Безотходная переработка природно-техногенных месторождений мобильными технологическими комплексами
В.Н Анисимов, президент НПЦ «Экоресурсы»
Серьёзные проблемы, вставшие перед страной в результате смены c 1990-х гг. общественно-экономической формации, приобрели крайнюю остроту, особенно в последние годы. Спад и разразившийся кризис естественным образом отодвинули на второй план решение возникающих и всё более обостряющихся геоэкологических проблем при добыче и переработке минеральных ресурсов.
Однако стремление сохранить устойчивую положительную динамику развития отечественной экономики начала века, в основе которой, конечно же, лежит резко возросший мировой спрос на все виды природных ресурсов, заставляет напрямую увязывать задачи ресурсосбережения и возрождения страны. Особенно это относится к минеральному сырью.
Вовлечение в хозяйственный оборот отходов химической, угольной, горнорудной, металлургической, нефтегазовой отраслей промышленности, образующихся в результате производственной деятельности этих комплексов и составляющих природно-техногенные месторождения – остается крупной народно-хозяйственной задачей.
Современное состояние использования отходов и техногенного сырья
На территории России в отвалах, шламохранилищах и хвостохранилищах горно-металлургических комплексов только на начало 2000 г. находилось более 80 млрд.т твёрдых и 1.1 млрд.т экологически опасных отходов. В последние пятилетки в СССР ежегодно складировались в отвалах 2 млрд.м3 вскрышных пород, 100 млн. т шлаковых зол, 140 млн.т пыли. По имеющимся данным, сегодня в нашей стране ежегодно поступает в отвалы около 15 млн.т шлаков, а используется из них не более 25–30%.
Анализ использования отходов как в качестве вторичного сырья, так и для получения конечной продукции показывает, что после 2000 г. в России отходов I класса опасности переработано только 7.4%, II класса – 26.8%, III класса – 9.5%, IV класса – 17.8%. Проблемы переработки отходов вышли за рамки отдельных регионов и переросли в международные социально-экономические и геоэкологические.
На предприятиях химической и металлургической отраслей промышленности реализация рациональных современных подходов к управлению невозможна без комплексного использования имеющихся ресурсов, без разработки и внедрения малоотходных и безотходных технологий. По этому пути уже давно и всё более активно идут промышленно развитые страны. В таких государствах как США, Германия, Япония доля вторичного сырья в производстве чугуна составляет 40%, стали – 65%, меди – от 20 до 45%, в производстве бумаги – 26%, картона – до 44%. Ведётся постоянная работа по совершенствованию технологий вовлечения в производственный оборот соответствующих отходов.
Сегодня масштабные геоэкологические проблемы обнажились в стратегически важных регионах России: в Центральном индустриальном (КМА), в Северо-Западном, на Урале, в Западной Сибири, Дальнем Востоке и Камчатке. Негативное влияние на окружающую среду в течение многих лет оказывает комплекс нефтедобычи и транспортировки нефти.
В горно-заводской зоне Урала (Челябинская, Свердловская области) эксплуатация золото- и меднорудных месторождений началась более двух веков назад с применением токсичной ртути (г. Карабаш – пример района глобальной геоэкологической катастрофы по шкале МЧС).
Железорудные месторождения начали эксплуатироваться с нарастающей интенсивностью более полувека назад с выбросом значительного количества силикозоопасной кварцевой пыли и радионуклидов, других элементов-токсикантов, образующихся в процессах горно-металлургического производства. В результате КМА отнесен к районам геоэкологического бедствия по шкале МЧС [1].
Функционирование отрасли привело к формированию обширных, часто смыкающихся друг с другом зон техногенного воздействия, экологически опасного для живущего в этих регионах населения и в целом для природной среды. Всвязи с этим, крайне остро обозначилась в последние годы задача локализации и нейтрализации техногенных и природно-техногенных объектов особо насыщенных вредными веществами (ртуть, радионуклиды, нефтепродукты и т.д.). К таким объектам относятся хвостохранилища, шламохранилища и отвалы.
