Современные технологии извлечения металлов из хвостов обогащения и переработки руд с целью их комплексного использования
жүктеу/скачать 44.28 Kb.
|
|
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ РУД С ЦЕЛЬЮ ИХ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ MODERN TECHNOLOGIES FOR EXTRACTION OF METALS FROM ENRICHMENT TAILS AND PROCESSING OF ORE FOR THE PURPOSE OF THEIR INTEGRATED USE Аннотация. В данной статье представлена характеристика инновацонного направления использования хвостов обогащения для приготовления твердеющих смесей для заполнения техногенных пустот при подземной разработке полезных ископаемых, актуальность которого повышается при переходе от открытого способа разработки к подземному способу. Активация хвостов обогащения путем выщелачивания в дезинтеграторе существенно улучшает качество вторичных хвостов переработки и увеличивает прочность твердеющих смесей из них. Введение. Известно, что радикальным способом защиты окружающей среды является ликвидация хранилищ отходов горного и обогатительного производства с полной утилизацией продуктов переработки. Представляю характеристику инновационного направления использование хвостов обогащения для приготовления твердеющих смесей для заполнения техногенных пустот при подземной разработке полезных ископаемых, актуальность которого повышается при переходе от открытого способа разработки к подземному способу. Доказано, что активация хвостов обогащения путем выщелачивания в дезинтеграторе существенно улучшает качество вторичных хвостов переработки и увеличивает прочность твердеющих смесей из них. Проблема переработки лежалых хвостов обогащения. Отходы горно-металлургического производства содержат значительное количество цветных, черных, благородных, редких и рассеянных металлов и представляют собой техногенное сырье, которое складировалось и накапливалось из-за отсутствия экономичных и экологически чистых технологий по их переработке и утилизации. Эти процессы могут длиться в течение многих лет, пока не растворятся и не вынесутся с водами либо нейтрализуются за счет перевода в нерастворимые формы все содержащиеся в отходах металлы и химические соединения. Снижение вредного воздействия горного производства на окружающую среду может быть достигнуто за счет совершенствования технологий. При этом важнейшими условиями интенсификации экономики и организации планомерного природопользования являются полнота и комплексность использования природных ресурсов. В настоящее время доля утилизации отходов добывающего и перерабатывающего производств даже в технологически развитых странах не превышает 10 %. Целью проводимых исследований является создание технологических основ для рационального использования текущих и накопленных техногенных отходов горно-обогатительного производства и улучшения экологической обстановки регионов, а также разработка высокоэффективной инновационной технологии утилизации отходов переработки руд с получением металлов, вяжущих и инертных компонентов для приготовления твердеющих смесей. На основании ранее проведенных исследований были получены хорошие результаты по извлечению цветных металлов в зависимости от способа активации, которые приведены на рис. 1. Рисунок 1. Извлечение металлов в зависимости от способа активации: 1 – свинец из хвостов обогащения; 2 – свинец из хвостов металлургии; 3 – цинк из хвостов обогащения; 4 – цинк из хвостов металлургии; 5 – медь из хвостов обогащения; 6 – медь из хвостов металлургии; 7 – железо из хвостов обогащения; 8 – железо из хвостов металлургии. Таким образом, обосновано, что механоактивация хвостов предоставляет возможности для переработки хвостов и забалансовых руд. Активация хвостов позволяет на 10…20 % увеличить извлечение цинка, свинца и железа из отходов, тем самым улучшая их свойства и создавая условия для применения их в качестве строительных и закладочных материалов. На основании технико-экономического анализа вариантов наиболее эффективной оказалась механохимическая технология переработки отходов горного производства, комбинирующая методы механической и химической активации в установках типа дезинтегратор. Измельчаемый материал подается в центральную часть ротора и перемещении к периферии подвергается многократным ударам пальцев, вращающихся во встречных направлениях. Каждая частица соударяется с пальцами-билами, последовательно испытывая высокоэнергетические механические удары. Эти удары приводят к быстрому разрушению и измельчению различных видов горных пород и руд в дезинтеграторе. Активация процессов извлечения из металлов железистых кварцитов. Хвосты обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов представляют собой мелкодисперсный минеральный порошок с содержанием фракции крупностью менее 0,071 мм 40…70 %. Химический состав хвостов: [SiO2]= 64 %, [Fe]= 8 %, [Al2O3]= 5,2 %, [Mn] = 3,2 %, [K2O] = 0,7 %, [P] = 0,1 %, [Ca] = 0,8 %, [MgO] = 0,2 %, [Cu] = 5·10-3 %, [Ni] = 4·10-3 %, [Zn] = 5·10-4 %, [As, Ba, Be, Bi, Co, Cr, Li, Mo, Nb, Pb, Sb, Sn, Sr, Ti, V, Y] – на уровне (30…50)·10-5 %. При исходном содержании железа в исследуемой пробе 8% однократным выщелачиванием извлекается примерно 1% железа, а после трехкратного пропускания хвостов через дезинтегратор в раствор 3% железа. Путем дальнейшего увеличения циклов переработки можно достичь безопасного по санитарным требованиям уровня содержания железа. Химический состав исходной пробы хвостов характеризуется содержанием As, Ba, Be, Bi, Co, Cr, Li, Mo, Nb, Pb, Sb, Sn, Sr, Ti, V, Y – на уровне (30…50)·10-6 %. После механохимической обработки содержание этих элементов во вторичных хвостах не превышает допустимых для строительных материалов значений. Механохимическая активация при однократной обработке увеличивает извлечение металлов в раствор по сравнению с базовым значением на величину до 25 % и обладает резервом повышения при увеличении циклов переработки. Переработка в течение одинакового времени характеризуется показателями (таблица 1).
