Бакалавр
Дипломные и курсовые на заказ

Комбинированная технология извлечения металлов из твердых и жидких отходов горного производства

Диссертация: Комбинированная технология извлечения металлов из твердых и жидких отходов горного производства
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Методы исследований. Анализ и обобщение литературы, опыта и патентов, изучение состава и свойств минералов, математическое планирование и обработка результатов, лабораторные эксперименты и опытно-промышленные испытания, эколого-экономический анализ с математическим моделированием. Б. Разработаны модели эколого-экономической оценки эффективности комбинированной технологии выщелачивания хвостов… Читать ещё >

Содержание

  • Общая характеристика работы
  • Глава 1. Теория и практика химического обогащения некондиционных руд и отходов горного производства. Цели, задачи и методы исследований
    • 1. 1. Формирование хвостохранилшц обогатительных фабрик
    • 1. 2. Физико-химическое обогащение хвостов
    • 1. 3. Геотехнологические методы извлечения металлов
    • 1. 4. Цели, задачи и методы исследований
  • Глава 2. Лабораторные исследования комбинированного выщелачивания хвостов обогащения сульфидных руд
    • 2. 1. Подготовка материалов исследований
    • 2. 2. Методика исследований
    • 2. 3. Теоретический расчет расхода окислителей
    • 2. 4. Исследование параметров выщелачивания
  • Выводы
  • Глава 3. Кинетическая модель выщелачивания металлов из хвостовых минералов
    • 3. 1. Закономерности физико-химического обогащения
    • 3. 2. Математическая модель диффузионно-конвективных процессов
    • 3. 3. Определение параметров выщелачивания
  • Выводы
  • Глава 4. Выбор и опытно-промышленные испытания электромембранной технологии
    • 4. 1. Характеристика электрохимических технологий
    • 4. 2. Опытно-промышленные испытания технологии
    • 4. 3. Технология выщелачивания хвостов
      • 4. 3. 1. Конструкция площадки выщелачивания
      • 4. 3. 2. Установка для приготовления и переработки растворов
  • Выводы
  • Глава 5. Оценка экономической эффективности комбинированных электромембранных технологий
    • 5. 1. Экономические преимущества технологий
  • Выводы

Комбинированная технология извлечения металлов из твердых и жидких отходов горного производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Для рудников цветной металлургии России характерно накопление на земной поверхности отвалов твердых отходов добычи и переработки и сброс в гидросферу металлосодержащих стоков. Отвальные и шахтные стоки содержат продукты природного выщелачивания в количествах на 2 порядка выше ПДК, что представляет товарную ценность. Методы извлечения металлов из природных растворов с использованием химических реагентов не решают экологических проблем, в связи с чем повышается актуальность освоения безреагентных технологий.

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом обосновании и выборе технологии интенсификации процессов кучного выщелачивания упорных сульфидных руд на основе электрохимической активации шахтных стоков.

Идея работы заключается в использовании шахтных стоков в качестве реагента при выщелачивании хвостов в процессе их очистки электромембранным методом.

Методы исследований. Анализ и обобщение литературы, опыта и патентов, изучение состава и свойств минералов, математическое планирование и обработка результатов, лабораторные эксперименты и опытно-промышленные испытания, эколого-экономический анализ с математическим моделированием.

Научная новизна: на основе исследования геотехнологических, физико-химических и структурных свойств содержащих свинец и цинк сульфидов обоснована эффективность кучного выщелачивания хвостов обогащения руд продуктами электрохимической очистки кислых шахтных стоковустановлено, что эффективность выщелачивания упорных полиметаллических сульфидных хвостов обусловлена наличием окислителей и возникновением новых фаз загрязнения минерала под влиянием физико-химических процессов- 5 лабораторными и опытно-промышленными экспериментами доказана адекватность промышленных ш природных окислителей для извлечения металлов в растворразработаны модели и функционалы определения эколого-экономического эффекта использования геотехнологических методов извлечения металлов из отходов.

Практическая ценность работы: разработана принципиальная технологическая схема кучного электрохимического выщелачивания свинца, цинка и др. металлов из упорных хвостов обогащения сульфидных рудустановлено, что эффективность кучного выщелачивания зависит главным образом от природной кислотности жидких стоков и минералов.