Общее количество накопленных хвостов, например, только на ГОКах КМА превышает 320 000 тыс.т. Вместе с немагнитными фракциями (гематитом) в шламохранилища сбрасываются золото, уран и редкоземельные элементы. По данным ГП «Невскгеология» в хвостохранилища только Михайловского ГОКа ежегодно в течение 30 лет выносится не менее 1.5 т золота и 2т урана. В целом прогнозные ресурсы золота, накапливающегося в текущих отходах четырех ГОКов, составляют не менее 3 т/год при валовом содержании 0.5–0.6 г/т, а по данным исследований Тульского филиала ЦНИГРИ, выполненных ещё в1977–1979 гг. на Лебединском, Михайловском ГОКах и на обогатительной фабрике шахты им. Губкина в укрупнённых пробах, отобранных из устья пульпопроводов содержание золота составляет в пределах 0.2–9 г/т.
Эти проблемы характерны также для деятельности угледобывающей промышленности, сопровождающейся образованием больших территорий отвалов и шламохранилищ Подмосковного, Кузнецкого, Ростовского и Дальневосточного угольных бассейнов.
Теплоэнергетика и ТВУТ
На фоне динамичного развития мировой энергетики проблема удовлетворения растущего спроса на энергоносители становится все актуальней. Несмотря на активизацию вовлечения в энергобаланс новых источников энергии, основой мировой энергетики в XXI в. останется ископаемое органическое топливо – в первую очередь нефть, газ и уголь.
Для многих государств задача создания высокоэффективных топлив на основе угля приобрела особую значимость Перевод части ТЭС и котельных на сжигание эффективных, экологически чистых топлив на основе глубоко переработанных угольных шламов позволит не только повысить конкурентоспособность угля и увеличить его долю в энергогенерации страны, но и интенсифицировать развитие угольной энергетики и в целом укрепить энергетическую безопасность России. Наряду с этим новые виды топлив могут стать весомой статьей экспорта продукции передовых российских технологий и способствовать выходу страны на мировой рынок альтернативных источников энергии. Одним из них является тонкодисперсное (суспензионное) водо-угольное топливо (ТВУТ), которое представляет дисперсную систему, состоящую из тонкоизмельченного угля, воды и реагента-пластификатора, в соотношениях: уголь (кл. 0–50 мкм) – 59–70%, вода – 29–40%, реагент-пластификатор – 1%. ТВУТ обладает всеми технологическими свойствами жидкого топлива и характеризуется температурой воспламенения – 450–650°C, горения – 950–1050°С.
Применение ТВУТ предоставляет реальную возможность замены не только сырого, т.н. «грязного», угля и малоэффективных методов его сжигания в слоевых топках, но и дефицитных жидких и газообразных видов топлива. Особенно остра эта проблема для угольных регионов России, где в гидроотвалах и отстойниках скапливается большое количество угля разного фракционного состава, который может быть доведен до ТВУТ.
Перевод шламов в транспортабельное и технологически удобное суспензионное ТВУТ позволит получить существенный экономический эффект и ослабить отрицательную нагрузку на экологию промышленных регионов.
По сравнению с другими видами топлива ТВУТ имеет следующие преимущества:
- технологические: перевод теплогенерирующих установок на сжигание ТВУТ не требует существенных изменений конструкций теплоагрегатов; простота механизации и автоматизации процессов приема, подачи и сжигания;
- экологические: экологическая безопасность на всех стадиях производства, транспортирования и использования; количество вредных выбросов в атмосферу (пыли, оксидов азота, бенз(а)пирена, диоксида серы) снижается в 1.5–5 раз; создаются условия эффективного использования образующейся летучей золы;
- экономические: снижение стоимости 1 т топлива в 3 раза и более; на 15–30 % –эксплуатационных затрат на хранение, транспортирование и сжигание; на 30–40% – капитальных затрат при переводе ТЭС, ГРЭС и цементных печей с природного газа и мазута на ТВУТ; срок окупаемости затрат на перевод электрогенерации на ТВУТ – 1–2.5 года.
Однако существующие опытные установки для приготовления традиционного ТВУТ обладают рядом существенных недостатков. Основной – в том, что применяемое дробильно-измечительное оборудование не обеспечивает необходимого тонкодисперсного измельчения (до 1–0.1 мкм) для получения качественного состава не расслаивающейся гидросмеси.
