CC BY
33
чатые в недрах. Концентрации
металлов превышают ПДК
дельно-допустимая
ция) по свинцу в 40-50 раз, по
^ Е.Н. Козырев, В.И. Гол А.Е. Воробьев, А.В. !000
ик,
Джанянц,
1
YAK 622.274-622.234.42-622.852.2
Е.Н. Козырев, В.И. Голик, А.Е. Воробьев, A.B. Лжаняни
ПАРАМЕТРЫ ПРИРОЛНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ
В процессе обогащения руды измельчаются со вскрытием дополнительных рабочих поверхностей. Активизированная обогатительными процессами горная масса подвергается природному выщелачиванию атмосферной водой. Об этом свидетельствует высокая минерализация отвальных стоков после контакта их с хвостовой массой. Продукты выщелачивания, попадающие в окружающую среду, создают зоны разрушения экосистемы, оказывая негативное воздействие на живую природу, в т.ч. человека (рис. 1).
Для определения закономерностей этого влияния в стоках хвостохранилища Мизурской фабрики определены содержания свинца и цинка. Для вышения представительности
зультата металлометрические
съемки выполнены весной, осенью и зимой. Результаты съемок (табл. 1)
ляют судить о характере нологических процессов в хво-стохранилище.
Колебания показателей отражают влияние случайных факторов, но в целом закономерны: с уменьшением дебита стоков мой содержание увеличивается. В хвостохранилищах продолжаются физико-хими-ческие процессы природного выщелачивания,
цинку в 500-600 раз.
Для оценки масштабов действия стоков
лища на окружающую среду следованы воды реки Ардон, отобранные на стоянках (рис. 2). В стоках определялось 14 ингредиентов горно-
технологического происхождения.
Обработанные методами
матической статистики результаты по каждому из ингредиентов сравниваются с их значениями в условно чистой воде, отобранной выше по р. Ардон до слияния ее с хвостовыми стоками (табл. 2). Такую воду можно считать условно чистой, так как река Ардон протекает по скальным породам и принимает стоки от горно-геологических поисковых выработок, объем которых оценивается в сотни кубических метров.
Рис. 1. Степень загрязнения металлами почв в районах добычи руд: 1 - высокая; 2 - средняя; 3 -легкая;
4 - донные отложения
Таблица 1
РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТАЛЛОМЕТРИЧЕСКИХ СЪЕМОК
Станция и время Водородный показатель Содержание в пробах, мг/дм 3 Пиковые содержания
свинец цинк свинец цинк
величина вариация величина вариация
№ 1
весна осень 7,8 5,8 17 5,9 19 8,5 5,9
зима сред- 7,4 6,6 8 6,8 20 7,9 7,0
нее 7,0 7,5 12 7,3 11 9,3 8,0
№ 2 7,3 6,5 14 6,6 9 10,2 8,4
весна осень
зима сред- 6,8 6,5 20 6,2 19 12,0 14,0 14,0
нее 6,9 7,9 7 7,0 5 11,9 12,6 20
№ 3 7,5 7,4 10 4,0 7 28,0
весна осень 7,3 6,9 11 5,9 11 10,5 10,4 29,0
зима сред- 22,6 15,8
нее 7,2 7,2 9 8,1 18 14,0
7,0 6,1 20 8,9 15 16,0
6,8 8,0 11 10,0 20 8,0
1 л г\
Из табл. 2 видно, что в результате природного выщелачивания хвостов увеличивается концентрация тяжелых металлических элементов: свинца, цинка, меди, хрома, оказывающих наиболее вредное влияние на состояние окружающей среды. Так, содержание цинка превышает ПДК на порядок (11,5 раз).
Природное выщелачивание отвальных геоматериалов является продолжением физикохимических процессов, развивающихся в результате технологического вмешательства, которому способствуют горно-геологические условия происхождения и эксплуатации месторождения. Руды садонских месторождений от носятся к по-лиминеральным с неравномерным распределением, частными прорастаниями, замещениями и микротрещинами деформацией, поэтому металлическими элементы легко вскрываются и переходят в раствор. Активность физико-химических процессов природного выщелачивания связана с
гранулометрической характеристикой потерянных руд, которые чаще всего имеют крупность от 1 до 250 мм. Крупность до 100 мм имеет 90 % потерянных руд. В них сосредоточены основные запасы металлов. Такая крупность благоприятна для проникновения выщелачивающих реагентов вглубь куска. Изучение состава руд указывает на их повышенную активность (табл. 3). Хвостовый материал примерно повторяет со отношение компонентов в рудах.
Динамика выщелачивания металлов из хвостов водой исследована в лабораторных перколяторах. Взятая масса (1000 кг) разделена на пробы по 10 кг. Экспериментальное выщелачивание хвостов проведено в 5 полиэтиленовых колоннах высотой 100 см и диаметром 10 см. Хвосты, используемые для лабораторных исследований, содержали 0.20 % свинца и 0.23 % цинка. В качестве выщелачивающего реагента использовалась водопроводная вода.
