Малоотходное и безотходное горное производство

Безотходная технология - это такой способ осуществления производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле: сырье - ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы так чтобы любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Классификация производства по степенибезотходности (безотходное, ма-лоотходное) определяется государственным стандартом.

Безотходное горное производство, это комплекс мероприятий научно-тех-нического и организационно-экономического характера проводимых на всех стадиях добычи и переработки полезных ископаемых и обеспечивающих пол-ное использование минеральных ресурсов и энергии либо непосредственно в горном производстве, либо путем включения в природные геобиохимические процессы.
В перспективе решение проблемы безотходного производства позволит получить дополнительные значительные объемы сырья; снизить и перенести на более отдаленные периоды расходы на освоение новых сырьевых районов; стабилизировать цены на минеральное сырье и самое главное - уменьшить масштабы воздействия горного производства на окружающую среду.
Загрязнение окружающей среды отходами происходит из-за их неполного обезвреживания вследствие несовершенства технологического процесса или присутствия значительного количества примесей в исходном сырье. Загрязняющие вещества после выброса в любую часть биосферы будет растворяться в ней и проникать в другие части биосферы, взаимодействуя с ними.
Идея создания безотходного горного производства заключается в раз-работке и реализации методов и средств и их организационно-экономического обеспечения, позволяющих современное горное производство - геохимически открытую систему с низким коэффициентом выхода готовой продукции на единицу используемых природных ресурсов вписать в геохимически замкну-тую.
Экологизированное горное производство основывается на следующих принципах:
- минимум потерь вещества и энергии на стадиях их изъятия из природной системы и последующего использования в горном производстве;
- максимум применения отходов горного производства в других хо-зяйственных системах и для восстановления нарушенного природного равно-весия.
Будучи выведенными из промышленного производства в окружающую среду, отходы со временем теряют свои полезные свойств. Поэтому очень важно перерабатывать отходы в месте их образования и в момент возникновения. Чем дальше удаляются отходы от места их образования, тем больше усложняется эта задача, пока на каком-то этапе становится практически неосуществимой.
Практически проблема безотходного горного производства во многих ас-пектах совпадает с проблемой рационального использования минеральных ре-сурсов.

Большое количество отходов является наиболее объективным показателем несовершенства проектируемой или применяемой технологической схемы, поэ-тому необходимо обеспечить создание и широкое применение технических средств и технологии для комплексного и более полного извлечения полезных компонентов из руд, а в перспективе переход на безотходную технологию.

В отечественной горнодобывающей промышленности к настоящему вре-мени накоплен определенный опыт комплексного использования минеральных ресурсов.
Большая часть добываемых твердых горючих ископаемых - каменный и бурый уголь идет на первичную и комплексную переработку.

Первичная переработка это рассортировка угля по классам, обогащение, брикетирование.
Комплексное использование твердых горючих ископаемых направлено на получение кокса, полукокса, химической продукции и энергетического топлива. При переработке вместе с коксом получают значительное количество газа, сырого бензола и смолы. Из коксового газа и смолы предполагается получать большое количество продукции, в том числе серную кислоту, суль-фат аммония.

Для комплексного использования угля в качестве энергетического топлива широко применяют гидрогенизационный процесс, включающий:
- превращение твердой компоненты угля в жидкую фазу;
- устранение многочисленных негорючих минеральных примесей;
- удаление вредных газовых примесей - сернистых, азотных, кислорода;
- уменьшение размера молекул продуктов посредством крекинга.
Отходы переработки угля, в частности зола и шлаки, находят широкое применение – это изготовление керамики, использование золошлаковых отхо-дов для производства строительных материалов. При соотношении в золе окиси алюминия и окиси кремния (60: 40) % золошлаковые отходы могут служить сырьем для производства алюминия или ценного конструкционного материала силумина.
Для горно-химической отрасли комплексное использование минеральных ресурсов заключается в максимальном извлечении полезных компонентов, содержащихся в горнохимических рудах, попутном извлечении серы и других полезных компонентов, в утилизации вмещающих пород и отходов производства для удовлетворения потребностей других отраслей народного хозяйства и улучшением технико-экономических показателей отрасли.

