Механические классификаторы

Механические классификаторы представляют собой прямоугольные лотки с наклонным дном, которым сообщается встряхивающее и возвратно-поступательное движение. Материал, подлежащий разделению по крупности зерен, смешивается с водой, подается на верхний край классификатора и перемещается под действием силы тяжести в углубление на нижнем крае лотка. Там более тяжелые и крупные частицы оседают на дно и забираются конвейером. Более легкие и мелкие частички выносятся потоком воды.

Центробежные конусные классификаторы.

В центробежных конусных классификаторах для выделения рудных частиц используются центробежные силы в водной среде. Процесс разделения в таких классификаторах позволяет получить мелкозернистую песчано-шламовую фракцию, пригодную для дальнейшего концентрирования методом флотации.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Химические методы обогащения включают, в качестве предварительного этапа, измельчение руды, которое открывает доступ химическим реагентам к ценным компонентам руды, после чего облегчается извлечение этих компонентов. Химические методы могут быть применены как непосредственно к рудам, так и к концентратам, полученным в результате обогащения руд механическими методами. Терминология методов химического обогащения до некоторой степени запутана. В рамках этой статьи разделение в расплаве относится к процессу плавления, а разделение путем селективных химических реакций – к процессу выщелачивания.

Плавление.

Плавление – это химический процесс, происходящий при высоких температурах, в ходе которого ценный металл и пустая порода переходят в расплавленное состояние. Поскольку металл имеет более высокую плотность и нерастворим в расплавленной пустой породе, он отделяется от последней и погружается на дно. Метод плавления имеет свои специфические особенности для каждого металла. Например, свинцовый концентрат смешивается с твердыми реагентами в определенных соотношениях, чтобы получить загрузку печи такого состава, которая при нагревании до достаточно высоких температур приводит к образованию за счет пустой породы сложных силикатов (шлака), остающихся на поверхности расплавленного металлического свинца. При выпускании металла со дна печи получается черновой свинец. При наличии в свинцовом концентрате меди образуются три слоя: нижний слой свинца, средний слой сульфида меди (штейн) и верхний слой шлака. Они выпускаются из печи раздельно. Штейн затем перерабатывается в другой печи (конвертере), через которую продувают воздух для удаления серы, получая в результате черновую (пористую) медь.

Обжиг.

Обжиг в ходе подготовки к выщелачиванию применяется либо для изменения химического состава полезных составляющих, что делает их пригодными для выщелачивания, либо для удаления некоторых примесей, присутствие которых значительно затрудняет и удорожает процесс выщелачивания ценных компонентов. Например, некоторые руды золота, содержащие мышьяк и серу, перед выщелачиванием подвергают обжигу для удаления этих составляющих.

Выщелачивание.

При выщелачивании ценные компоненты руды растворяются и отделяются от нерастворимого остатка посредством подходящего растворителя. В некоторых случаях для перевода ценного компонента в растворимую форму добавляется реагент. Эффективность (скорость и полнота протекания) процесса зависит от размера частиц, свойств реагентов, применяемых для выщелачивания, температуры и метода приведения в соприкосновение руды с растворителем или реагентами. Обычно чем меньше размер частиц, выше температура и концентрация выщелачивающих химических соединений, тем быстрее идет процесс.

Карьерный транспорт - комплекс средств транспортирования горной массы при открытом способе разработки месторождений.

Основными видами карьерного транспорта являются:

§ железнодорожный - наиболее распространенный вид карьерного транспорта: подвижной состав состоит из электровозов, тепловозов, паровозов и саморазгружающихся вагонов - думпкаров;

§ автомобильный - широко применяемый на карьерах в основном малой и средней производственной мощности: подвижной состав - автосамосвалы, автотягачи с прицепами и полуприцепами, троллейвозы, дизель-троллейвозы и дизель-электрические самосвалы;

§ конвейерный - получил широкое распространение благодаря непрерывности процесса, высокой производительности установок и способности транспортировать материал при угле подъема до 18° (при специальных конструкциях конвейеров — до 35°), что приводит к сокращению длины транспортных коммуникаций на карьере и уменьшению объема горно-капитальных работ.

В связи с ростом глубины карьеров все большее применение получает комбинированный карьерный транспорт, включающий рациональные сочетания основных видов транспорта - автомобильного с железнодорожным, автомобильного с конвейерным, автомобильного со скиповым подъемом.