Рис. 2. Схема отбора проб
Таблица 2
СОАЕРЖАНИЕ ИНГРЕАИЕНТОВ В РЕКЕ АРАОН
Ингредиенты, В хранилище Ниже хранилища Выше хранилища Измене-
мг/дм (ср.-год.) Величина Вариация Величина Вариация ние
рН 8,0 7,0 4 6,5 5 -0,5
Взвешенные вещест-
ва 16,37 269,60 н/о н/о 8
Сухой остаток 239,0 5 212,33 7 -26,7
ХПК 0,06 38,1 8 47,6 4 9,5
Фосфаты 0,08 0,06 9 0,06 9
СПАВ 0,6 0,18 5 0,16 6 -0,02
Азот аммонийный 0,025 0,11 5 0,11 7
Нитриты 30,0 0,01 9 0,003 3 0,007
Нитраты 0,0253 0,0253 18,7 8 10,2 4 8,5
Хлориды - 13,6 6 20,0 5 6,4
Цианиды н/о н/о 8
БПК - 1,12 9 1,14 7 0,02
Растворенный кисло- -
род Нефтепродукты - 14,51 8 13,42 6 1,09
Общая жесткость 0,2300 н/о 5 н/о 3
Железо общее 9,7 4 6,5 5 3,2
Хром шестивалент- 0,0010 0,0330 0,07 5 0,07 6 -
ный Медь 0,0340 0,0570
Свинец 16,00 н/о н/о 7 -
Цинк 120,0 0,0015 0,0015 4 0,0023 9 0,0008
Мышьяк 0,04 6 0,003 4 0,0015
Сульфаты н/о 7 0,015 3 0,0385
Через каждую из 5 колонн пропускали:
300 дм3 водопроводной воды за 30 дней; 650 дм3 водопроводной воды за 60 дней; 1000 дм водопроводной воды за 90 дней.
Делался перерыв на 30 дней, вновь пропускали: 1350 дм3 водопроводной воды за 120 дней; 1700 дм водопроводной воды за 150 дней; 2000 дм3 водопроводной воды за 180 дней.
Делался второй перерыв на 20 дней и, в третью очередь, пропускали: 2350 дм3 водопровод-
Таблица 3
СОСТАВЫ РУЛ, %%
ной воды за 210 дней; 2700 дм3 водопроводной воды за 240 дней; 3000 дм3 водопроводной воды за 270 дней.
Вода подавалась со скоростью 1,0-1,5 дм3 в час с помощью капельников. С помощью сифонов из резиновых трубок образующиеся растворы выводились в желоб и удалялись. Опыт считался законченным, когда выход жидкости из колонны полностью прекращался. Твердый остаток хвостов высушивался. В нем определялось содержа-
Минералогический Химический
минерал символ значение Элемент (окись) символ значение
Галенит РЬ 8 1.0-3.5 Свинец РЬ 1.2-2.9
Сфалерит Халь- 2п 8 2.8-6.0 Цинк 2п 2.8-5.9
копирит Пирит Бе Си 82 0.8-1.0 Медь Си 0.05-0.12
Пирротин Кар- Ре 82 9.0-20.0 Оксид железа Бе О 6.30-9.70
бонаты Бе 8 1.0-5.3 Оксид кремния &О2 54.1-59.90
СаО 5.0-9-3 Сера 8 6.9-7.80
МрО Золото (г/т) Сереб- Аи 0.01-0.13
ро(г/т) Ар 77 3-414
ние свинца и цинка. В целях предотвращения потерь сухого остатка при каждом изменении объема пропущенной воды хвосты в колоннах заменялись.
После пропускания 3000 дм3 воды процесс выщелачивания практически прекратился. За это время в раствор ушло 5,9 г свинца и 10,4 г цинка, что соответственно составляет 29,5 и 45,2% от исходного количества. График уменьшения содержания в сухом остатке представляет собой параболу с асимметрическим затуханием. Из
опытов следует, что природное выщелачивание хвостохранилищ длится долго и полной нейтрализации хвостов ожидать не следует. Отсюда можно сделать вывод - рекульти-вация хвосто-хранилищ не предотвращает природного выщелачивания и не защищает окружающую среду от деградации. При этом атмосферные воды даже нейтрального состава являются достаточно сильным реагентом для непрерывного и эффективного выщелачивания минеральных отходов.
Воробьев. Александр Егорович доктор технических нау к, профессор, Московский государственный горный университет.
Голик Владимир Иванович - профессор, доктор технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет
(СКГТУ).
Козырев Евгений Николаевич - профессор, доктор экономических наук, СКГТУ.
Джанянц Ася Владимировна - кандидат технических наук, доцент,
/~'ЇЛГГГ\Г
J
УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ВУЗОВ ГОРНОГО ПРОФИЛЯ
Л.А. Пучков, А.Е. Воробьев Человек и биосфера: вхождение в техносферу. - 341 с.
П.В. Егоров, Е.А. Бобер, Ю.Н. Кузнецов, Е.А. Косьминов, С.Е. Решетов, Н.Н. Красюк Основы горного дела. - 370 с.
К.З. Ушаков, Н.О. Каледина, Б.Ф. Кирин, М.А. Сребный Безопасность жизнедеятельности. - 430 с.
Н.Б. Шубина Материаловедение в горном машиностроении - 240 с.
Г.Г. Ломоносов Горная квалиметрия - 259 с.
Ю.Ф. Васючков, Е.П. Брагин Численное моделирование задач геотехнологии при разработке угольных месторождений. -128 с.
Н.В. Назарова Практика бухгалтерского учета на горном предприятии. -182 с.
Н.Д. Волкова, С. С. Лихтерман, М. А. Ревазов Налоговая система в России. 2-е изд. перераб. и доп. -596 с.
Т» А И/Г„
Файл:
Каталог:
Шаблон:
1т
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 35 мин.
Дата печати: 11.12.2008 0:05:00
При последней печати страниц: 5
слов: 1 175 (прибл.)
знаков: 6 701 (прибл.)
КОЗЫРЕВ
0:\С диска по работе в универе\01АВ_20\01АВ12_0\МАСЕТ С:\и8ег8\Таня\АррБа1а\Коатт§\М1сго80й\Шаблоны\Когта1.ёо - УДК 622 Гитис Л.Х.
27.11.2000 14:18:00 10
10.12.2008 23:29:00 Таня
