CC BY
135
© Е.А. Ермолович, 2009
УДК 622.3.002.68 Е.А. Ермолович
ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД, КАК СПОСОБ БОРЬБЫ С ИСТОЧНИКОМ НЕГАТИВНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Предлагается технология переработки отходов обогащения магнетитовых руд, позволяющая утилизацию их путем введения в составы асфальтобетонной, бетонной смесей и шихты для производства керамического кирпича. Ключевые слова: минеральное сырье, окружающая среда, переработка отходов обогащения.
в я о данным ЮНЕСКО ежегодно в мире из недр извлекает-
А. Л. ся более 120 млрд т твердого минерального сырья.
На готовую продукцию приходится только часть добытого сырья. Более 75 млрд т минеральной массы идет в отходы. В России ежегодный рост минеральных отходов составляет по разным оценкам от 2,5 до 7 млрд т, а всего их заскладировано около 85 млрд т.
Подобная ситуация актуальна и для региона курской магнитной аномалии. Уже сейчас в железорудном бассейне КМА скопилось сотни миллионов тонн отходов обогащения, и продолжается ежегодное их складирование в объеме около 50 млн. т.
Экологический ущерб от огромных масс минеральных отходов очевиден. Они загрязняют окружающую среду, занимают большие площади земли, создают уродливые ландшафты. Вместе с тем, существенная часть этих отходов может быть использована в качестве ценного минерального сырья для нужд промышленности.
Россия по объему использования техногенного минерального сырья существенно отстает от многих стран с традиционно развитой горнорудной промышленностью (США, Австралия, ЮАР и др.). В силу сложившегося научного мировоззрения в настоящее время утилизации подлежит песковая фракция отходов обогащения (0,14-5 мм). Поэтому лишь небольшая их часть от общего количества идет на подсыпку дамб и насыпей, закладку выработанного пространства, ремонт дорог, производство щебня и ряда строи-
тельных материалов. Для этого при обогащении железистых кварцитов в начале технологической схемы из технологического процесса выводятся малорудные и безрудные попутно добываемые породы, так называемые отходы сухой магнитной сепарации. В то время как отходы мокрой магнитной сепарации характеризуются средним размером зерна более 75-80% менее 0,071 мм и обычно из-за тонкости состава утилизуются в малом объеме. А ведь именно тонкая фракция является основным источником загрязнения атмосферного воздуха с поверхности сухих пляжей намывных отсекав, откосов дамб и плотин.
В ближайшее время магнитная сепарация останется основным методом обогащения железных руд КМА, причем для максимального извлечения полезных компонентов требуется все большое измельчение исходного продукта. Поэтому хвостохранилища будут ежегодно пополняться мелкими отходами мокрой магнитной сепарации, а емкости их уже ограничены и, естественно, требуется экстренное решение вопроса утилизации мелких отходов. В этой связи разработка новых технологий использования отходов обогащения мокрой магнитной сепарации -это решение проблемы экологической обстановки в горнорудном регионе КМА, так как в идеале позволит полную их утилизацию.
Предлагаемая технология переработки отходов обогащения мокрой магнитной сепарации объединяет их использование в бетонных и асфальтобетонных смесях и в составе шихты при производстве керамического кирпича.
Проведенные промышленные испытания показали, что добавка в составе глинистой массы из отходов обогащения является не только отощающей, но и спекающей черепок кирпича, повышающей его прочность до марки не менее Ml50 и морозостойкость с Мр15 до Мр50.
Промышленные испытания асфальтобетона с минеральным порошком из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации доказали, что он обладает рядом технологических и физикомеханических свойств, обеспечивающих высокие качественные показатели.
Он превосходит по основным свойствам известняковый порошок: по плотности, набухаемости и битумоемкости. Его свойства особо выявлены по прочности асфальтобетона, которая превосходит прочность асфальтобетона, содержащего известняковый поро-
шок, до 56 %. Увеличение значений такой важнейшей характеристики как водостойкость асфальтобетона достигает 32 %, а набухание снижается в 2,7 раза.
Как подтвердили лабораторно-технологические испытания минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации введение его в цементную смесь в качестве заполнителя, снижает пустотность ее до 49% и увеличивая прочность бетона из-за лучшего сцепления цементного камня с поверхностью остроугольных зерен.
Установлено, что использование минерального порошка из отходов обогащения как мелкого заполнителя в бетоне повышает плотность бетона до 15% за счет уменьшения пустотности и позволяет снизить расход цемента до 20% включительно.
