CC BY
39
Преимуществом этих вариантов является независимость основных добычных работ от золотодобычи.
3) Оставление золотосодержащих целиков при разработке основного полезного ископаемого с перемещением фронта горных работ и переходом экскаваторов на новую заходку. Отработка целиков производится гидромониторно-землесосными комплексами.
4) На обводненных месторождениях (по Г.А. Нурок - затопленный карьер) целесообразно производить опережающую отработку золотосодержащих залежей земснарядами или небольшими драгами. Этим достигается параллельное осушение месторождения, т.е. снижение затрат на дренажные работы. Направление отработки залежей принимается с учетом линий токов подземных водД. Отработка с применением сухоройного оборудования.
1) Оставление целиков при основных добычных работах, которые разрабатываются бульдозерами с транспортированием золотосодержащих песков на гидровашгерд и т. д., установленный в выработанном про-странс&паративная выемка основным добычным экскаватором золотосодержащих песков с последующим транспортированием на промывочные приборы. При такой схеме возможно использование комбинированного транййорятительные комплексы могут строиться для групп карьеров, чем достигается более качественный отбор золота и высокий коэффициент использования оборудования.
Возможно создание передвижного добычнообогатительного комплекса для разработки золотосодержащих залежей песчано-гравийных месторождений.
— Коротко об авторах --------------------------------------
Кучеров М.В. - аспирант, Московский государственный горный университет.
---------------------------------- © М.В. Маслова, Л.Г. Герасимова,
2004
УДК 622.004.82
М.В. Маслова, Л.Г. Герасимова
УТИЛИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТХОДОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Семинар № 1
Главным и безальтернативным направлением экономически устойчивого развития промышленных регионов является повышение эффективности использования минерально-сырьевых ресурсов. В промышленное производство вовлечены огромные массы сырья, и, в силу истощения эксплуатируемых ме-
сторождений, нелинейно растет объем отходов производства. Хвостохранилища не только выводят из хозяйственного оборота значительные площади земли, но и являются источником загрязнения воздушного и водного бассейна вредными для окружающей среды и здоровья человека компонентами.
При флотационном обогащении апатит-нефелиновой руды на горно-обогати-тельном предприятии «Апатит» пенный продукт нефелиновой флотации практически не перерабатывается, а в виде водной суспензии направляется в хвостохранилище. В последнее время хвосто-хранилище, достигнув критической массы, привлекает к себе все большее внимание, с одной стороны, как мощный источник загрязнения окружающей среды, с другой - как техногенное месторождение, содержащее значительные запасы ценных компонентов. В нефелиновых хвостах содержится 25 % нефелина, 4 % апатита, а также минералы титанит, эгирин, полевой шпат. Разработка и реализация простых и экономически оправданных технологий утилизации отходов производства с получением новых видов продукции позволит не только снизить неблагоприятное воздействие отходов на окружающую среду, но и поддерживать устойчивое развитие предприятия.
Предлагаемая авторами технологическая схема предполагает совмещение химических и обогатительных операций, направленное проведение которых позволяет получать дешевую
Принципиальная технологическая схема переработки хвостов нефелиновой флотации
и дефицитную продукцию, потребляемую в производстве лакокрасочных и строительных материалов, пластмасс, сорбенты, а также эффективные алюмокрем-ниевые коагулянты.
В основу новой технологической схемы положен принцип каскадных реакций, заключающийся в том, что в результате протекания серии последовательно-параллельных реакций, часть образующихся продуктов является компонентами следующих стадий.