Реализация работы. Разработаны предложения по использованию геотехнологических методов при выщелачивании и мембранно-электрохимической очистки растворов, включенные в программу «Горы Осетии» в Республике Северная Осетия-Алания.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и были одобрены на научных семинарах кафедр ТРМ, ОП, «Экология» СевероКавказского государственного технологического университета (1997;98 гг.), на технических совещаниях Садонского СЦК и Тырнаузского ВМК (1998 г.) и института «Кавказгипроцветмет» (1998 г.).

Публикации: По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 96 наименований. Работа изложена на 108 страницах машинописного текста, включая 18 таблиц и 18 рисунков.

Выводы.

1. Товарными продуктами комбинированной технологии являются металлы, строительное сырье, обессоленная вода, газы (хлор, водород, кислород) и химикаты (кислоты и щелочи), стоимость которых удешевляет процесс переработки отходов.

2. Стоимостные параметры технологии определяются машинными решениями предложенной модели с принятыми ограничениями, увязывающей физические и экономические критерии процессов.

3. Экологическая эффективность технологий определяется снижением ущерба окружающей среде при реализации природосберегающих процессов переработки твердых^ жидких н газообразных ингредиентов.

4 Показателем эффективности технологий утилизации отходов являются приведенные затратьте полным учетом факторов поражения среды при традиционных и природоохранных технологиях добычи и переработки руд.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основании выполненных комплексных теоретических и экспериментальных исследований в диссертации обоснован механизм извлечения металлов кислотосодержащими водами, обеспечивающий решение важной научной задачи, заключающейся в переработке продуктов обогащения упорных сульфидных руд и шахтных стоков комбинированными природными и электрохимическими методами выщелачивания.

Основные научные и практические результаты диссертации:

1. Дано теоретическое обоснование и предложена технология интенсификации процессов кучного выщелачивания упорных сульфидных руд на основе электрохимической активации шахтных стоков.

2. Обоснована эффективность выщелачивания хвостов обогащения руд, содержащих свинец и цинк, шахтными стоками в процессе их очистки электромембранным методом.

3. Определено, что эффективность выщелачивания упорных полиметаллических сульфидных хвостов обусловлена наличием природных окислителей и возникновением новых фаз загрязнения минерала под влиянием физико-химических процессов.

4. Установлено, что анодитовая составляющая электрохимической обработки кислых шахтных стоков в диафрагменных электролизерах по химическому потенциалу адекватна растворам промышленных реагентов.

5. Разработана технология комбинированного кучного выщелачивания упорных сульфидных хвостов обогащения с очисткой шахтных стоков до норм ПДК, включающая электрохимическое вскрытие минералов анолитом и глубокое обессоливание продуктивных растворов в электродиализаторах и позволяющая извлечь из хвостов 50−70% металлов и сделать их экологически безопасными для утилизации.

