CC BY
69
----------------------------------------- © А.Ф. Еналдиев, В.И. Голик,
2004
УДК 504.55.054:662.470.6 А.Ф. Еналдиев, В.И. Голик
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ ПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Семинар № 7
£^ точные воды промышленного комплекса — это дренируемые верхним слоем литосферы водные системы, содержащие растворенные металлы, органические и химические соединения, а также минеральные взвеси. Например, средний рудник сбрасывает на рельеф около 1000 м3/ч сточных вод с высокой степенью минерализации. При разработке месторождений в России ежегодно образуется 2,5 млрд км3 дренажных шахтных и шламовых вод, загрязненных хлоридными и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди.
В водные объекты только Урала ежегодно сбрасывается около 1 млн м3 загрязненных стоков без очистки. Здесь отмечено загрязнение цинком до 75 ПДК, медью — до 43 ПДК, обнаружены хлорорганические пестициды (до 0,684 мг/дм3). Максимальная концентрация меди в р. Блява достигает 1300, цинка 490 ПДК. Ежегодно, только в цветной металлургии России, потребляется около 1200 млн м3 пресной воды. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, флотореагентами, солями тяжелых металлов, мышьяком, фтором, ртутью, сурьмой, сульфатами, хлоридами и т.д. Расход воды при обогащении руд составляет от 100 до 1000 м3/ч. Потребление и загрязнение воды горнодобывающими предприятиями доходит до 10 м3 на 1 т добытого полезного ископаемого. Для технологических целей расходуется пресная вода. В то же время объекты выдают на поверхность сотни и тысячи кубических метров загрязненной ВОДЫ (рис. 1). изв 2,51
Депрессионная воронка рудников оказывает влияние на территорию, в десятки раз пре-
Рис. 1. Величина индекса загрязненности воды в р.Ардон (РСО-Алания) в 1993-1998 г. г.: 1 — с.. Мизур (выше); 2 — с. Мизур (ниже); 3 — г. Ардон (выше); 4 — г. Ардон (ниже)
вышающую площадь горного отвода. Количество вод, удаляемых из рудников, зависит от гидрогеологических условий месторождения и масштаба предприятия и составляет 2-3 тыс. м3/сут. и более.
На обогатительной фабрике ТВМК (Кабардино-Балкарская республика) технологическая схема подготовки руд включает крупное дробление на промплощадках рудника и карьера и подачу руды крупностью — 350 мм на обогатительную фабрику. После дробления руду измельчают в мельницах МШР-3200х03100 и с помощью водных потоков доставляют на флотационное обогащение. Крупность готового продукта измельчения, подаваемого на флотацию, составляла 60-62 % класса — 0,074 мм. Отвальные хвосты обогащения по трубопроводу перекачивают в хвостохранилище.
Усовершенствованная схема подготовки на ОФ ТГМК предусматривает самоизмельчение руды в мельницах «Каскад» до диаметра 7 мм с измельчением крупнозернистой фракции до 62 % — 0,074 мм. Подача готового продукта из корпуса самоизмельчения на флотацию осуществляется потоком воды. Трасса гидротранспорта состоит из 2 трубопроводов диаметром 630 мм, протяженностью 1750 м.
Обе технологические схемы связаны с расходом большого количества воды и загрязнением р. Баксан.
Корректировку влияния стоков на водный режим района осуществляют только на технологически прогрессивных предприятиях.
1,5
[■В
1993 1994 1995 1996 1997 1998
□ 1 □ 2
Рис. 2. Электровакуумная установка для улавливания растворов: 1 — вакуумный бак, 2 — насос, 3 — электродвигатель, 4 — всасывающие трубопроводы; 5 - нагнетательный трубопровод, датчики: 6 — протока, 7 — уровней, 8 — коллектор
На урановом руднике (г. Лермонтов) продуктивные растворы с уровня депрессионной воронки улавливали электровакуумными установками производительностью 40-50 м3/ч и глубиной всасывания 6,5 м (рис. 2). Создаваемые с их помощью депрессионные воронки с понижением уровня до 0,5 м исключали растекание растворов.
При выборе технологических схем и устройств для очистки стоков горнопромышленного комплекса используют принцип дифференциации, основным критерием которого служит тип полезного ископаемого. Например, воды нефтепромыслов на 90-98 % состоят из высокоминерализованных компонентов. Такие стоки даже после их очистки от нефти и механических примесей не могут сбрасываться в поверхностные водоемы и подлежат обратной закачке в продуктивные горизонты.
Очищенные шахтные и карьерные воды цветной металлургии используют на производственные нужды самого предприятия (тушение отвалов, приготовление гидрозакладки, борьбу
с пылью, обогащение полезных ископаемых и т.п.).
На урановых рудниках, чтобы предупредить поступление подземных вод в гидросферу, изолируют поверхностные водотоки и водоемы от горных выработок. В водонасыщенных породах осуществляют специальные методы проходки выработок, применяют системы разработки, обеспечивающие сохранность пород от разрушения. Сбрасываемые воды транспортируют к местам очистки по лоткам и трубопроводам.
Там, где осушение не только понижает уровень вод, но и приводит к выщелачиванию металлов, процессом формирования состава рудничных вод управляют инженерными методами, в том числе:
— защитный дренаж-откачка поступающих к руднику загрязненных вод;
— химическое подавление растворимости радионуклидов повышением pH среды;
— раздельный сбор и откачка загрязненных и чистых вод.
Специальные требования предъявляются к водам горно-обогатительных комбинатов черной металлургии. Например, Лебединский ГОК является крупнейшим потребителем воды в регионе. Расход технической и технологической воды достигает 700 млн м, в том числе оборотной воды 98,8 %. Чистой воды из Старооскольского водохранилища было взято всего 2,2 млн м3. При осушении Лебединского месторождения ежегодно откачивается около 60 млн. м воды, которая используется в технологических процессах Лебединского ГОКа и на нужды комбината «КМА руда». Техническая и технологическая оборотная вода применяется в технологии производства окатышей, концентратов и при разработке рыхлой вскрыши в карьере способом гидромеханизации. Питьевая вода расходуется только на компенсацию потерь воды в хвостохранилище.
Проблема нейтрализации загрязнения гидросферы промышленными стоками универсальна и решается на развитых предприятиях с использованием с временных технологических процессов.
— Коротко об авторах --------------------------------
Еналдиев А.Ф. - аспирант, СКГТУ.
Голик В.И. - доктор технических наук, профессор, СКГТУ.
