скидали у
хвостосховище,
атмосферні опади на площі секції №1 хвостосховища, які фільтруються через
відходи флотації, збагачуючись солями.
Суміш цих розсолів накопичена в секції №2 хвостосховища. Об’єм розсолу 3 млн
м3. Надлишок скидається в гідромережу. У складі розсолу спостерігається
вертикальна зональність, його мінералізація різко збільшується на глибині 2 м.
Таблиця 2.2.
Склад розсолу з секції №2 (г/дм3):
Компоненти
Mg+Ca
Na
Cl
SO4
Сума
Густина, г/см3
Глибина, м
0
6,8
3,5
32,3
44,4
14,1
100
1,07
14,3
6,3
60,8
69,8
25,5
152,9
1,107
33
22,1
82,6
124,6
76,6
334,3
1,234
36,1
22,4
90,1
131,8
85,1
361,4
1,253
30
22,4
91,6
125,4
93,2
372,9
1,261
Розсіл з глибини 8 м має кислу реакцію і збагачений важкими металами. Об’єм
кислого розсолу – 150 тис.м3, розбавленого розсолу до глибини 2 м – 1,4 млн.
м3. В інтервалі 4-6 м розсіл дуже багатий на сульфат натрію. Встановлено, що в
зимовий період розсоли на глибині більше 2 м не охолоджуються. Це обумовлено
тим, що в розсолах, на відміну від прісних водоймищ, відсутнє перемішування
води.
Розсоли з рудника №2. В теперішній час рудник №2 Стебницького підприємства
затоплюється підземними водами, які формуються шляхом інфільтрації поверхневих
вод через розущільнені зони в покриваючих соляні поклади породах
гіпсово-глиняного шару.
Для збору води пройдені виробки вище видобувних камер, створений дренажний
горизонт з водозбірниками і насосними станціями. Притік води досягає 900-1000
м3/добу.
Таблиця 2.3.
Хімічний склад розсолів дренажного горизонту, г/ дм3.
Зумпф
Густина,
кг/м3
Mg
Ca
Na
Cl
SO4
HCO3
Cума г/л
Приток м3/добу
1200
2,2
1,4
1,8
115
181
0,16
308
1208
7,35
3,97
1,01
112
183
14
0,24
322
69
15
12858
32,2
37,2
0,25
72
173
102
0,46
417
17
12013
1,7
1,83
2,00
113
173
0,2
306
57
11946
4,32
2,9
1,26
112
181
0,23
311
23
11938
3,46
2,14
1,52
110
176
0,21
301
161
25
1,2034
4,73
2,14
1,26
113
180
0,27
310
57
28
1,2256
22,8
5,95
0,25
104,6
168
42
0,27
344
248
29
1,2167
12,1
3,36
0,76
114
187
14
0,28
332
194
Як видно з таблиці, найбільше збагачений сульфатами розсіл з зумпфів №№ 15 та
28. За необхідності можливо організувати відкачку розсолу з цих зумпфів на
поверхню для перероблення.
В перспективі для виробництва будуть використовуватися розсоли, які накопичені
в камерах рудника №2. Внаслідок розчинення руди і порід розсоли збагачуються
солями.
Таблиця 2.4
Склад розсолів з камер 4 горизонту (г/л)
Mg
Ca
Na
Cl
SO4
Br
HCO3
Cума
Густина г/см3
Дата
30
16
0,2
96
165
45
0,16
370
1,26
cерп.03
30
21
0,26
92
176
74
0,3
393
1,27
груд.03
22
10
0,2
110
178
40
0,25
360
1,25
лютий 04
Як видно з порівняння складу розсолу з дренажного горизонту і з камер, розсіл
збагачується переважно калієм, магнієм, сульфат-іоном. З мікрокомпонентів в
розсолі присутні стронцій (160 мг/л), літій (2,2 мг/л), бром (до 250 мг/л). В
перспективі можна очікувати, що розсіл досягне рівноваги з рудою і тоді його
склад буде наближатися до наступного:
Таблиця 2.5.
Хімічний склад розсолу, рівноважного з рудою
Компоненти
Mg
Ca
Na
Cl
SO4
Сума
Густина, кг/м3
Вміст, кг/м3
50
31
0,12
73
192
75
420
1288
2.1.3. Характеристика готової продукції. Нами пропонується використовувати для
стендової установки виробництво продукції за ГОСТ 6318-77, який
характеризується більш “м’якими” показниками якості готової продукції, які
можна без особливих складностей досягти на стендовій установці.
За фізико-хімічними показниками сульфат натрію за ГОСТ 6318-77 повинен
відповідати таким нормам:
Таблиця 2.6.
Найменування показника
Норма для марок
Б
Вищий сорт
1-й
сорт
2-й сорт
1.Зовнішній вигляд
Порошок або гранули білого кольору, допускається сірий відтінок
Порошок білого кольору, допускається сірий відтінок
2.Масова частка сульфату натрію
- Київ+380960830922