Требуемый уровень качества ТВУТ можно достичь с применением разработанного нами автономного, мобильного технологического комплекса, состоящего из роторной гидравлической кавитационной мельницы, полочных гидроклассификаторов и концентраторов и других узлов для обработки и сгущения пульпы.
В целом эта цепь аппаратов представляет собой новый, не имеющий аналогов, автономный мобильный технологический комплекс широкого спектра применения. Технологический комплект аппаратов обеспечивает возможность приготовления ТВУТ из углей различных марок и угольных шламов, в том числе с одновременным и предварительным обогащением и обезвоживанием до заданной влажности, а также с использованием дополнительных ингредиентов и реагентов-пластификаторов.
Концепция и пути ее реализации
В настоящее время определились следующие направления создания безотходных (или малоотходных) производств: - разработка принципиально новых технологических схем и методов промышленного производства, исключающих выброс отходов в окружающую среду;
- создание замкнутых технологических схем с многократным использованием воды и технологических газов;
- создание системы переработки отходов производства, которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы, с организацией крупных региональных территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой потоков сырья для глубокой переработки.
Работа над последним направлением началась ещё в СССР и заняла более двух десятков лет. В результате удалось не только сформулировать новую концепцию глубокой безотходной переработки техногенных месторождений, но и разработать методы и технические средства ее реализации. Предлагаемый в настоящее время технологический комплекс, сегодня включает проверенное на практике уникальное, не имеющее мировых аналогов оборудование.
Убеждены, что пришло время централизованной реализации и тиражирования технологии глубокой безотходной разработки природно-техногенных месторождений автономными мобильными комплексами с извлечением всех полезных компонентов и захоронением (консервацией) вредных компонентов (элементов-токсикантов) с последующей рекультивацией и возвращением в хозяйственный оборот освобожденных от них территорий.
Методика проектирования комплексов позволяет адаптировать технологию глубокой безотходной переработки к условиям практически любого известного техногенного месторождения, включая глубокую переработку шламохранилищ углеобогатительных фабрик с целью производства тонкодисперного водоугольного и брикетированного топлива, строительных материалов и удобрений, а также их использования в цементной промышленности при производстве мелоглинистого шлама и много другой продукции.
Реализация концепции глубокой переработки рассмотрена на примере техногенных месторождений КМА.
В процессе оценки геоэкологического состояния Оскольского рудного района КМА был изучен химический состав хвостов обогащения железистых кварцитов Коробковского месторождения. Эколого-геохимическая характеристика хвостов обогащения железистых кварцитов КМА представлены в табл. 1. Полученные данные сопоставлены со средними содержаниями химических элементов в литосфере и список вышекларковых элементов (в порядке уменьшения коэффициентов концентрации). Сравнение химического состава железистых кварцитов и хвостов обогащения показало, что в последних происходит избирательная концентрация Mn в 11 раз, Au в 8, TR в 7, P в 6.9, Ni в 4.5, Zn в 3.7, Li в 3, Ag в 2.5, Cu в 2.3, Ge в 1.3 раза; а также петрогенных элементов Si, AL, Mg и Ca. Вместе с тем подобное избирательное накопление только иногда может достигнуть опасного экологического уровня. В первую очередь, это относится к цинку, валовая концентрация которого в хвостах обогащения может в 2 раза превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК).
Что касается естественных радионуклидов, то сравнительный анализ их распределения в хвостах обогащения и исходных железистых кварцитах показал, что хвосты обеднены торием (Th) в 3.5 раза, ураном (U) в 1.3 раза, т.е. эти радионуклиды «обогащают» железорудный концентрат и следуют далее по технологической цепочке вплоть до металлургического передела. В химическом составе угольных шламохранилищ присутствуют аналогичные элементы с различным их содержанием, зависящим от генезиса месторождений.
