CC BY
31
ANALYSIS OF THE PROPERTIES OF VARIOUS TYPES OF FIBER-REINFORCED CONCRETE Okolnikova G.E., Belov A.P., Slinkova E.V.
Department of Architecture and Construction, Engineering Academy, Peoples' Friendship University of Russia.
Abstract
The article describes the composition, physical, technical, and economic properties of fiber-reinforced concrete. Possibilities of their application in various construction branches are specified. Compares the main types of fiber-reinforced concrete, as well as their advantages and disadvantages. Noted high strength characteristics of this rapidly developing material
Keywords:
reinforced concrete, fiber-reinforced concrete, crack resistance, loading, composite material, corrosion Date of receipt in edition: 12.02.18 Date of acceptance for printing: 18.02.18
УДК 544.02
К ВОПРОСУ О НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЦИАНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СРЕДОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ ИЗВЛЕЧЕНИИ ТОНКОВКРАПЛЕННОЙ САМОРОДНОЙ МЕДИ ИЗ КОРЕННЫХ ПОРОД
О.В. Янцен, В.А. Герасимов, В.А.Петровичев
Национальный исследовательский Московский государственный
строительный университет, Институт инженерно-экологического троительства и механизации, кафедра «Водоснабжение и водоотведение»
Аннотация
Важнейшими мероприятиями по охране окружающей среды является, безусловно, строительство сооружений по очистке воды. В работе представлены вопросы разработки и устройства комплекса сооружений для нейтрализации циан-ионов из образующихся на золотообогатительном производстве сточных вод. Предложена методика очистки цианидов в стоках для безопасности окружающей среды. Разработана методика извлечения меди из образующегося на предприятия стока
Ключевые слова:
очистные сооружения, нейтрализация циан-ионов, очистка производственных сточных вод, золотоперерабаты-вающие предприятия, горные хвосты, физико-химическая очистка сточных вод, гипохлорид натрия История статьи:
Дата поступления в редакцию 16.02.18 Дата принятия к печати 18.02.18
Значительное место в природоохранных мероприятиях занимает строительство канализационных очистных сооружений. Поэтому так важно уделять этим вопросам отдельное внимание. При различном производстве образуются разнообразные, по своему составу, сточные воды, следовательно, задача по разработке и строительству комплекса очистных сооружений является уникальной в каждом случае. [1]
К вопросу о нейтрализации цианистых соединений при проведении средозащитных..
При эксплуатации золотообогатительных переделов производства с использованием цианистого натрия образуются значительные объемы высокотоксичных отходов производства: жидкие стоки, газообразные выбросы, твердые хвосты процессов цианирования. Все цианистые соединения обладают токсичными свойствами, способные выделять циан-ион, которые пагубно влияют на атмосферу, а так же являются ядом для человеческого организма.[2] На основе существующих методов нейтрализации циан-ионов и особенностей извлечения драгоценных металлов [3,4], была разработана методика нейтрализации циан-ионов в стоках, поступающих с горно-пере-рабатывающих предприятий, с выделением осадка в виде драгоценных металлов. Самыми эффективными способами являются методы озонирования и щелочного хлорирования. Зачастую при добыче золота значительная часть драгоценных металлов, в частности меди, попадает в образующийся сток и важной задачей при очистке такой сточной воды является выделение меди для дальнейшей ее реализации.
Проанализировав способность циан-ионов подвергаться окислению, было принято решение, что вместо установки по приготовлению озона, одним из недостатков, которой является дороговизна, будет использоваться установка по приготовлению другого окислителя - гипохлорита натрия, который нейтрализует цианид ионы, с выделением азота
2КСЫ + 5 Ыа0С1 + 2 ЫаОН = 5 ЫаС1 + К2С03 + Ма2С03 + Ы2| + Н20 При этом для безопасного окисления цианидов в растворе необходимо выполнить следующие условия: исходная концентрация циан-ионов не должна превышать 10,6 г/л; раствор должен иметь рН не менее 10 и температура раствора в ходе обезвреживания не должна превышать 70 °С.
Для разработки технологической схемы был произведён анализ сточной воды, после всех мероприятий горного обогащения руд, представленный в таблице 1.