Таблица 1. Результаты выщелачивания металлов Максимальное извлечение достигается при механохимической активации хвостов и зависит от продолжительности процессов. Увеличивая продолжительность процесса, можно извлекать целевые компоненты до фонового содержания. После извлечения металлов до уровня санитарных требований отходы обогащения пригодны для изготовления закладочных смесей и бетонной товарной продукции, обеспечивая необходимую марку при минимальном расходе цементного вяжущего. Активация в дезинтеграторе без выщелачивания увеличивает прочность смеси с добавкой цемента с 1,30 до 1, 52 МПа или на величину коэффициента 1,17. Активированные в дезинтеграторе смеси без добавления цемента могут быть использованы для закладки подавляющего объема очистных выработок. Следовательно: 1) отходы обогащения металлических руд на фабриках после извлечения из них металлов до уровня санитарных требований пригодны для заполнения пустот и изготовления товарной продукции, обеспечивая необходимую марку бетона при минимальном расходе цементного вяжущего; 2) прочность бетонов на основе хвостов обогащения повышается при активации их в дезинтеграторах; 3) активация в дезинтеграторе без выщелачивания увеличивает прочность смеси с добавкой цемента с 1,30 до 1,52 МПа или на величину коэффициента 1,17; 4) механохимическая активация в дезинтеграторе уменьшает прочность смеси с добавкой цемента по сравнению с сухой активацией за счет последующего увеличения влажности смеси, но компенсируется увеличением циклов переработки [8]. Предварительные технико-экономические расчеты доказывают ее высокую экономическую привлекательность и экологическую выгоду. Механоактивация происходит совместно с уменьшением крупности и усиливается при увеличении истирающего эффекта. Максимальный механохимический эффект обеспечивают активаторы с максимальной частотой соударений мелющих тел и небольшой интенсивностью ударов. Комбинированная активация в кислой среде при больших оборотах ротора продолжается в течение 60 минут. Выщелачивание в дезинтеграторе увеличивает извлечение металлов из хвостов обогащения почти в два раза [9]. Особенность комбинированной активации заключается в том, что извлечение металлов осуществляется одновременно с разрушением кристаллов. Наилучшие результаты получаются при агитационном выщелачивании хвостов обогащения железистых кварцитов в момент их активации с растворами в дезинтеграторе. Перспективным путем увеличения извлечения металлов при выщелачивании является наращивание поверхностной энергии частиц обрабатываемого материала методом механоактивации. Оптимизация технологических регламентов утилизации хвостов обогащения железных руд, т.е. продуктов переработки минерального сырья, а также выбор оптимальной производительности, разработка технологической схемы, технологического регламента и расчет экономических показателей переработки техногенного сырья должны проводиться на основании глубокого изучения вещественного состава и технологических исследований. Таким образом, расширение сырьевой базы фабрик и снижение нагрузки на окружающую среду возможны за счет реализации инновационных направлений. Заключение. Результатами многофакторного эксперимента доказано, что активация хвостов обогащения путем выщелачивания в дезинтеграторе существенно улучшает качество вторичных хвостов переработки и увеличивает прочность твердеющих смесей из них. Технология обеспечивает безотходную утилизацию хвостов обогащения, обладая преимуществами экономического и экологического характера по сравнению с традиционными технологиями [11 – 13]. Внедрение инновационных современных технологий добычи и переработки железных руд позволит снизить техногенные нагрузки горнодобывающих предприятий на окружающую среду и улучшить геоэкологическое состояние в горнопромышленных регионах. жүктеу/скачать 44.28 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||