Предприятия цветной металлургии также обладают значительным опы-том комплексного использования сырья. Из 70 химических элементов, получа-емых на предприятиях, почти половину извлекают попутно: висмут, платину, золото и др. Добавка составляет почти треть общей стоимости получаемой продукции.
Положительных результатов в рациональном и комплексном использова- нии добываемого сырья достигли такие предприятия, как Лениногорский, Зы-ряновский, Балхашский, Белогорский и Усть- Каменогорский комбинаты.
Разработан ряд принципиально новых технологических решений, позво-ляющих эффективно использовать минеральное сырье. Для получения свинцо-во-цинковых, медно-цинковых и других сульфидных концентратов разработа-ны такие технологии как плавка во взвешенном состоянии и циклонная плавка.
Для переработки никелевых руд в настоящее время помимо автоклавно-окислительного выщелачивания внедряют такие малоотходные и безотходные процессы, как автогенно-взвешенная плавка никелевых и медных концентратов с получением элементарной серы, электро плавка окисленных никелевых руд с получением ферроникеля. Для крупных металлургических предприятий раз-работаны способы утилизации железосодержащих шламов и пыли, с получе-нем дополнительно около 7,4 млн.т сырья с содержанием железа около 50 %.
Многие железные руды отечественных месторождений содержат значительное количество цветных металлов. Разработанная для таких руд технология позволит наряду с получением железа организовать утилизацию других компонентов. Так, для переработки железных руд Соколовско-Сарбайского месторождения предложен процесс включающий сульфатизирующий обжиг, выщелачивание получаемого огарка и экстракционное выделение металлов из раствора. Одновременно, предусматривается утилизация сернистых газов в виде серной кислоты.
Вместе с тем, необходимо отметить, что создание полностью экологизированной горно-рудной отрасли требует разработки и реализации крупномасштабных мероприятий организационно-экономического характера.
Исключительную важность приобретает региональное планирование по использованию отходов производства, вмещающих пород, создание на каждом горном предприятии кадастра отходов, с указанием в нем химического и грану-лометрического составов, основные свойства, возможная область исполь-зования, предполагаемая отпускная цена и объем поставки.

Утилизация промышленных отходов в промышленности строительных материалов позволит ощутимымо оздоровить экологическую обстановку регионов, снизив не только объем существующего захоронения, но и уменьшить выбросы в атмосферу и сбросы загрязненной воды в водоемы.

Использование обезвреженных и переработанных отходов в различных отраслях промышленности взамен дефицитных и дорогостоящих реагентов может дать значительный экономический эффект.

Преимуществом технологий по переработке является и то, что за счет утилизации техногенных отходов улучшается геоэкологическая обстановка региона, экономятся природные ресурсы.

Необходимо отметить,что в создании таких технологий имеются опреде-ленные трудности. Это касается и хвостов обогащения Белогорской и Акжаль-ской обогатительных фабрик. Значительную долю вскрытого и поставляемого для переработки полиметаллического минерального сырья составляют трудно-обогатимые руды. Флотационное обогащение таких материалов на обогатитель-тных фабриках проходит через получение медно-свинцовых концентратов или промпродуктов. Тонкая и сложная взаимная вкрапленность составляющих их сульфидных минералов крайне осложняет последущее разделение на селектив-ные медный и свинцовый концентраты, получение меди, свинца, благородных металлов. Резко ухудшается качество одноименных концентратов, падают по-казатели извлечения металлов, существенно растет расход цианидов и гипо-хлоридной пульпы, ухудшается состав оборотной воды, увеличиваются объе-мы отходов, богатых по содержанию металлов, а также экологическая обстано-вка для многочисленных районов действия соответствующих предприятий, ко-торые фактически являются районами экологического бедствия. То есть флота-ционная переработка медно-свинцовых промпродуктов сложного веществен-ного состава, дорогая и малоэффективная и является причиной снижения рента-бельности обогатительных фабрик. Если говорить о получении из отходов металлов на очереди стоит вопрос о создании технологий их извлечения из отходов.

В принципе из хвостов обогащения можно получать медь, свинец, цинк.

Из техногенных отходов горного производства можно выпускать эффек-тивные строительные материалы: заполнители для бетонов и стеновых мате-риалов, минеральную вату, кварцевое стекло, кислотостойкие порошки, кислотостойкие бетоны, пигменты для изготовления красок, плавни для цементного производства, легкие заполнители типа керамзита, витринное стекло.