99 б. Разработаны модели эколого-экономической оценки эффективности комбинированной технологии выщелачивания хвостов обогащения продуктами, показывающие преимущества природоохранных технологий переработки отходов горного производства.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.И., Голик В. И. Эколого-экономическая концепция модернизации технологий разработки жильных месторождений. Сб. Комплексное изучение и эксплуатация месторождений полезных ископаемых. -Новочеркасск, 1997.
  2. В.Ж., Поров Н. В. Применение электротехнологии для интенсификации процесса подземного выщелачивания металлов. Тр. ГИ ГХС, 1979, № 50.
  3. Актуальные вопросы добычи цветных, редких и благородных металлов. Бубнов В. К., Голик В. И., Воробьев А. Е., Капканщиков A.M., Хадонов З. М., Поляцкий И. В., Руденко Н. К., Евсеев Л. И., Чекушина Т. В. Акмола, Жана-Арка, 1993.
  4. В.И. Электродные потенциалы и pH гидроксообразования в системах «элемент-вода». Диаграммы Пурбе. -Л.: ЛГТУ, 1990.
  5. A.B. Об электрохимическом растворении сульфидов при их гидрометаллургической переработке. Автореферат. -Иркутск: ИЛИ, 1973.
  6. В.Г., Руднева И. К. Химическая добыча полезных ископаемых. -М.: Недра, 1972.
  7. ВТ., Вечеркин СТ., Луценко И. К. Подземное выщелачивание урановых руд. -М.: Атомиздат, 1969.
  8. А.Е., Чекушина Т. В. Группировка методов электрохимического выщелачивания металлов. -М.: МГУ, деп. рукопись № 27/9−118, 1994.
  9. П.А., Кондратьев Ю. И., Хулелидзе К. К. и др. Способ подземного выщелачивания металлов из руд. A.c. СССР № 1 197 536, 1984.
  10. ТА., Кадет В. В., Попов А. Е. и др. Способ подземного выщелачивания в гидрогенных массивах. A.c. СССР № 1 788 804, 1990.11 .Гаврилова И. В., Киселева В. М. Окислительно-восстановительные реакции. Электродные потенциалы. Сп.П., СЗПИ, 1991.101
  11. В.И. Исследование и разработка технологии электрохимической очистки шахтных стоков Архонского рудника (Садонских рудников). Отчет о НИР, — Владикавказ: фонды СКГТУ, 1995.
  12. В.И., Алборое ИД. Экологические аспекты эксплуатации Са-донского месторождения. Сб. Пути развития горного производства. -Владикавказ, 1993.
  13. В.И., Лягиеяко В. И., Разумов А. И., Трапенок Н. М. Природо- и ресурсосберегающие технологии погашения выработанных пространств при подземной разработке рудных месторождений. -М.: ЦНИИЦветмет экономики и информации., 1991. Обзор, информ.
  14. В.И. Исследование и разработка технологии электрохимической очистки шахтных стоков Архонского рудника (Садонских рудников). Отчет о НИР.-Владикавказ: фонды СКГТУ, 1995.
  15. В.И., Алборое ИД. Охрана окружающей среды утилизацией отходов горного производства. -М.: Недра. 1995.
  16. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Северная Осетия в 1994 г.
  17. В.И., Пагиев К. Х. Электрохимические технологии в горном производстве. Цветная металлургия, № 9−10, 1995, с. 9−14.
  18. В.И., Пагиев К. Х. Энергосберегающие технологии при добыче руд. -Владикавказ: Изд-во Терек, 1995, 373 с.
  19. В.И. и др. Теория и практика добычи и переработки руд. -Владикавказ: Изд-во Терек, 1997.
  20. В.И. и др. Наукоемкие технологии добычи металлов. -Владикавказ: Издательство Терек, 1996.
  21. В.И., Алборое ИД. Проблемы экологии и жизнедеятельности Северо-Кавказских рудников. Сб. Комплексное изучение и эксплуатация месторождений полезных ископаемых Новочеркасск, 1997.102
  22. В.И. Научно-технический прогресс в истории подземной добычи радиоактивных руд.-М.: ЦНИИ Черметинформация, 1992, 162 с.
  23. В.И., Кочетков В. А. Доизвлечение металлов из стоков горнодобывающих предприятий. Сб. Пути развития горного производства. Владикавказ, 1993.
  24. В.И., Ляшенко В. И. Перспективные способы активации материалов при утилизации отходов горного производства. Сб. Пути развития горного производства. -Владикавказ, 1993.
  25. В.И., Габараев О. З., Габисов В. Ю. Концепция природо- и ресурсосбережения при добыче садонских руд. Сб. Пути развития горного производства. Владикавказ, 1993.
  26. В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. -М.: Недра, 1983.
  27. А.Н. Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием и другими геотехнологическими методами. -М.: Атомиздат, 1981.