ГП «Невскгеология», региональным отделением КМА Академии Горных наук, НПЦ «Экоресурсы» в числе предложенных мероприятий по снижению техногенных воздействий на окружающую среду, возникающих в процессах горно-металлургического производства, выполнен ряд НИРпо установлению масштабов загрязнений и разработаны предложения по технике и технологии очистки загрязнённых территорий от элементовтоксикантов, в том числе радионуклидов [1, 2]. В результате исследований для решения острейшей проблемы очистки территорий от техногенных загрязнений и попутного извлечения полезных и токсичных компонентов предложена технология отработки техногенных и природно-техногенных месторождений с помощью мобильных технологических комплексов на базе оригинальных технических решений (рис. 1).
Рис. 1 Схема цепи аппаратов автономного мобильного технологического комплекса по переработке и утилизации
техногенных и природнотехногенных месторождений
Технологический комплекс предназначен для глубокой переработки техногенного сырья с извлечением полезных компонентов (золота, платины, палладия, серебра; немагнитных железа-гематитов и др.) и удаление вредных примесей (ртутьсодержащих и тяжелых металлов, радионуклидов) из хвостов обогатительных фабрик предприятий цветной и черной металлургии. Все эти компоненты и обезметаленные отходы (хвосты) представляют собой достаточно ценную продукцию для металлургической, строительной, частично ювелирной и других отраслей промышленности и экономики в целом (рис. 2).
Рис. 2 Технологическая схема комплекса оборудования по глубокой переработке и утилизации техногенных отходов: хвостов, эфелей ОФ, ЗИФ, шламохранилищ углеобогатительных фабрик
Таким образом, предлагаемая технология переработки техногенных отходов (хвостов обогащения, эфелей, шламохранилищ) позволяет обеспечить устранение и захоронение вредных примесей, в том числе и в подземных выработанных пространствах после предварительного их сгущения, что также обеспечивается техническими средствами, входящими в состав комплекса. Предлагаемая технология обеспечивает рентабельное и практически экологически чистое и безотходное производство с существенно меньшей себестоимостью основной продукции действующих горно-обогатительных предприятий цветной и черной металлургии России.
Возможность реализации этого резерва снижения себестоимости основной продукции ГОКов, ГМК и угледобывающих предприятий с одновременным устранением и обезвреживанием токсичных примесей из хвостов обогащения (эфелей) связана с использованием важнейшего принципа построения экотехнологии горного производства – замкнутого цикла обращения вещества.
Структура технологического комплекса
Мобильный технологический комплекс состоит из трех основных принципиально новых устройств (см. рис. 1): роторной гидравлической (гидродинамической) мельницы (РГДМ) (8), полочного многопродуктового гидроклассификатора (МГК) (9) и центробежных концентраторов (КЦ) (11).
Гидродинамическая мельница (МГД) представляет собой разновидность роторной гидравлической кавитационной мельницы, предназначенной для тонкого измельчения различных материалов любой прочности и абразивности. Мельница может обеспечивать измельчение зернистого материала до размера 0.1мкм (характерная особенность – чем тоньше требуется измельчить исходный материал, тем эффективнее работает гидродинамическая мельница), а также для смешивания различных жидкостей, жидкостей с газом и твердыми материалами.
Опытно-промышленные испытания мельницы производительностью ~100т/ч подтвердили высокую эффективность измельчения. Вместе с тем потребовалось повысить износостойкость узлов мельницы. Эта задача решена методом электроимпульсного упрочнения рабочих поверхностей мельницы и применением специальных полимерных и металлических нанопорошковых материалов.
Технико-экономическое сравнение роторной гидравлической кавитационной мельницы (РГДМ) с серийно выпускаемыми отечественными и зарубежными вибро-шаровыми мельницами свидетельствует о том, что роторная гидравлическая мельница при одной и той же степени измельчения почти в пять раз меньше потребляет энергии в расчете на 1 т исходного материала. Ее масса в 30–90 раз, а размеры в 7–10 раз меньше, чем у наилучших вибро-шаровых мельниц. Кроме того, новая мельница легко вписывается в технологическую линию гидравлической переработки зернистых материалов, так как может всасывать и нагнетать исходную пульпу на высоту до 20 м и более.
