Сточные воды обогатительных фабрик и проблемы очистки.

Сточные воды обогатительных фабрик по условиям технологического процесса содержат в своем составе твердые частицы различной крупности, а так же растворенные и взвешенные в воде химические вещества. Основными загрязнителями сточных вод обогатительных фабрик являются органические и неорганические флотационные реагенты, а так же продукты их взаимодействия с компонентами руды.

Для защиты окружающей среды от сточных вод обогатительных фабрик необходима организация оборотного водоснабжения технологических процессов обогащения. Это значит, что участвующие в этих процессах воды не должны сбрасываться за пределы предприятия, а возвращаются для повторного использования после очистки.

При этом сокращается так же и общее использование воды, которая идет лишь на восполнение её естественной убыли (испарение на хвостохранилище, впитывание в продукты обогащения).

Еще один немаловажный момент всего процесса оборота сточных вод обогатительных фабрик, состоит в снижении применения в технологических процессах обогащения особо токсичных (цианиды) или трудноизвлекаемых (фенол и прочее) веществ, а так же исключение попадания в воду масел и других жидкостей используемых для поддержания работоспособности оборудования.

Особенности сточных вод обогатительных фабрик.

Образующиеся в процесса обогащения различных руд производственные сточные воды можно разделить на две основные группы.

• Хвосты в виде пульпы. Это от 60 до 90% от общего объема всех сточных вод обогатительных фабрик. В них концентрируются нерудные компоненты в виде твердых частиц различного размера. Содержание твердой составляющей в хвостах находится в пределах 20…40%.
• Различные сливы, например от сгустителей концентратов. Эти воды представляют собой разжиженные пульпы, так же содержащие растворенные и диспергированные вещества, но в меньшей концентрации.

Важной характеристикой сочных вод обогатительных фабрик является величина pH. Этот параметр колеблется в пределах 8…12. Содержание ионов кальция и магния обуславливает жёсткость сочных вод обогатительных фабрик. Содержание ионов тяжёлых металлов в сочных водах обогатительных фабрик сравнительно невелико, тем не менее оно значительно превосходит регламентируемые предельные допустимые концентрации (ПДК).

Хвостовая пульпа поступает в хвостохранилище, представляющее собой специальное гидротехническое сооружение в виде большого открытого водоёма. Твердые частицы пульпы, по естественным воздействием силы тяжести опускаются на дно и происходит, так называемая «укладка хвостов». Жидкая составляющая хвостовой пульпы покидает хвостохранилище и направляется на повторное использование (оборотная вода). А в некоторых технологических процессах, к сожалению, сбрасывается за пределы обогатительной фабрики на окружающую территорию.

Осветление — очистка пульпы от грубодисперсных веществ.

Хвостовая пульпа обогатительных фабрик может содержать до 40% твердой составляющей. В хвостохранилищах под воздействием биологических факторов и под воздействием атмосферы протекают различные химические процессы.

В результате изменяется состав жидкой составляющей пульпы (снижается pH, уменьшается содержание тяжёлых металлов, сульфидов, цианидов, снижается окисляемость). Скорость отстаивания твердых частиц в хвостохранилищах зависит от степени их концентрации, температуры, pH среды и состава жидкости.

Для ускорения процессов отстаивания хвостовой пульпы на хвостохранилищах обогатительных фабрик применяют специальные реактивы — коагулянты. Как правило это известь, но так же сульфат железа (железный купорос), сульфат алюминия (сернокислый глинозём, сернокислый алюминий).

Для лучшего контакта с пульпой и перемешивания известковое молоко и растворы других коагулянтов рекомендуется добавлять в начале пульпопровода от обогатительной фабрики к хвостохранилищу.

Химическая очистка сточных вод обогатительных фабрик.