  28. А.Д. Закономерности электрохимического растворения металлов при высоких плотностях тока. Автореферат. -М.: ИЭ, 1969.
  29. В. Электрохимические константы. -М.: Мир, 1986.
  30. П.Ф., Остроумова ИД. К математическому моделированию процесса выщелачивания полезных компонентов из кускового рудного материала. Атомная энергия. 1977.
  31. Е.В. Кинетика геохимических процессов в системе раствор-порода. Геологический журнал. -Киев, 1983.
  32. В.И. Окисление металлов переменным током в растворе щелочи. Автореферат. Новочеркасск, НПИ, 1975.
  33. В.Г., Белогруд И. Н. Проектирование геотехнологических комплексов. -М.: МГРИ, 1989.
  34. Е.Л. Экономика горно-химической промышленности. М.: Недра, 1984.103
  35. A.M. Промышленное освоение методов подземного и кучного сернокислотного выщелачивания урана на месторождении Северного Казахстана // Специальные вопросы атомной науки и техники М., 1982., вып. 4 (25).
  36. М.Х., Карапетъянц M.JI. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ М., Химия, 1968.
  37. Г. М., Черняк A.C. Исследование механизма электрохимического окисления арсенопирита и пирита в растворах едкого натра // Журнал прикладной химии, т.32, вып.7, 1979, с. 1532−1535.
  38. Г. А., Кобенин В. А. От кристалла к раствору JL: Химия, 1977.
  39. Г. А. Электрохимические процессы на поверхности сульфидных минералов в водной и апротонной средах. Автореферат М.: ИЭ, 1990.
  40. A.C., Гумарое Э. З., Будан Г. Д. и др. Способ электро- выщелачивания цинкосодержащих материалов. A.c. СССР № 773 113, 1979.
  41. В.М. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах. М.: 1954.
  42. В.Г., Тюрин Н. Г. Физико-химические основы электрохимической переработки сульфидных минералов //Физико-химические основы бессточной технологии переработки полезных ископаемых Алма-Ата: ИИМО, 1981, с.100−101.
  43. В.И., Голик В. И., Штеле В. И. Создание и внедрение малозатратных ресурсосберегающих методов, средств и технологий на горных предприятиях- М.: ЦНИИЦветмет экономики и информации, 1991, Обзор, информ.
  44. .Н. Современное состояние и перспективы развития гидрометаллургических процессов. Сб. Гидрометаллургия-М.: Наука, 1976.
  45. Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод-М.: Химия, 1984.104
  46. Лунев JIM., Грабовников В. А., Толкунов Б. Л. Инженерные расчеты подземного выщелачивания металлов.-М.: МГРИ, 1977.
  47. В.А. Добыча урана методом подземного выщелачивания -М.: Атомиздат, 1980.
  48. И.И., Беликов P.P. Химические процессы в технологии переработки трудиообогатимых руд.-М., Недра, 1986.
  49. В.И., Селезнева О. Г., Жирное E.H. Активация минералов при измельчении.-М.:Недра, 1988.
  50. Математическое и физическое моделирование рудообразующих процессов. Голубев B.C. и др.- М.: ВИМС, 1978.
  51. Методы, техника и технология изучения месторождений твердых полезных ископаемых для освоения способом подземного выщелачивания. Сб. научных трудов- М., 1986.
  52. Минералогия и геохимия редких и радиоактивных металлов // Терехов В. Я., Егоров Н. И., БаюшкинИ.М., Минеев Д.А.-М.: Энергоатомиздат, 1987.
  53. A.B. Интенсификация процесса извлечения благородных металлов из продуктов бактериального окисления упорных золото- мышьяк- содержащих концентратов на основе электрохимических воздействий. Дисс. М: ЦНИГРИ, 1992.
  54. Некоторые закономерности процесса выщелачивания и объективная оценка результатов извлечения полезных компонентов при кучном выщелачивании скальных руд // Специальные вопросы атомной науки и техники. Бубнов В. К., Петров Р. П. и др. -М.: 1979. Вып.1(4).
  55. НюссикЯ.М., КомовИ.Л. Электрохимия в геологии.-Л.: Наука, 1981.
  56. Ю.И., Пономарева Е. И. Электровыщелачивание халько-генидных материалов.-Алма-Ата: Наука, 1983.
  57. Огородников Ю. К, Пономарева Е. И., Бикенеев A.M. и др. Способ переработки металлургических продуктов путем электрохимического выщелачивания. A.c. СССР № 677 516, 1980.105
  58. И.А., Остроущко Р. И. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд. Орджоникидзе, 1976.
  59. И.А. Исследования по переработке гелей из раствора выщелачивания в товарные осадки. Отчет о НИР. -Орджоникидзе: фонды СКГМИ, 1978.