Многопродуктовый полочный гидроклассификатор (МГК) обеспечивает эффективное разделение различных зернистых материалов при любой их крупности и плотности, в том числе и мелкодисперсных, а также производительное и качественное обогащение и разделение таких материалов по фракциям при различных гранулометрическом и химическом составах поступающей гидросмеси. Некоторые модификации полочного гидроклассификатора прошли стендовые испытания на разделение хвостов обогащения железорудных ГОКов КМА, а также внедрены в технологию обогащения и гидроклассификации песков, например, в Воронежском рудоуправлении.
В результате изучения процесса осаждения взвешенных зерен минералов в ламинарных потоках была выявлена возможность разделять сравнительно с высокой точностью мелкозернистые материалы, а также осветлять загрязненные воды.
Была установлена зависимость распределения по зонам МГК различных компонентов гидросмеси (руды благородных и тяжелых металлов, ртутьсодержащих компонентов, и др. токсичных продуктов). Распределение определяется расчётным путём, позволяя установить качественно-количественный график осаждения различных компонентов в различных зонах многопродуктового гидроклассификатора.
Укрупненные характеристики полочных сгустителей-гидроклассификаторов различных фирм приведены в табл. 2. Преимущества полочного гидроклассификатора-сгустителя: собственная масса и стоимость изготовления снижены в 1.7–2.0 раза, а простота конструкции позволяет изготавливать его в условиях небольших мастерских. Последнее достигнуто за счет поперечного (горизонтального) направления потока в межламельном пространстве, когда жидкая фаза пульпы течет перпендикулярно направлению движения осадка. В таких горизонтальных (поперечных) конструкциях в отличие от противоточных вертикальных сгустителей «Уралмеханобра» и «Гидромеханики» (г. Киев), производительность сгустителя значительно выше, кроме того возможна установка большего числа пластин при одинаковых габаритных размерах.
Табл. 2 Сравнительные данные полочных сгустителейгидроклассификаторов
Горизонтальное размещение сгустителя с несколькими бункерными выпусками сгущенных продуктов по сравнению с вертикальными однобункерными конструкциями полочных сгустителей позволили в 1.5–2 и более раза снизить общую габаритную высоту аппарата.
Центробежный концентратор выделяет тяжёлые металлы, в т.ч. и ртутьсодержащие, а также золото и платиноиды из техногенных отходов (хвостов) обогатительных фабрик. При этом методе извлечение тяжёлых металлов, в т.ч. ртутьсодержащих и драгметаллов, из хвостов составит 95–99%. После извлечения тяжелых металлов предоставляется возможность использовать отходы в качестве строительных материалов и, в частности, как закладочный материал для подземных горных работ. Земли, высвободившиеся из-под хвостохранилищ, после рекультивации, могут использоваться под сельхозугодья, строительство и в других направлениях хозяйственного освоения.
Предлагаемая технология позволяет использовать экологически чистые растворители для перевода драгметаллов в ионную форму и извлекать их на селективных ионообменных фильтрах, имеющих волоконную основу. Перспективным представляется также применение керамических фильтров (которые были успешно опробованы).
Предлагаемый технологический комплекс и входящее в него оборудование не имеют аналогов в мировой практике гидравлической переработки зернистых материалов по своей эффективности, малой материалоёмкости и стоимости. Новизна технических решений защищена более чем десятью авторскими свидетельствами на изобретения и патентами.
Технологический комплекс (как вариант – см. рис. 1) работает следующим образом: отходы (хвосты) из отвала (хвостохранилища) подаются автотранспортом (2) в приёмный бункер (3) через колосниковый грохот, выделяющий включения крупностью +50 мм. Песок из бункера с помощью ленточного питателя и лотка (4) подается на виброгрохот (6), установленный над зумпфом (7). Пульпоприготовление осуществляется за счёт подачи технической воды на лоток, виброгрохот и зумпф в объеме 3–4 м3/т исходного продукта. Надрешетный продукт виброгрохота (+2 мм … 50 мм) подается ленточным конвейером (5) на склад, а подрешётный продукт (–2 мм … +0 мм) из зумпфа в виде гидросмеси поступает по всасывающему патрубку в кавитационную гидродинамическую роторную мельницу (8). Здесь происходит измельчение (диспергирование), раскрытие мелкозернистых материалов за счёт высокоинтенсивных гидродинамических ударов и кавитации.