Помимо естественного отстаивания и осаждения, а так же осветления сточные воды обогатительной фабрики подвергаются химической очистке. Наибольшее распространение на обогатительных фабриках получили реагентные методы очистки, включающие применение гашённой и хлорной извести, гипохлорита кальция, жидкого хлора, железного купороса и т.д.

Химическая очистка сточных вод обогатительной фабрики требуется для нейтрализации вредного воздействия ионов тяжёлых металлов (меди, никеля, цинка, свинца, кадмия …). Химические реагенты вступают в контакт с ионами тяжелых металлов, образуя труднорастворимые в воде соединения.

Ценное свойство извести — способность переводить олеиновую кислоту, таловое масло и другие жирные кислоты в труднорастворимые соли кальция. Глубокая очистка сточных вод обогатительных фабрик от фтора достигается применением сульфата алюминия и гашённой извести.

Наиболее сложной при обработке сточных вод обогатительной фабрики является очистка от цианидов. В качестве реагента используется главным образом хлорная известь, а так же гипохлорит натрия или жидкий хлор. В результате такой очистки цианиды полностью разрушаются, а тяжёлые металлы осаждаются в виде труднорастворимых соединений.

На некоторых обогатительных фабриках очистку сточных вод от цианистых соединений производят сульфатом двухвалентного железа. Однако при этом образуется довольно большой объёмистый осадок, а кроме того не все цианиды подвергаются разрушению и остаётся риск вторичного образования ядовитого цианида. Этот метод считается значительно устаревшим.

Еще один метод очистки сточных вод обогатительной фабрики от цианидов состоит в использовании озона. Цианиды в щелочной среде окисляются озоном и затем разрушаются. По сравнению с обработкой хлором, при обработке озоном не требуется дальнейшее удаление остаточного «активного хлора», а сточная вода не содержит хлор-ионов. Но при этом необходимо учитывать, что сам озон весьма агрессивен и токсичен, а следовательно требует использования повышенных мер техники безопасности.

В случае сточных вод со значительным содержанием цианидов используется метод отгонки. Сточную воду обрабатывают серной кислотой, образующиеся пары синильной кислоты улавливаются, а остаточная вода доочищается «активным хлором». Отгонка применяется для обработки сравнительно ограниченных объемов сливов сгустителей концентратов, при обогащении полиметаллических руд. Особенно эффективен метод отгонки на золотоизвлекательных фабриках.

Так же сточные воды обогатительных фабрик со значительным содержанием цианидов можно обрабатывать электрохимическим способом. При электролизе цианиды окисляются.

Значительная часть ксантогенатов, дитиофосфатов и сульфидов содержащихся в сточных водах обогатительных фабрик осаждается «активным хлором». Используется хлорная известь. Обработку необходимо производить в специальной реакционной камере, снабжённой перемешивающим устройством (мешалкой). Операция внесения хлорной извести упрощается если раствор направляется непосредственно в зумпф, в который поступает сточная вода. После пятиминутного перемешивания сточная вода направляется в отстойник, осветлительны пруд или к хвостохранилищу.

В основе очистки сточных вод обогатительных фабрик от мышьяка так же лежит обработка известью с дополнительными реагентами (гидрооксид железа). К сожалению в результате применения таких методов очистки сточных вод обогатительных фабрик от мышьяка образуются мышьякосодержащие отходы. Извлечение мышьяка из таких отходов является экономически не целесообразным, поэтому они подлежат захоронению в специальных контейнерах.

Сточных вод технологических процессов некоторых обогатительных фабрик, например вольфрамо-молибденовых, могут содержать значительное количество нефтепродуктов (керосин, машинное масло …). К сожалению известные механические, химические и биохимические методы очистки таких сточных вод оказываются малоэффективными. И задача эффективной и экономически оправданной глубокой очистки больших объёмов сточных вод обогатительных фабрик от нефтепродуктов находится в поиске решения.