Таблица №1
Усредненные санитарно-химические показатели сточной воды, образующейся на производстве
рН,ед Концентрация, мг/л
Mg2+ SO42- 4 Cl- CN- CNS- Co2+ As3- Cd2+ Co2+ Cu+ Ni2+ Pb2+ Sb3+ Zn2+
Сток 11,2 6,1 1554 284 5355 4851 5,5 164 0,03 5,5 4000 1,71 1,18 6,6 63,3
Требования 7,5-8,5 - - 350 - - - - - - 9 - - - 9
Детально проанализировав состав образуемой сточной воды, было выявлено, что рН равен 11,2, а содержание цианидов в стоке составляет 5,35 г/л. Из этого следует, что все условия для протекания реакции поступающего стока с гипохлоритом натрия - выполняются, что позволяет нам использовать этот реагент для нейтрализации. Таким образом, для реализации поставленных задач было разработана схема (Рис.1):
ПоЗача стока q = 15 м3/ч
(I)
РезерВуар-усреЭнитель с пескоотЗелителем
ПоЭача осаЭка
ПоЗача
►
ПоЗача осаЗка
Тонкослойный отстойник с электромешалкой на ВхоЗе
ПоЗача стока
Реактор смешиВания №1
ПоЗача раствора
—N
Выпарная установка
Реактор смешиВания №2 ПоЗача раствора Реактор смешиВания №3 ПоЗача осаЭка Ёмкость осаЗконакопитель №2 ПоЭача осаЭка Фильтр-пресс
ПоЭача
ПоЗача осаЗка
раствора
Ёмкость осаЭконакопитель №1
ПоЗача осаЗка
-И
Выпарная установка
На проважу -►
3
Утилизация -►
ОсаЗок на
утилизацию -►
ПоЭача фильтрата
Емкость сброса фильтрата
Возврат в резервуар-усренитель
Рис.1. Схема процессов очистки
(I) Очистка раствора от осадков взвеси солей тяжёлых металлов, солей цианидов и тиоцианатов с помощью добавления хлорида железа (III) FeCl3 и прохождения через тонкослойный отстойник с последовательной добавкой гипохлорита натрия NaClO и выпаркой раствора; (II) Отделение меди от других солей тяжёлых металлов; ШДоочистка медесодержащего раствора и выпарка до товарного продукта
Рассмотрим детально стадии очистки:
I. Отработанный раствор поступает в резервуар- усреднитель исходных стоков, далее в тонкослойный отстойник, внутри отстойника происходит процесс отделения солей тяжёлых металлов, которые находятся во взвеси стока. Для лучшего отделения взвешенных веществ, в тонкослойный отстойник добавляется коагулянт (хлорид железа). После отделения раствора от взвеси, осадок перекачивают пневматическими насосами в реактор смешивания №2, представленный на рисунке 3
Из тонкослойного отстойника сток, с помощью
Реактор смешивания №1
Добавление реагентов
(м)ЗМ1
Подача стока ц = 15 м3/ч
р С1
Вытяжная система Подача стока на Выпарную установку
Подача рн ^ ^ сигнала
|б шкаф управления
Рис.2. Реактор смешивания №1
насосов, перекачивается в реактор смешивания стоков №1 (Рис.2), в нем находятся датчик кислотности, для контроля рН в сточной воде. Добавляющимся реагентом является гипохлорид натрия, который входит в реакцию с цианидами, нейтрализуя их.
Выделяющиеся газы через адсорбер сбрасываются в системы вентиляции предприятия. По завершении процесса обезвреживания отбирается проба для определения наличия цианидов в растворе. При отсутствии цианидов в обезвреживаемом растворе, включаются компрессоры, и содержимое реактора подаётся на выпарную остановку, для образования соли в сухом остатке и для дальнейшей её утилизации.
II. Осадок из тонкослойного отстойника и из пескоотделителя поступает в реактор смешивания №2 (Рис.3), в котором находятся датчик кислотности. Нижняя часть реактора имеет форму усечённого конуса для осаждения нерастворимых соединений. Добавляющимися реагентами в данный реактор являются соляная кислота (корректировка рН) и гипохлорид натрия (нейтрализация циан-ионов).
В данном реакторе происходит 2 процесса: с помощью добавления реагента гипохлорида натрия повторяется стадия очистки реактора смешивания №1 - нейтрализация цианид-ионов, а также происходит отделение ионов меди от других ионов тяжёлых металлов при помощи образования нерастворимого в воде осадка — гидроксида меди, который после пойдёт на до-очистку, для образования товарного продукта.
Изучив свойства тяжёлых металлов образовывать гидроксиды при определённом рН, [3], была составлена Таблица №2, в которой указано при каком рН металл начинает образовывать гидроксид-ио-ны. Зная это, можно откорректировать кислотность раствора для образования нужных условий выделения гидроксида меди (II):
Рис.3. Реактор смешивания №2
К вопросу о нейтрализации цианистых соединений при проведении средозащитных...
Таблица №2
Гидроксиды металлов Значения рН
Начало осаждения Полное осаждение Переход в раствор
Cu(OH)2 6,2 7,1 14
Fe(OH), 7,5 9,7 13,5
Ni(OH)2 7,7 9,5 13,2
Pb(OH)2 7,4 9,0 10,5 / >>14
Co(OH), 7,6 9,2 14,1
Cd(OH)2 8,2 9,7 13,7
Zn(OH)2 6,4 8,0 10,5 / 12-13
Sb2O3 x nH2O 0,9 1,9 6,5 / >>14
Гидроксид меди образовывается при рН 7,1. После образования осадка, его перекачивают пневматическими насосами в ёмкость осадконакопителя, а после на дальнейшую обработку. Раствор отправляют на до-очистку в реактор смешивания №3.