Разрушение сростков минералов тяжёлых металлов (Сu, Zn, Рb, Кd, Se и др.), в благородных металлах, (золото, платина, палладий, серебро) с кварцем и другими минералами осуществляется на более слабых по прочности контактах металлов с неметаллами (согласно эффекту Ребиндера), что в значительной степени облегчает выведение из хвостов ОФ ртути, тяжёлых металлов-токсинов и драгметаллов.
Из мельницы пульпа направляется в многопродуктовый гидроклассификатор (МГК) (9), где поток ламинизируется в лабиринте параллельных пластин и разделяется на фракции, отличающиеся плотностью и гранулометрическим составом зернистого материала, которые осаждаются на наклонных поверхностях, выполненных из специального материала (ламелях). В первом отсеке гидроклассификатора выделяются фракции (+0.2 мм…2.0 мм), которые виброгрохотом (6) направляются в гидродинамическую мельницу для доизмельчения. В последующих секциях выделяются минералы, тяжёлые металлы, ртуть, вредные компоненты, Си, Zn, Рb и другие.
В нижних накопительных камерах МГК (9) происходит обогащение драгметаллов и тяжелых металлов, а также других руд, до концентрации в 10 раз и более от исходного (1-я стадия). Далее (до 80%) большая часть пульпы с растворёнными токсинами, радионуклидами и другими тонкодисперсными вредными включениями через сливной патрубок гидроклассификатора направляется в тонкослойный отстойник (20). Из накопительных нижних камер гидроклассификатора обогащённая гидросмесь минералов направляется на вторую стадию обогащения в концентраторы (11), в которых степень концентрации металлов увеличивается на 2–3 порядка (например, 2–3 кг/т исходного продукта по золоту при годовом выпуске концентрата 8–20 тонн).
Из концентраторов (11) основная часть пульпы в виде обезметаленного продукта, выход которого более 90%, с растворёнными в нем токсинами и радионуклидами через неподвижные сливные коробы и сбросной пульповод (10) направляется в тонкослойный отстойник (20) с коагулятором (21). В отстойнике гидросмесь с тонкодисперсными частицами (менее 5–40 мкм.) с помощью коагулятора (21) сгущается до состояния Т:Ж = 1:1. Сгущённая тонкодисперсная суспензия с обезметалленными продуктами направляется в карту складирования – отвал (15), имеющий сбросной колодец (16). Осветлённая вода с растворенными токсинами и радионуклидами направляется в узел выделения радионуклидов и токсинов (22), после которого они направляются в соответствующие могильники РАО и токсинов (23). Очищенная от тонкодисперсных частиц и вредных примесей техническая вода из колодца (16) поступает в прудок-отстойник (17), откуда насосом оборотного водоснабжения (18) по напорным водоводам (19) возвращается в аппараты (6, 9, 11) комплекса.
На выходе комплекса выделяются тяжелые металлы (13) и промпродукт (драгметаллы, ртуть) (14).
Кроме того, технологический комплекс оснащен МГ-преобразователем тепловой энергии в электрическую, что обеспечивает его автономную работу.
В технологической схеме предусмотрена возможность разработки хвостов земснарядом (24) с доставкой гидротранспортом по пульповоду (25) непосредственно на гидрогрохот (6) для переработки токсичных илистых отложений.
Технологическая схема комплекса (см. рис.2) рассчитана на один модуль, но может быть и многомодульной.
Модуль обеспечивает производительность: по твёрдому – 35 т/ч, по гидросмеси –165 м3/ч; годовую – при сезонном режиме работы 7.5 месяцев и 3-х сменной работе – 112тыс.т. Установленная мощность электродвигателей – 150–200 кВт.
Выход полезных продуктов в год взят на основе опытно-промышленных испытаний и расчётов основных узлов комплекса (таких как РГДМ), выполненных в НПЦ «Экоресурсы».