3. Экологические проблемы технологии переработки минерального сырья.для повышения эффективности отрасли необходимо принять серьезные и масштабные меры по развитию ее минерально-сырьевой базы (МСБ). Для этого нужна адекватная организация геологоразведочных работ как на уровне государства, так недропользователей и инвесторов. Необходимо развивать более современные методы геологоразведки и оценки запасов. При этом переоценка, разведка и дальнейшая оценка запасов должны осуществляться с учетом решения проблемы извлечения из рудного сырья всех сопутствующих, и особенно высокоценных, компонентов.

Так, например, сегодня постоянно растет экономическая привлекательность редких и редкоземельных металлов (как в виде сырья, так и в виде товарной продукции). Прогнозные ресурсы и наличие детально разведанных месторождений позволяют сделать вывод о том, что Казахстан способен полностью удовлетворить потребности в этих металлах как внутреннего, так и внешнего рынков.

В условиях нашей страны устойчивость ГМК может быть обеспечена только при соблюдении жесткой связи между объемами ГРР и объемами добычи полезных ископаемых. В ее основу должен быть заложен принцип, базирующийся на «жестком проценте» затрат на ГРР (на уровне 5–10 %) в общем объеме собираемых в стране налогов на добычу полезных ископаемых. В настоящее время данный показатель едва достигает 1%, и это не лучшим образом отражается на состоянии МСБ, поскольку не позволяет обеспечить в достаточном объеме реализацию всех государственных функций и задач, связанных с ее восполнением и поддержанием.

Помимо перечисленных проблем важным условием в сфере геологоразведки является развитие прикладных институтов, осуществляющих геолого-геофизические исследования, разработку и внедрение аппаратурно-методического комплекса, а также обеспечение единой координации научно-исследовательских работ. Необходимо обеспечить развитие собственных программных продуктов по обработке геолого-геофизической информации, разработке геолого-геофизических и динамических геолого-технологических моделей месторождений для эффективной добычи. Кроме того, нужна целенаправленная работа по подготовке квалифицированных специалистов по геологии и геофизике рудных месторождений.

4. Проблемы безотходных технологий при производстве минеральных удобрений и фосфорсодержащих продуктов.Под безотходной технологической системой следует понимать такое производство, в результате деятельности которого не происходит выбросов в окружающую среду. Острота проблемы безотходных технологий, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления промышленных отходов. В настоящее время актуальны проблемы экологии, связанные с взаимодействием фосфорного предприятия с окружающей средой, с распространением растворимых соединений фосфора, образованием значительного количества отходов и вредных выбросов. Известно, что электротермическое производство элементного фосфора характеризуется образованием значительного количества газообразных вредных веществ в атмосфере и неорганизованных газовыделений. Источники неорганизованных выбросов очень разнообразны: хранилища фосфора, открытые склады сырья, шламонакопители, отвалы и т.п. В результате производственной деятельности предприятии по выпуску фосфорных удобрении в отвалах фосфорных заводов накопились фосфорные шлаки и фосфогипс в объеме с выше 10 млн. тонн. Под воздействием перепада температур, атмосферного влияния, влаги и ветра они подвержены постепенному разрушению с образованием мелкодисперсной пыли и выделением токсичных газов в виде НF (фтористый водород) и рН3 (фосфин). Склонность к водорастворению фторидов и фосфинов содержащихся в отходах способствует заражению подземных и поверхностных вод. Были проведены химические анализы с применением современных методов анализа как атомно-адсорбционный позволяющий определить кроме породообразующих элементов редкие тяжелые металлы, радиоактивные элементы и т.д. Фосфорные шлаки представляет собой сложное поликомпонентное вещество основу которого составляет система CаO - SiO2 - P2O5, а количество примесей Al2O3, MgO, Fe2O3, Na2O зависит от состава исходного сырья и технологического процесса возгонки фосфора. Как показывают данные химического анализа в фосфорном шлаке и фосфогипсе содержатся вредные элементы как стронции, мышьяк, кадмий, титан и марганец.

Был разработан проект получения азотно-фосфорного удобрения путем азотнокислотного разложения фосфат-глауконитового концентрата и последующей аммонизации полученной вытяжки. Шлам, образующийся при азотнокислотном разложении сырья, составляют в основном мелкие частицы. Крупные частицы состоят из SiO2, Р2О5, СаО, MgO, Fе2O3 и др. и осаждаются значительно быстрее. Шлам проходит стадию промывки слабым раствором азотной кислоты. Осветленный раствор направляют на аммонизацию. Наиболее полное разделение слоев происходит при центрифугировании. Полученный шлам содержит 98,6-98,8 мас. % SiO2.

