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 ПУЛЬПЫОТ 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.