Разработаны предложения по малоотходной технологии добычи и переработки фосфоритов Актюбинского бассейна. По расчетам, при получении 1 т фосфорного концентрата из руд Актюбинского бассейна образуется в среднем 14 т отходов. Предварительная оценка экологических последствий полного освоения Актюбинского бассейна показала, что при существующей технологии производства аммофоса из добываемых руд на территории региона скопится примерно 10 млрд т твердых отходов, включающих хвосты обогащения, фосфогипс, огарок, золу ТЭЦ, для складирования которых потребуется более 100 тыс.га земель. В условиях сухого, с сильными ветрами, резко континентального климата эти отвалы будут подвержены ветровой эрозии. Решение этой проблемы возможно путем использования так называемых регенерационных технологических схем, позволяющих, в частности, перерабатывать фосфогипс в серную кислоту и цемент. При этом ликвидируется и огарок. Из отходов ТЭЦ изготавливают аглопоритовый гравий (крупный наполнитель для бетона, который позволяет уменьшить массу строительных конструкций, сохраняя их высокую прочность), а также вяжущие материалы и др. Потребителем получаемого цемента, отходов обогащения, ТЭЦ и обогатительных фабрик может быть промышленность строительных материалов.

В результате утилизации отходов производства могут быть обеспечены потребности Казахстана и других стран в высококачественных строительных материалах. Реализация такой технологии возможна только при наличии комплекса предприятий двух отраслей промышленности: производства минеральных удобрений и строительной индустрии.
Таким образом, необходимо создание и объединение разнопрофильных предприятий на территориально-функциональной основе для обеспечения не-прерывного процесса передачи твердых, жидких и газообразных отходов и энергии, остающихся на горны предприятиях, другим хозяйственным системам.
Общий экономический эффект комплексной переработки минерального сырья оценивается в несколько миллиардов рублей. Мобилизация имеющихся резервов при сравнительно небольших трудовых и капитальных затратах позволит более чем на 25 % увеличить потенциал добывающих отраслей.

1. Перечислите мероприятия по экологизации сквозных технологических циклов.

3. Циркуляционный техногенный ресурсный цикл.

4. Назовите пути по снижению образования отходов при разработке место-рождений полезных ископаемых.

5. По каким направлениям могут использоваться твердые отходы.

6. По каким направлениям могут использоваться жидкие отходы обазую-щиеся при разработке месторождений полезных ископаемых.

7. Пути использования газообразных отходов, образующихся при раз-работке месторождений полезных ископаемых.

8. Классификация промышленных отходов по классам опасности.

9. Правила сбора промышленных отходов на промплощадке предприятия.

10. Требования по размещению полигонов промышленных оходов.

1 Сластунов С.В., Королева В.Н. Горное дело и окружающая среда. – М.:

3 Певзнер М.Е., Костовецкий В.Л. Экология горного производства. – М.: Недра, 1990. - 235 с.

4 Экология и охрана природы при открытых горных работах: учебное пособие. – М.: Издательство МГУ, 2000. - 417 с.

5 Ржевский В.В., Болотова Л.Е. Экология горного производства. – М.:

6 Томаков П.И., Коваленко В.С. Рациональное землепользование при откры-тых горных работах. – М.: Недра, 1985. -214 с.

7 Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М., Проскуряков Н.М. Экология горного производства: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1991. - 320с.

8 Гирусов Г.К и др. Экология и экономика природопользования. – М.:

9 Научные и практические аспекты прведения экологического аудита на угле добывающем предприятии. / Слажнева Т.И.,Корчевский А.А., Акбаев Т.А. Шаймерденов Б.М., Яковлева Н.А., Франковская Н.М. – Алматы: «Искандер», 2002 – 400 с.

10 Глухов В.В, Лисочкина Т.В., Т.П.Некрасова Т.П. Экономические основы

11 Тонкопий М.С. Экономика природопользования: Учебное пособие. Алма-ты: Экономика, 1998. - 475 с.

12 Подображкин С.Н. Предотвращение пылевыделения в атмосферу разрезов при ветровой эрозии. В журнале «Безопасность труда в промышленности» № 6, с.16 – 22.

