Направление комплексного использования шламовых вод углеобогатительных фабрик Кузбасса Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

110

А.В. Папин, Г. А. Солодов, А.Н. Заостровский, А.И. Гудков

методом масляной агломерации // Вестн. КузГТУ. 2003. № 4. С. 96-99.

6. Роде В.В., Рыжков О.Г. Гуминовые препараты из бурых углей месторождений России // Химия твердого топлива.1994. № 6. С. 43-49.

7. Нифантов Б.Ф., Потапов В.П., Митина Н.В. Геохимия и оценка ресурсов редкоземельных и радиоактивных элементов в Кузнецких углях. Перспективы переработки. Кемерово. 2003. с. 106.

□ Авторы статьи:

Папин

Андрей Владимирович

- канд. техн. наук, мл. науч. сотр. Института угля и углехимии СО РАН

Солодов Геннадий Афанасьевич

- докт. техн. наук, проф., зав. каф. химической технологии твёрдого топлива и экологии

Заостровский Анатолий Николаевич

- канд. техн. наук, доц. каф. химической технологии твёрдого топлива и экологии, ст. науч. сотр.

ИУУ СО РАН

Гудков

Александр Иванович

- технический директор шахты "Заречная"

УДК 622

Г. А. Солодов, Е.В. Жбырь, А. В. Неведров, А. В. Папин

НАПРАВЛЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛАМОВЫХ ВОД УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК КУЗБАССА

В настоящее время в Кузбассе из всех отраслей промышленности наибольшую техногенную нагрузку на окружающую среду создает угледобывающая отрасль. В Кузбассе насчитывается сорок две шахты, сорок три разреза и двадцать две углеобогатительных фабрик.

Огромные масштабы добычи и переработки угля вызывают острую необходимость разработки мероприятий и создания новых процессов безотходной технологии, при которой все составные части полезного ископаемого разделяются на конечные товарные продукты, используемые в народном хозяйстве.

Угольная промышленность оказывает отрицательное воздействие на недра, воздушный и водный бассейны, земли и почвы, флору и фауну. Существенным негативным фактором ведения горных работ является значительный ущерб, наносимый водному бассейну, в связи с этим все острее встает проблема охраны водных ресурсов ряда районов Кемеровской области. Это обусловлено сбросами в поверхностные водоемы и водотоки больших объемов сточных вод, содержащих, как

правило, взвешенные и растворенные примеси.

На углеобогатительных фабриках в качестве среды, в которой осуществляются техно-

логические процессы, используется вода. Её расход составляет 3-4 м3/т обогащаемого угля. Основными источниками

водоснабжения углеобогати-

тельных фабрик являются: шахтный или карьерный водоотлив, собственные водозаборы поверхностных и подземных

вод, водопроводы городских систем. Два первых источника используются для водоснабжения производственных процес-

Таблица 2

Среднее содержание взвешенных веществ в отходах флотации,

г/л

10.2004 11.2004 12.2004 01.2005 02.2005 03.2005

87 85 83 74 82 85

04.2005 05.2005 06.2005 07.2005 08.2005 09.2005

74 74 58 70 53 44

Таблица 1

Требования к качеству шахтной (карьерной) воды, используемой для обогащения угля мокрыми способами

Показатели качества воды Величина показателей качества воды

при наличии флотации без флотации

Взвешенные вещества, мг/л, не более 5000 не норм.

Запах, балл, не более 3 3

Водородный показатель, рН, в пределах 6,0 - 9,5 6,0 - 9,5

Жесткость общая, мг-экв/л не норм.

Минерализация, мг/л,до 5000 не норм.

Хлориды (С1-1), мг/л, до 1500 не норм.

Сульфаты (8о4-2), мг/л, до 2000 не норм.

Химическая технология

111

Таблица 3

Результаты КХА качества воды

Определяемый компонент Концентрация, мг/дм 3

Июнь 2002г. Ноябрь 2002г. Май 2003г. Июль 2003г. Июнь 2004г. Июль 2004г. Май 2005г. Август 2005г.