Введение отходов обогащения в состав цементной смеси при производстве растворов, пустотелых бетонных блоков и бетонных тротуарных плиток обеспечивает повышение плотности и прочности.
При испытании образцов тротуарной плитки с отходами обогащения в составе: цемент марки М500, гранитный отсев и отходы обогащения прочность при сжатии в возрасте 28 суток достигла 518-575 МПа, а морозостойкость возросла до F200 циклов.
При соотношении состава цементной смеси: цемент, отходы обогащения и щебень прочность при сжатии в возрасте 28 суток 393-395 МПа и морозостойкость- F200 циклов. Номенклатура производства строительных материалов из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации может быть расширена при продолжении изучения применительно к другим направлениям их потребления.
Отходы обогащения можно получить путем сгущения текущей пульпы или использования отходов, соскладированных в хвосто-хранилищах.
Для нужд кирпичного производства целесообразно использовать отходы из хвостохранилищ, так как для этого не требуется специальная дополнительная их подготовка. Введение минерального порошка из отходов обогащения в состав асфальтобетонной и бетонной смеси ограничивает дисперсность отходов величиной -0,071мм не менее 70% для первой и влажность не более 1% для обеих. Поэтому экономически обоснованно для этих целей использовать отходы текущего производства, тем боле, что в перспективе ГОКи повсеместно оснащаются сгустителями, позволяющими на 377
выходе получить пульпу подходящего фракционного состава и плотности. Т.е. эти отходы не потребуют классификации и доиз-мельчения. Необходимо лишь досушить ее до 1% влажности. Использование текущих отходов значительно сократит пополнение хвостохранилищ, что благотворно скажется на экологической обстановке.
Технология подготовки лежалых отходов из хвостохранилищ в зависимости от потребностей производства может включать помимо сушки классификацию и доизмельчение отходов обогащения мокрой магнитной сепарации. Это позволит выпускать качественный минеральный порошок в соответствии с требованиями ГОСТа Р 52129-2003 по гранулометрическому составу меньше 0,071 мм в количестве не менее 70% и влажностью не более 1%. Поэтому разработаны три схемы, охватывающие все возможные варианты переработки сырья.
Для сушки минерального сырья подойдут сушилки, использующие в качестве теплоносителя нагретые дымовые газы, воздух, например сушильный барабан типа СМЦ-428.2 производства Самарского завода «Строммашина».
Смонтированная установка на промплощадке предприятия обеспечивается отходами обогащения, которые из хвостохранили-ща доставляются автотранспортом. Данная установка может выпускать в год порядка 100-150 тыс. тонн.
С учетом обеспечения гранулометрического состава минерального порошка в соответствии с требованиями ГОСТа Р 521292003 во второй технологической схеме предусмотрен грохот типа ГНТ-51 Б.
С целью выпуска особо мелкодисперсного минерального порошка в третьем варианте рекомендована технология доизмельче-ния отходов обогащения в барабанной шаровой мельнице с непосредственной центральной разгрузкой М1III1-40-55.
Обычно при производстве минерального порошка из кондиционного известняка на выпуск'его производятся затраты на:
- геологические работы;
- добычу полезного ископаемого;
- переработку на фабрике;
сушку и помол известняка для получения минерального порошка.
Минеральный порошок из отходов обогащения производится путем сушки в сушильных барабанах и при необходимости классификации отходов с выделением крупных фракций более 0,14 мм.
Если отходы обогащения не перерабатываются (например, для нужд кирпичного производства), то затраты учитываются только по погрузке, транспортированию и складированию Их, так как затраты на транспортирование и хранение в хвостохранилищах отнесены в производство концентрата.
--------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дунаев В.А. предпосылки и проблемы утилизации техногенных минеральных отходов. Сборник II Международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах»,- Белгород, 2006.
Yermolovich E.A.
TECHNOLOGY OF PROCESSING OF IRON ORES ENRICHMENT WASTE, AS THE WAY OF STRUGGLE AGAINST THE SOURCE OF NEGATIVE ECOLOGICAL INFLUENCE The article suggests a technology of processing the magnetite ore tailings, which allows their disposal through mixing them into asphalt concrete and concrete batches and batches for the production of ceramic bricks.
Key words: mineral raw materials, environment, processing of enrichment waste
— Коротко об авторе --------------------------------------------------
Ермолович Е.А. - старший преподаватель кафедры инженерной геологии и гидрогеологии Белгородского государственного университета, е-шай: elena.ermolovich@mail.ru
А
