Лекция 2. Проблемы развития безотходных производств

Определение народнохозяйственного ущерба

Фактические или возможные последствия потерь каких либо ресурсов в процессе производства в результате отрицательных воздействий горно-промышленных предприятий на окружающую среду, сельское хозяйства, лесное и водное хозяйства, запасы полезных ископаемых в недрах, а так же потери или урон от каких либо действий, а так же воздержания от них, выраженные в стоимостной форме.

Общая классификация отходов

В горном производстве необходимо учитывать сложившиеся подходы и перспективу организации безотходных технологий. Отходы и потери следует классифицировать по горнодобывающим отраслям: угольной, черной металлургии, цветной металлургии, горной, химической производство стройматериалов, ядерных материалов, нефтяной и газовой промышленности; по фазовому составу: твердые, жидкие, пылегазовые; по производственным циклам: при добыче (вскрышные и отвальные породы; при обогащении (хвосты, шламы, сливы); гидрометаллургии (шлаки, растворы); пирометаллургии (шлаки, возгоны)).

Технологический и технический аспекты безотходной технологии.

Поликомпонентый состав сырья практически любого месторождения требует при переработке изпользовая такой комбинации процессов, который обеспечивает наиболее комплексную (по извлекаемым компонентов) и полную (по степени извлечения и использования компонентов) переработку руды. В качестве примера можно указать обогатительно - гидрометаллургические комбинированные процессы, с использованием которых за последние 10-15 лет связаны наиболее крупные успехи комплексной переработки руд. Создание комбинированных схем не является результатом простого объединения процессов. Например, развитие гидрометаллургии позволяет отказаться от селективных флотационных схем и заменить их схемами коллективной флотации, - так как чистые селективные монометаллические концентраты можно будет получить гидрометаллургическими методами; использование хлоридовозгонки в процессе обжига на цементный клинкер позволит повысить извлечение металлов.

Исследования в области создания безотходных и малоотходных технологических процессов, методов утилизации отходов показывают, что на большинстве горных предприятий имеется возможность довести определенную часть образующихся отходов до товарной продукции или вторичного сырья для других отраслей промышленности. Предложены новые перспективные технологические процессы переработки бедных и забалансовых руд, труднообогатимого сырья, концентратов и отходов, комбинированные пиро- и гидро- металлургические процессы, методы фотометрической, рентгенолюминесцентной, радиорезонанской и радиометрической, сортировки, избирательного дробления, отсадки сухой магнитной сепарации дробленного материала.

В связи с обеднением руд пропорционально возрастает добыча горной массы, причем более 30 % горной массы представлена пустой породой.

Что позволяет повысить производительность обогатительных фабрик?

Внедрение в схемы рудоподготовки технологии и оборудования для предварительного обогащения руд до их измельчения, в первую очередь радиометрического обогащения и обогащения в тяжелых суспензиях, позволяет удалить после крупного дробления до 30-60 % массы руды с отвальными хвостами и тем самым повысить производительность обогатительных фабрик в 1,5-2 раза с повышением до 5 % извлечения металлов в последних операциях обогащения.

Промышленная реализация ионной, флокулярной, электролитической флотации, пенной сепарации, селективной флокуляции позволяет расширить диапазон крупности частиц, пригодных для флотационного обогащения с увеличением извлечения ценных компонентов из руд и их доизвлечением из промышленных растворов и сбросных вод. Проводятся исследования по интенцификации процесса флотации наложением энергетических воздействий - электрохимических, вибрационных, ультразвуковых, термических и других. При значительной контрастности магнитных свойств с больший эффективностью могут быть использованы процессы разделения руд не в воде, а в магнитных и ферромагнитных жидкостях и электролитах. Методы магнитной и феррогидростатической сепарации вытесняют традиционные гравитационные процессы при обогащении немагнитных руд крупностью - 20+0,2 мм, так как эти методы имеют близкую к идеальной эффективность разделениями их применение позволяет на порядок и более увеличить производительность на единицу площади.

Проблема повышения полноты и комплексности обогащения руд смешенного вещественного состава и в первую очередь окисленных руд решается разработкой и внедрением новых селективных, не токсичных и не чувствительных к солям жесткости флотационных реагентов таких, как высшие ксантогенаты и алкил – сульфаты, дихлоркислоты, МИГ- 43.

Каким образом решается проблема комплексной переработки в гидрометаллургии?

Внедрение новых гидрометаллургических методов автоклавного выщелачивания, сорбции из пульп и растворов, а также сочетания флотации и гидрометаллургии позволяет снизить стоимость переработки сырья, решить проблему комплексной переработки, уменьшить кондиции на руды и концентраты и отказаться от селективной флотации.

С расширением промышленного применения гидрометаллургической технологии к сульфидным концентратом схемы селективной флотации, не позволяющий четко разделить минералы, будут вытеснены схемами коллективной флотации с последующим получением чистых селективных монометаллургических концентратов гидрометаллургией. В результате чего будут повышены извлечение ценных компонентов и комплексность использования сырья и сокращены операции на обогатительных фабриках.

Пример пирометаллургической переработки богатых концентратов.

При пирометаллургической переработке богатых концентратов содержание металлов в шламах остается выше, чем в исходной руде, а общие потери металлов не ниже 20-30 %. Эффективной является технологическая схема когда в богатые концентраты можно извлекать только легкообогатимую часть ценных минералов. Из оставшейся руды получают бедный промпродукт, содержащий несколько металлов, и бедные хвосты пригодные для производства стройматериалов. Промпродукт, возможно вместе со шлаками пирометаллургии, поступает на гидрометаллургическую переработку и из него последовательно извлекают весь комплекс ценных компонентов. При этом извлечение в цикле обогащения - 90-95 %, извлечения в гидрометаллургическом цикле 95-98 %, общие потери металла в отходах 74 %. То есть могут быть решены проблемы по переработке медно - цинковых руд Урала, исчезнут отвалы пиртных, огарков, содержащих цветные металлы: химическая промышленность вместо пиритных концентратов для производства H₂S0₄,будет получать элементарную серу, что значительно упростит технологии предприятий химической промышленности; будут решены вопросы оздоровления атмосферы; извлечение основных и сопутствующих металлов будет повышено на 7-10 % и достигнет в металлическом переделе 97-99 %.

Важным принципом безотходной технологии является извлечение комплекса ценных компонентов в одном процессе. Использование отходов металлургической и горно - химической промышленности для производства стройматериалов позволяет получить новый значительный и дешевый сырьевой источник цветных и редких металлов, так например процесс производства стекла, цемент клинкера и других видов строительной продукции связан с нагреванием материала до 1200 - 1400⁰С. При этом возможен возгон большинства металлов в виде оксидов или хлоридов, надо только подобрать соответствующие добавки в шихту.

В горнодобывающей промышленности достигнуты определенные успехи в реализации разработанных методов утилизации отходов и безотходного производства. В цветной металлургии при извлечении 11 основных металлов получают дополнительно 60 элементов, в том числе все редкие элементы.

Что должна предусматривать безотходная технология?

Безотходная технология должна предусматривать более рациональное использование не только сырья, но и других материалов, в первую очередь воды. Система водооборота должны предусматривать извлечение из оборотных растворов ценных компонентов. Необходимо пересмотреть организацию гидрометаллургических и химических технологий, в ряде случаев целесообразна частичная нейтрализации электролизом, электродиализом, вымораживанием. Экономичным является извлечение из стоков, регенерация и повторное использование флокулянтов, соды, извести, сульфидных реагентов, экстрагентов и смол.

Дата добавления: 2014-12-10