Ниже приведены основные химические реакции, составляющие основу предлагаемой схемы: СМаК)2А12Оз28Ю2 + 4Ы2804 = (№К)2804 +
+А12(804)з+Ы28Юз+3Ы20
(1)
нефелин Са5(Р04)3Е+5Ы2Б04 =3Ы3Р04 + ЫР +
+5СаБ04 апатит
СаБіТЮ5 +2Ы2Б04 = ТЮБ04 + СаБ04 +
+БЮ2 + 2Ы20 (3)
титанит
В процессе сернокислотной обработки происходит постепенное выщелачивание компонентов в жидкую фазу с последующей конверсией их в новые соединения, которые самостоятельно или в совокупности с другими соединениями, являются товарными продуктами. Принципиальная технологическая схема переработки хвостов изображена на рисунке. При ее реализации могут быть получены такие продукты, как алюмокремниевый флокулянт-коагулянт, трифосфат алюминия, который используется в качестве структурирующей добавки в вододисперсионных красках, композиция, состоящая из ангидрида с фосфатом алюминия и оксидом железа или фосфата алюминия и кремнегеля. Состав композиций можно варьировать в широких пределах с учетом области их дальнейшего применения. Перечисленные композиции известны как нетоксичные антикоррозионные пигменты, широко используемые в раз-
(2)
№ по схеме Составные компоненты Область применения
Продукт I Коллоидный раствор алюминия и кремния Сгущение суспензий с тонко-дисперной твердой фазой. Очистка воды от масла, взвесей, железа и т.д.
Продукт II Кислый фосфат алюминия, кремнегель Антикоррозионные составы на органической и водной основах
Продукт III Гидрофосфат титана или его композиция с кремнегелем Сорбционная очистка жидких радиоактивных отходов
Продукт IV Сульфат кальция, аморфный кремнезем, диоксид титана Сухие строительные составы для побелки
Продукт V Титанит Для получения атмосферостойкого пигмента, для обмазки сварочных электродов
личных составах для защиты металлических и строительных конструкций.
Важным продуктом, который получается при осуществлении данной технологии, являются сорбционные материалы. Кольский полуостров относится к региону, где сосредоточено большое количество объектов, постоянно нарабатывающих радиоактивные отходы (атомная электростанция, атомный флот, военные объекты). Утилизация таких отходов - очень актуальная проблема, и возможность организации дешевого и эффективного сорбента для жидких радиоактивных отходов внесет существенный вклад в ее решение.
При соблюдении определенных условий взаимодействия фосфорной кислоты и титанита можно получать чистый фосфат титана или по-лифазный осадок, содержащий аморфный кремнезем и гидрофосфат титана. Они обладают высоким коэффициентом распределения и селективностью, успешно сорбируя 137С8 и 90Бг из низко- и среднесолевых систем (сорбционная способность -1.97-2.05 мг-экв/г). При этом происходит взаимная фиксация компонентов отходов в маловыщелачиваемые фосфатные фазы. В композиционном сорбенте инертный кремнезем служит ядром для оболочки, состоящей из активного сорбционного материала. При последующей термообработке они превращаются в устойчивую матрицу для иммобилизации радиоактивных отходов и могут служить альтернативой стеклоподобным матрицам.
Минералы, не вступающие в заданных условиях во взаимодействие с серной кислотой, раз-
деляются гидроклассификацией. Тяжелая фракция представлена минералами эгирина и полевых шпатов, в состав легкой фракции входит частично вскрытый титанит. Из последнего с помощью специальных измельчителей и в присутствии модификаторов получают тонкодисперсный порошок, обладающий стойкостью к атмосферным воздействиям и достаточно хорошей укрывисто-стью - 60-70 г/м2. Он используется в качестве атмосферостойкой пигментной добавки, успешно заменяя в рецептурах фасадных красок дорогостоящий традиционный пигмент - диоксид титана. Установка по осуществлению предлагаемой схемы утилизации апатито-нефели-новых хвостов не требует специального технологического оборудования. Она должна быть мобильной, чтобы быстро переоборудоваться на выпуск той или иной продукции в соответствии со спросом на рынке.
Предлагаемая научная разработка позволяет на 70 % сократить количество сбросов, что приведет к снижению нагрузки на экосистему. Остаток от переработки апатито-нефелиновых хвостов состоит из темноцветных минералов (эгирин, полевые шпаты), которые обладают низкой растворимостью и не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. Кроме того, выпуск и реализация дефицитной продукции внесет определенный вклад в экономику предприятия. Основные переделы технологической схемы защищены патентами.
В таблице приведены данные, характеризующие состав и области применения основных продуктов, получаемых при переработке хвостов.
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------------
Маслова Марина Владимировна - ст. научный сотрудник, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН, Апатиты Мурманской области.
Герасимова Лидия Георгиевна - ст. научный сотрудник, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН, Апатиты Мурманской области.
© М.В. Щекина, Е.С. Евдокимова, 2004