5. Перспективы создания мало- и безотходных технологий в фосфор-, борперерабатывающей промышленности РК.В настоящее время актуальны проблемы экологии, связанные с взаимодействием фосфорного предприятия с окружающей средой, с распространением растворимых соединений фосфора, образованием значительного количества отходов и вредных выбросов. Использование неподготовленного сырья в электротермии приводит к образованию твердых, жидких и газообразных отходов, существенно снижая технологические показатели и ухудшая экологическую обстановку не только на территории предприятия, но и в значительном радиусе вокруг него, отрицательно и необратимо воздействуя на состояние почв, сельскохозяйственных угодий, атмосферы, гидросферы, биосферы. Полученный из неподготовленного сырья элементный фосфор (~ 40%) переходит в шлам, который отличается токсичностью, склонностью к самовозгоранию с образованием тумана фосфорной кислоты и сильно отравляет окружающую среду. В фосфорном производстве образуется значительное количество сточных вод. Компоненты, входящие в их состав (фосфорная кислота, мышьяк, фтор, тяжелые металлы), очень токсичны, обладают высокой реакционной способностью, отрицательно воздействую на биосферу, почву, гидросферу и др., поэтому проблемы обезвреживания, утилизации и нейтрализации сточных вод актуальны. Одним из побочных продуктов фосфорного производства является некондиционный феррофосфор, который содержит значительное количество фосфора и может служить ценным сырьем для получения фосфорных солей. Газообразные выбросы фосфорного производства содержат такие вредные компоненты, как фосфин, фосфор, пентаоксид фосфора, фтор и его соединения, мышьяк, серу и ее соединения. Улавливание и утилизация газообразных отходов - важнейшая проблема в производстве фосфора.

Перспективна предварительная термохимическая подготовка фосфоритов окатыванием с последующим обжигом. В целях улучшения термообработки и термохимической подготовки сырья разработана шахтная печь с газораспределительными решетками. Таким образом, заводские инженеры разработали и внедрили принципиально новую безотходную схему утилизации фосфорного шлама. Теперь он подается обратно, закольцованно, в рудотермическую печь для сжигания. Опытно-промышленная установка уже переработала весь накопленный ранее шлам, а это – более 5 000 тонн отходов. Экономический эффект составил 1 770 тыс. долларов. Исчезла и проблема утилизации шлака из-под конусных печей. Начали выпускать гранулированный триполифосфат натрия с требуемыми показателями по гранулометрическому составу и насыпной плотностью. И эта востребованная новинка поможет значительно увеличить выпуск триполифосфата натрия и желтого фосфора. Много сделано для увеличения мощностей и ассортимента продукции, повышения ее качества, создания малоотходных производств и переработки отходов на заводе «Минеральные удобрения». Например, перевод производства экстракционной фосфорной кислоты на сухое удаление фосфогипса значительно уменьшил его отходы. Разработана не имеющая аналогов технология получения суперфосфата на основе незагустевающей пульпы, позволившая исключить неорганизованные выбросы вредных веществ в атмосферу, без которого не обходятся, производя суперфосфат классическим методом. Внедрена технология повышения плодородия солонцеватых почв с помощью фосфогипса. Реализация этого проекта позволит прежде всего утилизировать накопившиеся отходы производства, снизить себестоимость удобрений, улучшить технико-экономические показатели завода.

6. Особенности обезвреживания, переработки и захоронения токсичных и радиоактивных отходов.Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. По возможности использования, различаются утилизируемые и неутилизируемые отходы. Существует следующая классификация отходов:

1. Чрезвычайно опасные. Отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 - треххлорную сурьму, бензапирен и др.

2. Высоко-опасные. Отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения свинца.

3. Умеренно-опасные. Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид никеля, четыреххлористый углерод.

4. Малоопасные. Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов.

Способы обезвреживания токсичных отходов.

1.Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов: сжигание в стационарной вращающейся печи; сжигание в передвижной вращающейся печи; уничтожение с помощью ИК- нагрева; уничтожение в высокоэффективном электрическом реакторе; окисление суперкритической водой; сжигание в условиях жидкостной инжекции; разрушение расплавленной солью; сжигание в кипящем слое; пиролиз в плазменной дуге.

2. Жидкофазное окисление. Жидкофазное окисление токсичных отходов производства используется для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных вод. Суть его заключается в окислении кислородом органических и элементоорганических примесей сточных вод при температуре 150 - 350°С и при давлении 2 - 28 МПа.

3. Гетерогенный катализ. Метод применим для обезвреживания газообразных и жидких отходов. Существуют три разновидности гетерогенного катализа промышленных отходов.

