2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ....................................................... 5
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕННОГО
СТОКА С ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ................................ 9
1.1. Очистка сточных вод от загрязнения техногенными образованиями..................................................... 9
1.2. Геотехнологические методы переработки руд .............. 14
1.3. Химическая рекультивация техногенных образований.......... 22
1.4. Выводы и постановка задачи................................ 27
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИЙ В РАЙОНАХ КОНСЕРВАЦИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРЕДПРИЯТИЙ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ.
ВЫБОР ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ....................................... 29
2.1. Общая характеристика техногенных образований................ 29
2.2. Характеристика экологического состояния в районах консервации горных выработок..................................... 31
2.2.1. Рудники Красноуральского МК............................. 31
2.2.2. Рудники Кировградского МК............................... 34
2.2.3. Дегтярское рудоуправление............................... 36
2.2.4. Карабашский МК.......................................... 37
2.2.5. Кедабекский рудник...................................... 41
2.2.6. Садонский свинцово-цинковый комбинат.................... 43
2.2.7. Шерловогорский ГОК........................................ 44
2.2.8. Алтайский ГОК........................................... 45
2.2.9. Блявинский рудник....................................... 47
з ■ •
Стр.
2.3. Выводы.................................................... 48
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ИЗ
РУД ВЕРХНИХ ГОРИЗОНТОВ КАРАБАШСКОГО РУДНИКА.......................... 50
3.1. Характеристика проб руд, отобранных для проведения исследований......................................................... 50
3.2. Методика проведения исследований выщелачивания руд.............. 53
3.2.1. Подготовка проб руд и пород к выщелачиванию.................. 53
3.2.2. Выщелачивание породы.......................................... 56
3.2.3. Контроль процесса............................................. 60
3.2.4. Расчет минимального содержания меди и цинка в стоке после химической рекультивации..............................:...... 62
3.3. Выщелачивание проб руды................................... 64
3.3.1. Поисковые исследования........................................ 64
3.3.2. Оптимизация процесса...........,............................. 69
3.3.3. Выщелачивание в оптимальном режиме............................ 80
3.4. Исследования по влиянию извлечения металлов из растворов
на процесс выщелачивания........................................ 84
3.5. Выводы.......................................................... 88
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ГОРНОЙ МАССЫ ВЕРХНИХ ГОРИЗОНТОВ КАРАБАШСКОГО РУДНИКА.............................................................. 90
4.1. Характеристика современного состояния Карабашского рудника ... 90
4.2. Технологическая схема очистки горной массы от легкорастворимых загрязнителей............................... 97
4.3. Технические решения по подготовке блока руд к выщелачиванию ... 104
4.4. Технологические параметры процесса выщелачивания............... 106
4.5. Сорбционное извлечение металлов из продуктивных растворов 107
4.6. Аппаратурная схема............................................. 111
13
После сорбционного и экстракционного концентрирования растворы подвергаются электролизу или реагентному осаждению /51/. Набойченко С.С. и Холманским Ю.Б. предложена для переработки подотвальных вод и растворов бактериально-химического выщелачивания сорбционно-автоклавная технология /53/. По этой технологии металлы из концентрированных сорбцией растворов осаждаются водородом в автоклавах.
Таким образом, методов очистки сточных вод разработано достаточно. Поэтому нашей задачей не стояла разработка новых методов их очистки. Перед производственниками и экологами стоит задача выбора наиболее эффективных способов извлечения металлов и правильного их применения.
Однако проведенное обследование предприятий, на которых описанные выше методы были испытаны и в свое время применялись, показало, что в большинстве своем сложные методы очистки не применяются. Используемые на предприятиях станции нейтрализации, установки цементации меди и извлечения цинка, предназначенные для очистки рудничных, шахтных и подотвальных вод, несовершенны и практически бездействуют. На многих предприятиях они вообще отсутствуют. Например, на Салаирском ГОКе рудничные воды с содержанием от 200 до 1000 мг/дм3 цинка подаются для очистки на обогатительную фабрику, при этом практически весь цинк попадает в хвостохрани-лище и становится потенциштьным загрязнителем природной среды. Для очистки вод, вытекающих из-под породных отвалов Гайского ГОКа, разработан проект установки цементации меди и станции нейтрализации, к осуществлению которого еще не приступили.
Все приведенные выше факты говорят о необходимости пересмотреть подход к решению природоохранных задач, так как применяемые технологии направлены на борьбу со следствием, а не с причиной загрязнения стока. К тому же эти технологии имеют ряд недостатков. Во-первых, воды, очищенные методом нейтрализации, содержат ионы тяжелых металлов в концентрациях, превышающих ПДК. Во-вторых, ряд ценных компонентов, таких, например.
14
как цинк и частично медь, теряется при нейтрализации, а находясь в виде гид-ратного осадка в шламо- и хвостохранилище, представляют экологическую опасность вследствие растворения шлама снеговыми и дождевыми водами. В тоже время извлечение указанных металлов из сточных вод в ряде случаев экономически выгодно /1,3, 37/. В третьих, процессы естественного выщелачивания металлов из руд и минерализованных пород могут продолжаться не одну сотню лет. Все это время отвалы и другие техногенные образования будут представлять опасность для окружающей среды. Например, породные отвалы Гайского ГОКа содержат более 330 тыс.тонн меди и 258 тыс.тонн цинка. Со стоком из-под отвалов выносится до 160 т меди и до 120 т цинка в год. Следовательно, продолжительность такого естественного выщелачивания составит около 2000 лет. Эту цифру, естественно, трудно проверить. К тому же все это время на отвалах нельзя будет проводить биологическую рекультивацию.
Поэтому, по нашему мнению, стратегия природоохранных мероприятий должна быть следующей: необходимо как можно быстрее резко уменьшить содержание загрязнителей в таких техногенных образованиях, что снизит угрозу загрязнения окружающей среды. Поэтому актуальнойзадачей становится очистка техногенных образований от загрязнителей (химическая рекультивация). Причем, с нашей точки зрения, применимы приемы и методы геотехнологии. С их помощью можно достаточно эффективно очистить техногенное образование от легкорастворимых загрязнителей, извлекая их в товарную продукцию. Обзор геотехнологических методов переработки руд дан в следующем разделе.
1.2. Геотехнологические методы переработки руд
Геотехнология и геотехнологические методы добычи полезных ископаемых - одно из новых направлений в горно-металлургическом производстве, возникшее как одна из возможных альтернатив подземным и открытым горным работам и традиционным методам обогащения.
- Киев+380960830922