Баланс воды по фабрике. Водно-шламовые схемы

Технологический комплекс обогатительного предприятия. Классификация водно-шламовых схем и факторы, влияющие на степень их сложности. Водно-шламовые схемы для коксующихся и энергетических углей. Накопление шламов при многократном использовании воды.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	лекция
Язык	русский
Дата добавления	28.08.2013
Размер файла	149,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

При обогащении полезных ископаемых расходуется около 0.3м3/т свежей технической воды. Общий расход воды — 3-5м3/т минерального сырья. Вода, проходя технологический цикл, насыщается мельчайшими частицами твердого, минеральными солями и различными органическими веществами, применяемыми при обогащении и экстрагируемыми из твердой фазы.

Перед повторным использованием вода очищается путем удаления механических примесей — шлама. Свежая вода из внешних источников при замкнутой системе водоснабжения должна набираться в количестве, необходимом для восполнения ее потерь с продуктами обогащения, испарения при сушке и с поверхности наружных очистных сооружений.

Рассмотрим ОФ, например, обогащающую угли, в виде блоков (рис. 20.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. приняты следующие обозначения: Wр/у — количество воды, поступающее с рядовым углем, Wдоп — количество свежей технической воды, подаваемой в процесс дополнительно, Wкп — количество воды, уходящей из процесса с конечными продуктами (потери воды), Wул — количество воды из узла улавливания шлама (сливы или сгущенные продукты сгустительных аппаратов), Wосв — количество осветленной воды из узла переработки шлама (фильтрат, слив после сгущения отходов), Wоб — количество оборотной воды, используемой в процессе многократно.

Количество воды, необходимой для ведения технологических процессов обогащения, составляет:

Wнеобх = Wp/y + Wдоп + Wоб .

Оборотная вода складывается из потоков, возвращающихся из узлов улавливания и переработки шлама:

Woбор = Wocв + Wyл .

Для сохранения природной среды необходимо, чтобы количество добавляемой технической воды восполняло ее потери с конечными продуктами обогащения:

Существует два способа реализации оборотного водоснабжения — через наружные хвостохранилища (отстойники) и внутрифабричный водооборот. В проектах наружные хвостохранилища (илонакопители) не принимаются. Но многие действующие предприятия имеют илонакопители и шламовые бассейны. Общая вместимость наружных очистных сооружений в горной перерабатывающей отрасли по Украине составляет порядка 3 млн. м3.

Выпуск необогащенного шлама в отстойники свидетельствует о несовершенстве технологического процесса и в первую очередь — водно-шламовой схемы (ВШС). Но если шлам и обогащается, то большинство предприятий доводят до транспортабельного состояния лишь концентраты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 — ячейки, 2 — мостовой кран, 3 — площадка для естественного обезвоживания, 4 — дамба

Для аварийных сбросов шламовых вод и случайных просыпей и переливов на предприятиях устраивают шламовые бассейны (рис. 20.2).

Шламовый бассейн, например ЦОФ Чумаковская (рис. 20.2) представляет собой железобетонную наземную емкость с размерами: длина 100м, ширина 35м, глубина 3.5м. Бассейн перегорожен дамбой на 2 части, имеется мостовой кран для вычистки шлама и площадки для естественного обезвоживания осадка. Ячейки заполняются поочередно, осветленная вода возвращается в систему фабрики.

Схема впуска и выхода воды из хвостохранилища представлена на рис. 20.3.

Хвостохранилища, так же как и шламовые бассейны, являются источниками загрязнения окружающей среды. Дренирование через их дно и стенки приводит к повышенной минерализации и загрязнению органическими соединениями подпочвенных пресных вод. Бывают случаи разрушения плотин и затопления нижележащих территорий, особенно в период весенних паводков и ливней.