рН, ед. рН 8,48 8,27 8,11 8,10 - 8,45 8,12 8,01

Взвешенные вещества 9,4 21,5 80,1 307,2 24,5 40,6 46,9 114,8

сухой остаток 630,0 642,0 426,30 405,40 400,50 417,50 443,00 435,00

жесткость, ммоль/дм3 3,70 3,00 1,60 4,00 2,12 2,22 3,48 3,44

окисляемость

перманг., мгО/дм3 - 3,61 12,0 10,26 5,02 5,18 14,97 14,93

сульфаты 90,6 82,40 181,90 102,08 115,25 118,95 125,95 120,74

хлориды 21,7 18,70 18,58 26,83 11,18 13,24 17,32 15,70

ионы аммония 0,23 0,26 - - - - - -

азот аммиака - 0,20 0,10 1,76 0,55 2,01 0,53 0,55

нитриты 0,13 0,133 - - - - - -

азот нитритов - 0,040 0,169 0,285 0,141 0,192 0,030 0,027

нитраты 0,46 0,56 - - - - - -

азот нитратов - - 0,75 1,13 0,79 0,44 1,17 1,14

ХПК, мгО2/дм3 7,8 19,38 50,76 116,62 60,06 56,64 63,21 61,74

БПК, мгО2/дм3 5,81 3,40 10,44 9,0 7,12 6,04 12,64 11,16

Фенолы - - 0,0010 0,0010 0,0007 0,0012 0,0011 0,0010

нефтепродукты 0,06 0,25 0,22 0,25 0,142 0,242 0,225 0,233

СПВА(а)-

анионоактивные - - 0,034 - - - 0,034 -

железо общее 0,88 0,48 0,42 0,75 0,19 0,86 0,53 0,18

Силикаты - - 4,22 4,25 3,0 3,0 4,25 4,70

Гидрокарбонаты - - 1,5 1,40 1,70 1,85 189,62 3,20

Биотестирование Вода острого токсического действия не оказывает

сов. Вода питьевого качества и органических веществ отри- цательно влияет на показатели расходуется на хозяйственнобытовые нужды. Вода, вводимая извне в процессы обогащения, в соответствии с нормативными требованиями должна содержать: взвешенных веществ

- не более 5 г/л; солей - не более 7 г/л; масел - не более 20 мг/л; рН - 5-9.

Для уменьшения расхода технической воды в схемах фабрик предусматривают её многократное использование.

Это позволяет сократить забор воды из различных источников (водоёмов, рек) до 0,1-0,2 м3/т обогащаемого угля. Однако при обороте вода загрязняется шламом, насыщается солями, реагентами, флокулянтами и изменяет свои свойства. Требования к качеству шахтной (карьерной) воды, используемой для обогащения угля мокрыми способами, приведены в табл. 1 [1].

Накапливание в технической воде взвесей, минеральных

Таблица 4

Предельно допустимые концентрации веществ и соединений в сточных водах

Вещества и соединения ПДК, мг/л

Бензол 0,5

Соединения железа в пересчете на Бе2+ 0,5

Капролактам 1

Карбофос 0,05

Кислота нафтеновая 0,3

Ксантогенаты 0,05

Соединения марганца в пересчете на Мп2+ 1

Масло ветлужское 0,02

Масло сосновое 0,2

Метафос 0,02

Нефтепродукты (керосин) 0,1

Пиридин 0,2

Поверхностно-активные вещества:

алкилсульфаты 0,5

АНП-1 0,05

ОП-7 0,4

полиакриламид (ПАА) 2

Спирты: бутиловый 1

гептиловый 0,005

метиловый 3

фенол 0,001

112

Г. А. Солодов, Е.В. Жбырь, А. В. Неведров, А. В. Папин

Рис.1 Принципиальная технологическая схема комплексной переработки шламовых вод

гравитационных процессов обогащения, флотации, обезвоживания, флокуляции. Для повторного использования ее необходимо осветлять. Содержание твердых частиц в оборотной воде должно быть не более 50-80г/л соответственно для глинистых и неглинистых шла-мов. В связи с этим решение задач комлексного использования шламовых вод углеобогатительных фабрик Кузбасса и полной утилизации продуктов обогащения являются актуальными.

Данные о среднем содержании взвешенных веществ в отходах флотации направляемых в гидроотвал и содержание элементов в воде, предоставленные ОАО ЦОФ «Березовская» представлены соответственно в табл. 2 и 3.

Для обеспечения обогатительной фабрики технической водой необходимого качества при максимальном сокращении расхода воды из наружных источников и предотвращения сброса промышленных стоков за пределы фабрики, нами предлагается следующая принципиальная технологическая схема комплексной переработки шламовых вод Кузнецкого бассейна, представленная на рис. 1.

Реализация такой технологической схемы позволяет провести комплексную утилизацию шламовых вод с получением ряда товарной продукции и обеспечением углеобогатительных фабрик тепловой энергией.

Обогатительные фабрики должны иметь, как правило,

полностью замкнутый водяной цикл водно-шламового хозяйства с оборотным техническим водоснабжением.

Сброс шламовых вод в шламовую канализацию может осуществляться только в тех случаях аварии, ремонта аппаратуры или при увеличении концентрации взвешенных веществ в воде оборотного цикла выше допустимой по технологическим требованиям.

Все сточные воды предприятий угольной промышленности (после механической грубой

очистки от взвешенных веществ) можно сбрасывать без дополнительной очистки в бессточные неиспользуемые впадины (например, горько -

соленые или пересыхающие озера) при наличии достаточной емкости этих впадин для накопления стоков и осадков в течение длительного времени.

ПДК веществ и соединений в сточных водах обогатительных фабрик и других производств приведены в табл. 4 [2].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Требования к качеству шахтных и карьерных вод, используемых для технических и хозяйственнобытовых нужд предприятий угольной промышленности. Утверждены Управлением охраны природы Минуглепрома СССР 17.10.85 / ВНИИОСуголь. - Пермь, 1986. - 12с.

2. Бедрань Н.Г. Обогащение углей. М., Недра, 1988. - 206с.

□ Авторы статьи:

Солодов Геннадий Афанасьевич

- докт. техн. наук, проф., зав. кафедрой химической технологии твердого топлива и экологии

Жбырь Елена Викторовна

- аспирант кафедры химической технологии твердого топлива и экологии

Неведров Александр Викторович

- канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры химической технологии твердого топлива и экологии

Папин

Андрей Владимирович

- канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры химической технологии твердого топлива и экологии