Таблица А1 - Морфометрические параметры техногенного рельефа на карьерах и направления рекультивации

Показатели	Направление рекультивации
Cельскохозяйственное	Лесохо-зяйственное	Водохозяй-ственное	Рекреации-онное	Санитарно- гигиениче-ское
пашни	cенокосы пастбища
1	2	3	4	5	6	7
Мощность сни-маемого плодо-родного слоя почвы,м	По Рекомендациям по снятию плодородного слоя почвы при производстве горных,строительных и других работ,-М.: ГИЗР,1983
Высота времен-ного склада плодородноог слоя почвы, неболее,м
Мощность на-сыпного плодо-родного слоя слоя почвы пос-ле усадки,не менее,м	0,3 0,4**	0,2	-	0,2*	0,2*	-
Мощность сни-маемого слоя потенциально-плодородных пород, м	Определяется проектом с учетом требований биологического этапа
Мощность на-сыпного слоя потенциально-плодородных пород после усадки,не ме-нее, м	0,5* 1,0	0,3* 0,8	2,0***	-	1,0*** Для зеленых зон	0.3*** (при озелене-нии)
Площадь реку-льтивируемого участка, не менее, га	10,0	5,0	Не лимити-руется	0,5	Не лимитируется
Уклон поверх-ности отвала, не более, градус				-	Угла устойчивого откоса
Уклон откоса отвала, не более, градус	-			-	20 (при озеленении)
Уклон борта выемки, не более, градус	-			8****	20(при озеленении)

1	2	3	4	5	6	7
Глубина водоема в карьерной вы-емке, не менее, градус	-	-	-	1,5	1,5	-
Террасы:
Ширина, не менее,м	-	-		-	6,5	6,5
Расстояние меж-ду террасами по вертикали, не более,м	-	-		-
Поперечный уклон, градус	-	-	2-3	-	2-3	2-3
Уклон откоса подуступа, не более, градус	-	-	Угла устойчивого откоса
Водозадерживающий вал на отвале,не менее,м:
Высота	0,7	0,7	0,7	-	0,7	-
Ширина по подошве	1,5	1,5	1,5	-	1,5	-
Мощность слоя глины для пере-крытия угольных пластов в карьер-ных выемках, не менее,м	-	-	-	1,0
Глубина повер-хностного слоя пород отвала при химической ме-лиорации, не менее, м	0.3*****	0.3*****	0.2*****	-	0.2*****	0.*****
Мощность насыпного экранирующего слоя определяется проектом

Примечания: * - на мелководных зонах водоемов, создаваемых в карьерных выемках

** - для отвалов, поверхность которых сложена непригодными породами

*** - для отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами

**** - размеры участков могут меняться в зависимости т конкретных условий

***** - возможно использование потенциально-плодородных пород

Таблица А2 - Классификация схем технической рекультивации земель

Система разработки

Схемы рекультивации по направлениям

совмещенная

раздельная

комбинированнная

Сельско-хозяй-ственное

Лесо-хозяйст-венное

Строительное

Рекреационное

Сельско-хозяй-стенное

Лесоо-хозяйст-венное

Строительное

Рекреационное

Сельско-хозяй-ственное

Лесо-хозяйст-венное

Строительное

Рекреационное

Бестран-спортная простая

Усложнен- ная

Транс-портно-отвальная:

с транс-портно отвальным мостом

с отвало-образова-телем

Транс-портная:

с ж-д транспортом

_{_}

с авто-транспортом

с конвей-ерным тран-спортом

Примечание «+» - обеспечивает требования направления рекультивации;