Размещено на http://www.allbest.ru/

обогатительный фабрика вода шлам

Процессы очистки воды от твердых включений — водно-шламовые процессы — занимают все больший удельный вес в технологии переработки угля. Это обусловлено развитием механизации добычных работ и переходом на валовую выемку горной массы. Содержание классов менее 0.5мм достигает в рядовых углях 30%. Засорение угля минеральными примесями (в том числе размокаемой породой) вызывает необходимость одновременно с очисткой воды обогащать шлам. Одним из наиболее эффективных промышленных способов обогащения шламов является флотация. В последнее время для обогащения зернистой части шламов применяется гравитационное обогащение в потоке, текущем по наклонной плоскости — в винтовых сепараторах или шлюзах.

Совокупность машин, аппаратов и устройств, соединенных между собой коммуникациями для шламовых вод и продуктов разделения, представляет собой водно-шламовую систему (схему).

Водно-шламовые системы (ВШС) предназначены для: 1)обработки шламовой воды с целью улавливания из нее и обогащения угольной мелочи, 2) обеспечения водой технологических процессов, 3) сокращения расхода воды из наружных источников, 4) предотвращения сброса промышленных стоков за пределы фабрики.

В рудной практике применяется двухстадиальное осветление воды. Например, для железных руд — хвосты магнитного обогащения на 1 стадии сгущаются в наружных отстойниках. Вода возвращается в оборот, а сгущенный продукт поступает в хвостохранилище. Из него осветленная вода также возвращается в оборот. Так как удельный вес твердой фазы руд значительный, тонкие частицы твердого оседают быстро. Оборотная вода содержит малое количество твердого, поэтому твердая фаза в ней за счет циркуляции практически не накапливается.

Иначе происходит на углеобогатительных фабриках. Здесь ВШС различаются по количеству потоков, направляемых на регенерацию воды, и по количеству стадий обработки каждого потока. В однопоточных схемах все подрешетные воды гравитационного отделения направляются на регенерацию оборотной воды. Однопоточные схемы делятся на одностадиальные, двухстадиальные (рис. 21.1) и комбинированные (рис. 21.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

В одностадиальной схеме весь поток обрабатывается в одну стадию (см. рис. 21.1, а), которая предполагает только сгущение потока или только обогащение твердой фазы, например флотацией. Такие схемы используются на предприятиях небольшой производительности, на обогатительных установках при шахтах.

В двухстадиальной схеме (см. рис. 21.1, б) поток подвергается сгущению или классификации (I стадия) и дальнейшему раздельному обогащению (II стадия) продуктов первой стадии обработки (улавливания) шлама с последующим их обезвоживанием и осветлением оборотной воды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В комбинированной схеме часть потока подрешетных вод гравитационного отделения обрабатывается в одну стадию, а часть — в две (рис. 21.2).

Двухпоточные ВШС предполагают раздельную обработку первичного (шламы рядового угля) и вторичного шлама (частично обогащенного), который имеет более низкую зольность по сравнению с первичным. Эти схемы по построению более сложные, чем однопоточные и требуют большего количества оборудования.

Факторы, влияющие на степень сложности построения ВШС:

1. Эффективность извлечения шлама в надрешетные продукты (осадок) в операциях, после которых шламовая вода поступает в ВШС.

2. Назначение товарной продукции ЦОФ, минеральный и гранулометрический состав шлама.

3. Эффективность извлечения шлама и продуктов его разделения в обезвоженные продукты ВШС (или в конечные продукты).

4. Расход воды для технологических процессов.

5. Если на фабрике есть флотация — содержание зерен более 0.5мм в шламовой воде.

Вода поступает в ВШС из операций обесшламливания рядового угля, обезвоживания продуктов гравитационного обогащения, регенерации магнетитовой суспензии. При различной глубине обогащения углей коксующихся и энергетических применяют различные ВШС. Один из вариантов построения водно-шламовой схемы для обогащения коксующихся углей представлен на рис. 21.3.

Коксующиеся угли обогащаются обычно до 0 мм без выделения отсевов. Зернистый шлам (0,5-3 мм), получаемый в операции контроля крупности подрешетных вод гравитации, может присаживаться к концентрату после обезвоживания на грохотах при условии выполнения требований к зольности товарного концентрата. Если зольность этого класса высокая, то применяют его обогащение в винтовых сепараторах с последующим обезвоживанием продуктов.