  60. И.А. Отчет о научно-исследовательской работе «Исследование и разработка мероприятий по очистке рудничных вод с получением товарных осадков на Урупском ГОКе». -Орджоникидзе: фонды СКГМИ. Часть III. 1979.
  61. И.А. Отчет о научно-исследовательской работе «Извлечение металлов из руд, оставленных в отработанных пространствах рудника „Молибден“ и сбросов Тырныаузской обогатительной фабрики». -Орджоникидзе: фонды СКГМИ, 1971.
  62. Калоев Б А. Историко-этнографический очерк Садонских рудников. Изв. СОНИИ, т. ХХ1, вып.1, Орджоникидзе, 1958. Садонский свинцово-цинковый комбинат: Очерки истории. СОГУ. М. М. Блиев, Б. Х. Ортабаев, В. Д. Кучиев и др. -Орджоникидзе: ИР, 1979.
  63. И.А. Исследования по очистке вод рудников Садонского комбината. Отчет о НИР- Орджоникидзе: фонды СКГМИ, 1972.
  64. И.А. Очистка шахтных вод Архонского рудника с извлечением металлов в товарные осадки. Отчет о НИР. Орджоникидзе: фонды СКГМИ, 1973.106
  65. И. А. Исследование закономерностей угасания в боковых породах рудных тел, отрабатываемых рудниками Садонского комбината. Отчет о НИР. -Орджоникидзе: фонды СКГМИ, 1974.
  66. Л.Т., РусихинаЛ.П. Выщелачивание урановых руд.-М.: 1971.
  67. К.Х., Голик В. И. Развитие процессов активации материалов в горном производстве— М.: Цветная металлургия, № 6, 1995, с. 5−6.
  68. Природо- и ресурсосберегающие технологии подземной разработки рудных месторождений. Ляшенко В. И., Голик В. И., Разумов А. Н., Трапенок Н. И. -М.: Черметинформация, 1992,103 с.
  69. К.Х., Голик В. И., Голик Д. В. Технология извлечения металлов из растворов при очистке шахтных вод. Известия ВУЗов. Цветная металлургия, № 3, 1995.
  70. Переработка руд подземным и кучным выщелачиванием // Специальные вопросы атомной науки и техники. Бубнов В. К., Потапов В. П. и др.-М.: 1977, вып. 3(28).
  71. А.И. Геохимия-М.: Высшая школа, 1989.
  72. И.П. и Каргина Н.К. Способ очистки остаточных растворов подземного выщелачивания. Заявка № 4 750 432, 1989.
  73. О.Ф., Когай М. А., Прозоров Л. Б. и др. Способ очистки остаточных растворов подземного выщелачивания. Заявка № 4 447 690, 1988.
  74. С.И., Адамов Э. В. Обогащение руд цветных металлов. М.: Недра, 1975.
  75. Применение метода электрохимического окисления в щелочных растворах для переработки золото- мышьяковых концентратов-М.: ЗабНИИ, 1978.
  76. А.Л., Тихонов К. И., Шошина И. А. Теоретическая электрохи-мия-Л.: Химия, 1981.
  77. Ю.С., Халезов Б. Д., Ермаков В. И. Исследования по созданию электро- геотехнологических схем получения цветных металлов. Сб. Проблемы107геотехнологии. III Всесоюзная конференция по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых.-М.: 1983.
  78. В.Г., Веселова JI.H. Разработка гидрогенных месторождений методом подземного выщелачивания— М.: ЦНИИатоминформ, 1982.
  79. В.Г., Даегуля А. Н. Экономико-математическое моделирование процесса подземного выщелачивания— М.: ЦНИИ атоминформ, 1985.
  80. В.И. Эффективная проницаемость неоднородной среды. Тезисы докладов.-М.: 1984.
  81. В.А., Бебчук Б. Н., Хохряков A.B. Оценка последствий техногенного воздействия горного производства на окружающую среду. Горный журнал. 1989, № 3.
  82. М.М. Исследование оптимального режима переработки цин-косодержащих гелей в товарные осадки. Отчет о НИР.-Орджоникидзе.: фонды СКГМИ, 1973.
  83. Г. В. Закономерности размещения и минералого-геохимические особенности полиметаллических месторождений Центрального Кавказа. Докт.дисс. -Орджоникидзе, 1974.
  84. В.А., Назарова Г. Н. Электрохимическая технология в обогатительно- гидрометаллургических процессах. -М.: Наука, 1977.
  85. A.C. Химическое обогащение руд.-М.: Недра, 1987.
  86. Яхонтова JI. K, Нестерович Л. Г. Зона гипергенеза рудных месторождений как биокосная система.-М.: МГУ, 1983,108
  87. Голик В. И, Кабисова И. К, Камболов А. Н, Киргуев А. Т, Карякин Ю. И. Математическая модель выщелачивания металлов из отходов добычи и переработки. Сборник СКГТУ. Владикавказ. 1998.
  88. Голик В. И, Камболов А. Н. Эколого-экономичеекая модель определения эффективности переработки отходов добычи. Сборник СКГТУ. Владикавказ. 1998.
  89. Голик В. И, Камболов А. Н. Формирование техногенных месторождений и процессы природного выщелачивания сульфидных руд. Сборник СКГТУ. Владикавказ. 1998.
Заполнить форму текущей работой

Сдать сессию!