«-» - не удовлетворяет требованиям направления рекультивации

Введение

	Законодательные основы охраны окружающей среды
1.1	Термины и определения
1.2	Законодательные акты в области охраны окружающей среды
1.3	Нормативы качества окружающей среды
	Система управления окружающей средой в горном производстве
2.1	Экологическая политика
2.2	Воздействие горного производства на окружающую среду
2.3	Процедура оценки воздействия горного производства на окружающую среду
2.4	Планирование в области охраны окружающей среды
2.5	Экологические аспекты
2.6	Оценка важности и значимости аспектов
2.7	Количественная оценка экологических воздействий
2.8	Разрешение на эмиссии в окружающую среду
2.9	Соответствие законодательным и иным требованиям
2.10	Цели и плановые показатели
2.11	Программы экологического управления
2.12	Внедрение и функционирование системы экологического менеджмента
2.13	Структура и ответственность
2.14	Обучение, осведомленность и компетентность
2.15	Документация системы экологического менеджмента
2.16	Управление операциями
2.17	Подготовленность к аварийным и реагирование на них
2.18	Мониторинг и оценка системы экологического менеджмента
2.19	Производственный экологический контроль и мониторинг
2.20	Государственный мониторинг окружающей среды
2.21	Несоответствия, корректирующие и предупреждающие действия
2.22	Аудит системы экологического менеджмента
2.23	Экологическая экспертиза
2.24	Анализ со стороны руководства
2.25	Экономическое регулирование охраны окружающей среды
2.26	Государственные кадастры
2.27	Экологические требования при использовании недр

	Охрана атмосферы

3.1	Загрязнение атмосферного воздуха при подземной разработке месторождений
3.2	Загрязнение атмосферы при открытых горных работах
3.3	Способность атмосферного воздуха к самоочищению
3.4	Общий обзор способов защиты атмосферного воздуха
3.5	Методы и техника пылеулавливания
3.6	Снижение запыленности при бурении
3.7	Пылеподавление при взрывных работах
3.8	Снижение пылеобразования при выемочно-погрузочных работах
3.9	Снижение запыленности и загазованности атмосферы при транспортировке горных масс

3.10	Обеспыливающее проветривание
3.11	Снижение запыленности на карьерных автодорогах
3.12	Закрепление пылящих поверхностей на карьерах
3.13	Способы очистки и снижения токсичности газовых выбросов

	Защита водного бассейна при производстве горных работ

4.1	Источники загрязнения вод в процессе разведки месторождений
4.2	Источники загрязнения вод в процессе разведки и эксплуатации месторождений
4.3	Изменение режимов поверхностных и подземных вод
4.4	Структура промышленных сточных вод и регулирование водного потока
4.5	Характеристика и состав сточных вод горных педприятий
4.6	Предотвращение изменения режимов подземных вод
4.7	Экологические требования при сбросе сточных вод
4.8	Качество воды, анализ сточных вод, ПДК и ПДС вредных веществ в сточных водах
4.9	Классификация методов очистки сточных вод
4.10	Методы механической очистки
4.11	Биохимические методы очистки сточных вод
4.12	Очистка сточных вод от цианидов
4.13	Обезвоживание осадков сточных вод
4.14	Обеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод
4.15	Очистка сточных вод от минеральных примесей

	Охрана земель и почв в горном производстве

5.1	Виды нарушений земель
5.2	Снижение масштабов нарушений земель и почв при разработке месторождений полезных ископаемых
5.3	Оценка эффективности использования и охраны земель при добыче и переработке полезных ископаемых
5.4	Количественная оценка эффективности использования земель
5.5	Классификация способов и схем рекультивации нарушенных земель
5.6	Рекультивация земель, нарушенных горными работами
5.7	Биологический этап рекультивации
5.8	Снятие и сохранение плодородного слоя почвы
5.9	Техника, технология и оборудование технического и биологического этапов рекультивации земель
5.10	Эрозия земель и защита от нее
5.11	Формирование горно-промышленных ландшафтов и системы зеленых насаждений

	Снижение риска при геотехнологических методах разработки месторождений

6.1	Экологические аспекты при геотехнологических методах разработки
6.2	Мероприятия по снижению воздействия отходов производства кучного выщелачивания на окружающкю среду
6.3	Мероприятия по снижению воздействия, охране и рациональ-ному использованию поверхностных и подземных вод
6.4	Организация экологического мониторинга за состоянием окружающей природной среды при геотехнологии
6.5	Мероприятия по охране окружающей среды при аварийных ситуациях

	Рациональное использование минеральных ресурсов

	Утилизация и ликвидация отходов горного производства

8.1	Виды техногенных ресурсных циклов
8.2	Мероприятия по снижению образования отходов горного производства
8.3	Накопление, обезвреживание и захоронение токсических отходов
8.4	Малоотходное и безотходное горное производство


	Список литературы
	Приложение А