Предложенный технологический комплекс и входящее в него оборудование (РГДМ, МГК, КЦ) не имеет себе равных в практике гидравлической переработки зернистых материалов с целью утилизации вредных отходов с попутным извлечением тяжелых металлов (медь, цинк и др.) и имеет ряд преимуществ по сравнению с известными в настоящее время. Например, промышленная модульная фабрика (МОФ – разработка МГГУ) производительностью 30–50 т/ч исходных эфелей и шлаков работает по комбинированной промышленно-гравитационной-флотационной схеме и предназначена для получения концентрата. МОФ не предусматривает извлечения тяжёлых металлов ртути и радионуклидов. Применяемый флотационный метод обогащения загрязняет окружающую среду опасными флотореагентами. Модульная обогатительная установка с применением тонкослойных разделителей 4ГТУ [4] позволяет доизвлекать труднообогатимые мелкие классы, амальгаму, но не предусматривает извлечения тяжелых металлов, а также радионуклидов.
Особенностью автономного мобильного комплекса является то, что в нём впервые применены новые композиционные полимерные материалы (в значительной степени, детали и узлы – из полиуретанов различных марок, металлокерамики, высокопрочных полимерных тканевых материалов взамен металла), что позволило многократно уменьшить массу и габариты оборудования и создать мобильный комплекс.
Инвестиции в предлагаемый технологический комплекс окупаются менее чем за один год, а экономический эффект значительно возрастает при учете эффекта от извлечения и использования в металлургии тяжёлых металлов (медь, цинк, свинец, кадмий, селен и др.).
Кроме проблемы извлечения ртути и амальгамы при переработке техногенных месторождений (хвостов, эфелей) задача усложняется необходимостью утилизации накопленных в хвостах экологически опасных тяжёлых металлов-токсинов и вредных компонентов, таких как медь, цинк, кадмий, селен, теллур, висмут, таллий, и других. Технологический комплекс предусматривает, прежде всего, извлечение таких вредных компонентов до уровня, не превышающего ПДК: попутно решается задача извлечения золота, платины, серебра, а также гематита и других металлов.
Комплекс позволяет перерабатывать различные хвосто- и шламохранилища, производить тонкодисперсное водоугольное топливо при полной автономности работы установки.
После окончания отработки локального участка хвостохранилища или шламохранилища проектом предусматривается произвести рекультивацию этой площади для использования её в сельском хозяйстве или другой сфере деятельности. Водоснабжение комплекса осуществляется системой оборотного водоснабжения с возможностью очистки воды от токсинов и тонкодисперсных частиц.
Таким образом решаются не только экономические задачи, но и назревшие экологические и связанные с ними социальные вопросы.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Е.А. Котенко, В.А.Морозов, В.Н. Анисимов, В.К. Кушнеренко. «Геоэкологические проб лемы эксплуатации горно металлургического комплекса КМА», Горная промыш ленность, №2/2003.
2. В.К. Кушнеренко, В.Н. Анисимов, Е.А. Котенко. «Радиохимические особенности и об щая радиоэкологическая ситуация на территории действующих железорудных ком бинатов курской магнитной аномалии» РАН, «Освоение недр и экологические проб лемы взгляд в ХХI век, международная конференция, М. 2001.
3. С. Э. Фридман, О. К. Щербаков, А.М. Комлев «Обезвоживание продуктов обогащения», М.: Недра, 1988.
4. В.П. Мязин, В.Г. Черков, В.В. Кармазин «Совершенствование технологии переработ ки золотосодержащих песков с использованием систем замкнутого водоснабжения промприборов.», Горный журнал, №9–10/1996.
5. В.Н. Анисимов, И.С. Булгаков, В.К. Кушнаренко. «Новый технологический комплекс по переработке отходов обогащения металлосодержащих руд», Горный журнал, №6/2007.
6. Шпирт М.Я. Безотходная технология. Утилизация отходов добычи и переработ ки твердых горючих ископаемых. – М.: Недра, 1986.
7. Я.Э. Юдович. Геохимия ископаемых углей. – Л.: Наука, 1978.
8. С.Б. Леонов К.В. Федотов, А.Е. Сеченко. Промышленная добыча золота из золошла ковых отвалов тепловых электростанций, Горный журнал №5/1998.