В реакторе смешивания №3 происходит аналогичный процесс, как и в реакторе смешивания №2, только без 1 стадии — происходит корректировка рН для образования нерастворимых осадков тяжёлых металлов, которые после будут перекачены в ёмкость осадконакопитель, осадок из которого поступает на фильтр-пресс III. Гидроксид меди поступает в ёмкость осадконакопителя, после чего, с помощью пневматических насосов- в выпарную установку, где происходит образования сухого остатка. Полученную медь выставляют на продажу.
Работа станции с требуемой суточной производительностью не более 360 м3/сут предусмотрена при непрерывной работе, с равномерным расходом. Каждое оборудование устроено вместе с вытяжной системой, так как возможно выделение синильной кислоты. Разработанная технологическая схема обеспечивает эффективную и безопасную нейтрализацию циан-ионов, а так же выделение драгоценных металлов из поступающей сточной воды.
Для реализации данного проекта потребуется большое количество гипохлорита натрия, а так же дорогостоящее оборудование. Но благодаря выведению и получению меди из отработанного раствора, все материальные затраты будут компенсированы в течение 1-2 лет, что приводит к окупаемости данной методики и использовании её на производствах золотообогатительных переделов с безопасной нейтрализацией циан-ионов в сточной воде.
ЛИТЕРАТУРА
1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды М.: Химия, 1989. 512 с.
2. Барченков В.В. Технология гидрометаллургической переработки золотосодержащих флотоконцентратов с применением активных углей. Чита: Поиск, 2004. 242 с.
3. И.В. Федосеева, М.Ш. Баркан. К вопросу о нейтрализации цианистых соединений при проведении средозащитных мероприятий при извлечении тонковкрапленного самородного золота из коренных пород. Записки Горного института. 2016. Т.219. С.472-476.
4. Панова В.А. Определение простых и комплексных цианидов в природных и сточных водах, химические процессы их превращения в воде водоемов и методы очистки от них сточных вод: Автореф. дис... .канд. хим. наук / АН СССР. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии «ВОДГЕО». М., 1963. 22 с.
Г.Э. Окольникова, Е.В. Слинькова, А.П. Белов
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
О.В. Янцен, В.А. Герасимов, В.А.Петровичев. К вопросу о нейтрализации цианистых соединений при проведении средозащитных мероприятий при извлечении тонковкрапленной самородной меди из коренных пород. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 210—214.
THE QUESTION OF THE NEUTRALIZATION OF CYANIDE COMPOUNDS WHEN CARRYING OUT ENVIRONMENTAL MEASURES IN ENCOURAGING EXTRACTION OF NATIVE COPPER FROM BEDROCK
O.V. Yantsen, V.A. Gerasimov, V.A.Petrovichev
National Research Moscow State University of Civil Engineering, Institute of Engineering and Ecological Construction and Mechanization
Abstract
The construction of water treatment facilities is the most important environmental protection measures. This paper presents the development and the device of a complex of buildings to neutralize the cyanide ions from gold processing plant formed on the wastewater production. The method of purification of cyanides in wastewater for environmental safety is proposed. The method of extraction of copper from waste water is developed
Keywords:
treatment plants, neutralization of cyan ions, industrial wastewater treatment, gold processing plants, mountain tails, physico-chemical wastewater treatment, sodium hypochloride Date of receipt in edition: 12.02.18 Date of acceptance for printing: 18.02.18
УДК 624.9
ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ COBIAX
Г.Э. Окольникова, Е.В. Слинькова, А.П. Белов Российский университет дружбы народов
Аннотация
В работе рассматривается история изобретения технологии Cobiax швейцарским ученым Dr. Karsten Pfeffer. Анализируется переход от полнотелых конструкций из обычного бетона к пустотелым конструкциям и описываются технико-экономические преимущества этой технологии. Также исследуется возможность использования технологии Cobiax с внедрением фибробетонов
Ключевые слова:
железобетонные плиты перекрытия, пустотообразователь, бетон, модуль, технология монтажа История статьи:
Дата поступления в редакцию 11.02.18 Дата принятия к печати 14.02.18
Введение.
Железобетон давно пришел в строительную отрасль и считается традиционным строительным материалом. Но, поиски улучшения его различных показателей постоянно продолжаются. Это связано, прежде всего, с тем, что, несмотря на все преимущества монолитного железобетона, он имеет несколько критических недостатков, таких как большой вес.