В последнее время часто до 0 мм обогащаются и энергетические угли. При обогащении малоценных углей для энергетических целей с золой концентрата 16-22% выпускаются отсевы, ОФ работают без флотации.

В результате многократного использования больших количеств воды в технологических процессах и неполного вывода тонкодисперсных частиц из замкнутых циклов происходит накопление шламов в системе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Шлам углеобогатительных фабрик делится на зернистый (более 45 мкм) и тонкий (менее 45 мкм). Зернистый шлам относительно легко обогащается, осаждается и обезвоживается. Тонкий шлам труден для обработки, повышает вязкость оборотной воды, затрудняет гравитационное обогащение, обезвоживание.

Источником образования шламов является дробление, измельчение и истирание угля в процессе добычи, транспортирования, обогащения и размокания в воде глинистых компонентов. Шламообразование зависит от твердости угля и размокаемости пород, от применяемых схем обогащения и обработки шлама.

Оборотная вода, содержащая шлам, приобретает новые свойства по сравнению с чистой технической водой — из-за насыщения тонкими глинистыми частицами ее вязкость повышается. Это приводит к резкому снижению скорости осаждения частиц в воде.

С увеличением вязкости и плотности оборотной воды снижается эффективность разделения мелких частиц и повышается нижний предел эффективно обогащаемых зерен. При значительном содержании твердого в воде в классифицирующих устройствах не осаждаются частицы угля крупностью 0.5 и даже 1 мм. Поступая на флотацию, эти зерна теряются в отходах.

Возрастание вязкости оборотной воды начинается с содержания твердого в ней 50 кг/м3 для глинистых шламов и 80 кг/м3 для менее глинистых. Именно эти значения приняты в качестве нормативных для оборотной воды. Задачу улавливания твердой фазы и поддержания необходимого содержания твердого в оборотной воде и решают системы осветления или регенерации воды — водно-шламовые системы.

Установлено, что дополнительное шламообразование зависит от циркуляции продуктов и количества зернистого шлама, поступающего в систему, от физических свойств углей и сопутствующих пород. Управляемым фактором является циркуляция потоков, которая зависит от построения замкнутой ВШС. Чем меньше циркуляция потоков в системе, тем меньше накопление шлама в оборотной воде.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Задачи обработки воды и типология примесей. Методы, технологические процессы и сооружения для очистки воды, классификация основных технологических схем. Основные критерии для выбора технологической схемы и состава сооружений для подготовки питьевой воды.

реферат [1,2 M], добавлен 09.03.2011

Современные направления в развития измельчения. Характеристика сырья Шатыркульской группы месторождения. Обогащение и гидрометаллургическая обработка руд. Разделительный процесс и оборудования при измельчении. Расчет водно-шламовой схемы, баланс воды.

курсовая работа [117,9 K], добавлен 28.05.2014

Номенклатура и характеристики выпускаемых водно-дисперсионных лакокрасочных материалов (ВДЛКМ), предназначенных для наружной и внутренней отделки и защиты зданий и сооружений. Технологический процесс создания этого рода продукции. Контроль качества.

курсовая работа [44,8 K], добавлен 13.11.2013

Установление возможности проведения водно-тепловой обработки высококоцентрированных замесов из экструдированного зерна. Влияние степени дисперсности помола на технологические показатели осахаренного зернового сусла. Анализ способов диспергирования сырья.

дипломная работа [190,7 K], добавлен 19.05.2011

Минеральные воды как растворы, содержащие различные минеральные соли, органические вещества и газы, анализ основных видов. Общая характеристика схемы комплекса технологического оборудования «Аква» для подготовки и фасования питьевой негазированной воды.

презентация [1,2 M], добавлен 08.04.2015