А) Термокаталитическое окисление можно использовать для обезвреживания газообразных отходов с низким содержанием горючих примесей. Окисление происходит при температуре 250 - 400° С и в установках различных размеров. Степень окисления вредных веществ 98 - 99.9 %. Нельзя применять термокаталитическое окисление при наличии в отходах даже в небольших количествах P, Pb, As, Hg, S, галогенов и их соединений, так как это приводит к дезактивации и разрушению катализаторов.

Б) Термокаталитическое восстановление используется для обезвреживания газообразных отходов, включающих в себя нитрозные газы.

С) Профазное каталитическое окисление применимо для перевода органических примесей сточных вод в парогазовую фазу с последующим окислением кислородом.

Под утилизацией подразумевается переработка промышленных отходов в полезные сырьевые материалы и энергию.

Существуют два основных типа захоронения: наземное и подземное.

Подземные захоронения — шахты, пустоты, скважины, старые нефтяные поля и другие выработки — используются в основном для размещения опасных и радиоактивных отходов.

Наземные захоронения различных видов используют для размещения бытового и строительного мусора, а также промышленных отходов с точно учтенным небольшим содержанием токсичных компонентов.

После завершения захоронения его необходимо гидроизолировать сверху и провести рекультивацию земель.

Выбрасываемые отходы могут быть газами или частицами, взвешенными в воздухе в форме аэрозолей.Твердые частицы выбрасываются в виде пыли или дыма; жидкие частицы обычно образуют туман. Твердые радиоактивные отходы могут возникать в результате добычи и переработки радиоактивных руд, производства ядерных топлив, деятельности лабораторий и механической обработки материалов на заводах по производству топлив.

Методы удаления и переработки газообразных радиоактивных отходов

Загрязняющие атмосферу газы могут представлять собой, например, изотоп аргона 41Ar в выходящем из атомных реакторов воздушном потоке или коррозионно-активные газы, содержащие пары кислот, которые образуются в процессах извлечения металлов, используемых в производстве ядерных топлив. Для обработки растворимых или химически активных газов, содержащих радиоактивные элементы или соединения, можно применять газоабсорбционные методы, в том числе насадочные колонны, твердые абсорбенты и реакции типа «твердое вещество - газ». Радиоактивные частицы или аэрозоли можно удалять с помощью обычного оборудования для воздухо- и газоочистки. Очищенный газ может выпускаться в атмосферу, однако извлеченные из него материалы становятся жидкими или твердыми отходами, которые подлежат удалению другими методами.

Методы удаления и переработки жидких радиоактивных отходов. Радиоактивные вещества, растворенные в воде или других жидкостях, можно удалить методами химического осаждения. Низкорадиоактивные отходы, содержащие коллоидные и взвешенные частицы твердых материалов, можно очистить обычными методами водоочистки, используя коагулянты, глину и полиэлектролиты. Фильтрование потока жидкости повышает степень очистки. Растворимые радиоактивные отходы можно обрабатывать ионообменными смолами, анионными либо катионными, или посредством полной деминерализации. Можно также использовать абсорбционные свойства глины для извлечения радиоактивных катионов из жидких отходов, сливаемых в почву. Обычно отработавшие смолы сжигаются для концентрирования радиоактивных материалов в золе или же подвергаются захоронению. Выпаривание - наиболее эффективный способ разделения радиоактивных отходов на две фракции: высокорадиоактивную густую массу и незагрязненную жидкость. Процессы биохимической обработки имеют ограниченное применение, поскольку большинство радиоактивных материалов - неорганические вещества. Микроорганизмы могут концентрировать только те радиоактивные вещества, которыми они питаются. Сбрасывание низкорадиоактивных жидких отходов в окружающую среду вошло в практику радиоизотопных лабораторий. Высокорадиоактивные жидкие отходы надо хранить в течение многих лет, а возможно, и веков. Контейнеры с отходами хранятся под землей, чтобы предотвратить вскипание жидкости в результате выделения тепла при распаде содержащихся в них радиоактивных веществ.

Методы удаления и переработки твердых радиоактивных отходов. Твердые отходы могут удаляться путем захоронения, сжигания или переплавки (в случае металлических отходов). Захоронение производится в котлованах или пустотах с покрытием землей либо бетоном. Лабораторные работы могут породить большие количества сжигаемых загрязненных отходов, среди которых фильтровальная бумага, абсорбирующие материалы, одежда, перчатки, тряпки, деревянные предметы. Объем таких твердых отходов может быть уменьшен путем сжигания, причем зола и летучие радиоактивные вещества удаляются по отдельности.

Поиск по сайту: