Экологические проблемы при добыче и переработке медно-молибденовой руды
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Химико-металлургический факультет
Кафедра Обогащения полезных ископаемых и инженерной
экологии им. Леонова С.Б.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
к
курсовой работе по дисциплине
Экологические
проблемы горно-обогатительного производства
Тема
Экологические
проблемы
при
добыче и переработке медно-молибденовой руды
Выполнил
студент
группы ООС 09-1
Конев
Е. В.
Нормоконтроль
Домрачева
В.А
Иркутск,
2012
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИРКУТСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ
РАБОТУ)
По курсу Экологические проблемы
горно-обагатительного производства
Тема проекта Экологические проблемы при добычи и
переработке медно-молибденовых руд
Задание 1. Рассмотреть технологии добычи и
переработки медно молибденовых руд и экологические проблемы возникающие при
этой деятельности.
Исходные данные: Технологические схемы,
нормативные документы.
Рекомендуемая литература: Справочник по
обогащению руд, журнал «Экология»
Дата выдачи задания “ 20 ” февраля 2012 г.
Дата представления проекта руководителю “ 7” мая
2012 г.
Руководитель курсовой работы__ Домрачева В. А._
Введение
Современное состояние горно-добывающей
промышленности характеризуется сильным влиянием на экологическую ситуацию в
пределах региона добычи полезного ископаемого. Медь широко применяется в
промышленности, в частности в электротехнической. Медь является тяжелым
высокотоксичным металлом, а медно-молибденовые руды обогащаются исключительно
флотацией. Так, при добыче, место выработки засоряется соединениями меди, не
говоря уже про огромное негативное влияние на ландшафт, подземные и наземные
воды. Примером может послужить самое токсичное в мире озеро, находящееся в
кратере медного карьера Беркли Пит, разработка которого велась с 1953 до 82
года. Но не только добыча, но и переработка влияет на состояние окружающей
среды. Использование флотореагентов- токсичных соединений, так же приводит к
загрязнению окружающей среды. В настоящий момент, актуальным становится не
только замена флотореагентов на менее токсичные, но и замена самой флотации на
менее экологически опасные методы- гравитационные методы. Или на
флотогравитационные, что не так опасны для окружающей среды, как флотационные.
1. Общая
характеристика медно-молибденовых руд
1.1 Характеристика
руды
Медно-молибденовые руды - комплексные руды, в
состав к-рых входят минералы меди и молибдена.
Медный минерал обычно представлен Халькопиритом
CuFeS2, хотя на нек-рых м-ниях известны также Борнит Cu5FeS2, Халькозин Cu2S,
Ковеллин CuS, Малахит Cu2(CO3)(OH)2, Азурит Cu3(CO3)2 (OH)2, Куприт Cu2O,
ТЕНОРИТ CuO и самородная медь. Молибденовый минерал - молибденит MoS2 c
примесью ферримолибдита Fe2(MoO4)3·7H2O. M.-м. p. слагают медно-молибден -
порфировые м-ния плутоногенного гидротермального класса. B ряду этих м-ний
крайними членами являются медно-порфировые м-ния без молибдена и
молибден-порфировые м-ния без меди; осн. масса м-ний относится к комплексным
при обычном соотношении Cu:Mo как 10:1. B процессе формирования M.-м. p.
молибденит отлагается обычно несколько ранее халькопирита и др. медных
минералов, c образованием перекрывающих друг друга зон c повышенным содержанием
меди или молибдена. Ho контуры таких зон не разобщены настолько, чтобы их было
возможно отрабатывать независимо друг от друга.
МЕДНЫЕ РУДЫ - природные минеральные образования,
содержащие медь в таких соединениях и концентрациях, при которых их
промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. В
первичных рудах большинства промышленных месторождений медь присутствует в
сульфидной форме. В зоне окисления она представлена карбонатами, силикатами,
сульфатами, оксидами и другими соединениями. Известно свыше 200 медьсодержащих
минералов, промышленного скопления образующих около 20 главных минералов меди в
сульфидных рудах , на долю которых приходится свыше 90% мировых запасов и
добычи меди: халькопирит (34,5% Cu), борнит (52-65% Cu) и халькозин (79,8% Cu).
В медно-никелевых месторождениях в существенных количествах встречается кубанит
(22-45% Cu), в месторождениях самородной меди - медь самородная (98-100% Cu).
Главные минералы меди в окисленных рудах: малахит (57,4% Cu), азурит (55,5%
Cu), хризоколла (36,1% Cu), брошантит (56,2% Cu), куприт (88,8% Cu).
1.2 Месторождения
медно-молибденовых руд
По существующей классификации промышленное
значение имеют следующие месторождения: жильные, скарновые, а также
штокверковые. К жильным месторождениям относятся кварц-молибденитовая, кварц-
вольфрамит-молибденитовая и кварц-молибденит-серицитовая формации.
Месторождения последней формации существуют в России, Норвегии, Канаде, США.
Кроме молибденита и кварца, в этих рудах содержатся вольфрамит (гюбнерит,
ферберит), пирит, халькопирит и др. Скарновые месторождения в основном
комплексные, они могут содержать молибден, вольфрам, олово, медь, цинк, висмут
и др. В СНГ к ним относятся Тырныаузское, Чорух-Дайронское, Майхуринское и др.
Вольфрам в этих рудах присутствует в виде шеелита.
Штокверковые месторождения делятся на собственно
молибденовые, медно-молибденовые и вольфрамо-молибденовые. В СНГ это
месторождения медно-молибденовых руд, при обогащении которых обычно получают
медные и молибденовые концентраты. Эти руды содержат сульфиды (пирит,
молибденит, халькопирит, борнит и др. и пронизаны тонкими прожилками кварца. К
медно-молибденовым месторождениям СНГ относятся Коунрадское, Алмалыкское,
Бощекульское, Каджаранское, Агаракское, Сорское и др. Из зарубежных месторождений
можно отметить Медет (Болгария), Бингем (США), Чукикамата (Чили), Бренда,
Лорнекс (Канада) и др. В порфировых медно- молибденовых рудах молибден
ассоциирует с халькопиритом и пиритом. К собственно молибденовым месторождениям
относятся Богадинское, Мачкатица, а также крупнейшее в мире месторождение
Клаймакс, в котором сосредоточено более половины запасов молибдена
капиталистических стран. Молибденовые и медно-молибденовые руды делятся по
содержанию в них окисленных форм молибдена на сульфидные (менее 10-12 %),
смешанные (10-20 %) и окисленные (более 20 %). В СНГ добыча молибденовых
концентратов осуществляется из шток- верковых (60 %), скарновых (20 %) и
жильных (20 %) месторождений, хотя основные запасы сосредоточены в скарновых
месторождениях. В капиталистических странах основная добыча осуществляется из
руд штокверковых месторождений (около 70 %) и в меньшей степени - из жильных и
скарновых.
Промышленное содержание молибдена в
перерабатываемых рудах колеблется в широких пределах.
В чисто молибденовых рудах обычно содержится
0,1-0,5 % Мо и более, а в медно-молибденовых, вольфрамо-молибденовых и других,
включающих два и более ценных компонентов, - 0,01 % и менее. В то же время в
процессе обогащения необходимо получать концентраты с высоким содержанием молибдена
(45-50 % и более). Месторождения меди разделяются на 9 геолого- промышленных
типов, входящих в 6 генетических групп.
Для каждого из типов месторождений характерны
свои промышленные (по набору основных и важнейших попутных компонентов) и
минеральные типы руд, отличающиеся по содержанию меди и технологическим
свойствам. В CCCP главное значение в запасах и добыче меди имеют 4 геолого -
промышленных типа месторождений; медно-никелевый, медистых песчаников и
сланцев, медно-колчеданный и медно- порфировый; в развитых капиталистических и
развивающихся странах - только два: медно- порфировый и медистых песчаников и
сланцев; значение медно-никелевых и медно- колчеданных месторождений
ограниченное. Практическое значение кварцево-сульфидных (жильных) и скарновых месторождений
в целом подчинённое, остальных типов незначительное. В перспективе в качестве
самостоятельных геолого-промышленных типов могут оформиться месторождения
медьсодержащих морских железомарганцевых конкреций и илов, а также
ураново-золотомедные месторождения типа Олимпик-Дам в Австралии. Среднее
содержания меди в различных типах руд основных геолого-промышленных типов
месторождений меди колеблются в пределах 0,3-5%. Содержания в них основных
попутных компонентов варьируют ещё в большей степени, составляя в среднем для
платиноидов, Au, Re 10 - 10 %; для Ag, Se, Te, In, Tl, Ga, Ge 10 - 10 %; для
Mo, Bi, Cd, Со 10 - 10 %; для Zn, Pb, Ni, R, Ti, V 10 - n%; для S и Fe
(магнетитового) n - n•10%. В качестве вредных примесей в медных рудах часто
встречаются мышьяк и сурьма (10 - 10 %), иногда ртуть (10 %). Основной способ
добычи медных руд - открытый, на долю которого приходится около 65% добычи
металла в развитых капиталистических и развивающихся странах. В частности,
свыше 80% Cu добывается открытым способом в США, Мексике, Перу, Заире, на
Филиппинах, около 60% - в Замбии, свыше 50% - в Чили и Швеции, более 40% - в
Канаде и ЮАР, 100% - в Папуа - Новой Гвинее. Годовая мощность наиболее крупных
меднорудных предприятий превышает 30 млн. т по руде и 200 тысяч т по металлу
(Чукикамата и Эль-Теньенте в Чили, Бингем в США, Пангуна в Папуа - Новой
Гвинее). Около 85% медьсодержащих руд подвергаются обогащению методом флотации.
Только небольшая часть богатых медно- никелевых и сплошных медно-колчеданных
руд пригодна для непосредственной плавки. Медно-никелевые руды обогащаются по
схемам селективной и коллективной флотации с получением медного и
медно-никелевого концентратов. Железомедные руды в габброидах, карбонатитовые и
скарновые, перерабатываются по схемам селективной флотации и магнитной
сепарации с получением медного и железного (магнетитового) концентратов.
Молибденово-медные руды медно-порфировых месторождений обогащаются способом
коллективной флотации с последующим разделением полученного продукта на медный
и молибденовый концентраты. Собственно медные руды месторождений медистых
песчаников и сланцев, жильных, самородной меди перерабатываются по схемам
селективной флотации с получением одного медного концентрата, причём при
обогащении руд с самородной медью производится дополнительное извлечение
последней способом гравитации на концентрационных столах. Медные,
цинково-медные и медно- цинковые колчеданные руды перерабатываются по схемам
прямой селективной либо коллективной и коллективно-селективной флотации с выпуском
медного, цинкового и серного (пиритового) концентратов. Окисленные и смешанные
руды при благоприятных условиях также перерабатываются с помощью флотации, но
чаще способом химического и бактериального выщелачивания в чанах и кучного.
Извлечение меди из руд различных типов колеблется в пределах 50-97%, содержание
её в концентратах - от 15 до 50% в зависимости от минерального состава руд, а
также, их структурных и текстурных особенностей. Наиболее высокие содержания
меди (до 50%) характерны для концентратов, получаемых из борнитовых и
халькозиновых руд, минимальные - из халькопиритовых. Основные месторождения
меди важнейших геолого-промышленных типов имеют геологический возраст от
раннего докембрия до кайнозоя включительно и располагаются в пределах как протяжённых
глобальных металлогенических поясов, так и обособленных рудных районов (карта).
Максимумы проявления медно-никелевого оруденения приходятся на поздний
докембрий и мезозой. Докембрийский возраст имеют месторождения Кольского
полуострова (CCCP), Ботсваны в Южной Африке, Канадского щита в Северной
Америке, Западной Австралии; мезозойский - Норильского района (CCCP) и
некоторых африканских стран (ЮАР). Основные месторождения медно- порфирового
типа располагаются в пределах четырёх глобальных металлогенических поясов:
Западно-Тихоокеанского, объединяющего месторождения складчатых сооружений
Кордильер и Анд от Аляски до южных районов Чили, возраст их от
юрско-раннемелового на севере до плиоценового на юге (см. Меденосный пояс Южной
Америки); восточно- Тихоокеанского, включающего миоцен- плиоценовые
месторождения юго-восточной Азии и Океании (Филиппины, Папуа - Новая Гвинея,
Малайзия и др.); Средиземноморского сектора Тетиса - ранне-миоценовые
месторождения Балканской (Югославия, Болгария), Малокавказской (CCCP) и Ирано-
Пакистанской провинций; Палеотетиса - средне-верхнекарбоновые месторождения
Джунгаро-Балхашской и Кураминской провинций (CCCP) и пермо-триасовые Орхоно-
Селенгинской провинции (Монголия). Возраст основной части месторождений медно-
колчеданного типа - средне- верхнепалеозойский (Урал, Северный Кавказ, Рудный
Алтай в CCCP, месторождения Испании, Португалии); докембрийский возраст имеют
месторождения Канады, Австралии, Индии, США; нижнепалеозойский - месторождения
Салаира и Чингиза в CCCP, месторождения скандинавских стран; мезозойско-
кайнозойский - месторождения Закавказья и Дагестана в CCCP, месторождения
Югославии, Болгарии, Турции, Японии, Перу и др. По времени проявления
оруденения в медистых песчаниках и сланцах выделяется два максимума - докембрийский
и верхнепалеозойский. Нижнепротерозойский возраст имеет Удоканское
месторождение (CCCP), верхнепротерозойский - месторождения Меденосного пояса
Центральной Африки и месторождения США, вендский - месторождения Афганистана,
верхнепалеозойский - Джезказганское месторождение в CCCP, месторождения Польши
и ГДР. Запасы меди в развитых капиталистических и развивающихся странах на
начало 1984 составляли 847,6 млн. т, в том числе доказанные 447,4 млн. т.
Распределение запасов по континентам и странам крайне неравномерное. В 1984 на
Южную и Центральную Америку (главным образом на Чили, Перу, Мексику и Панаму)
приходилось 363,9 млн. т (43,0% общих запасов), на Северную Америку (США и
Канаду) - 175,2 млн. т (20,7%), Африку (в основном Замбию, Заир, ЮАР) - 162,7
млн. т (19,1%), Азию (Филиппины, Иран и др.) - 68,1 млн. т (8,1%), Австралию и
Океанию - 60,5 млн. т (7,1%), Европу - 8,3 млн. т (2,0%). Сырьевая база меди в
Японии незначительная (общие запасы меди в 1984 - 1,8 млн. т), а в таких
развитых Западноевропейских странах - крупных потребителях меди, как Бельгия,
Великобритания, Франция и ФРГ, практически отсутствует.
2. Технология добычи и
переработки медно-молибденовых руд
.1 Технологии добычи
Штольни, расположенные на любом уровне, называют
по их абсолютной отметке; так, 570-й горизонт находится на 570 м выше уровня
моря.
Главных опасностей, которые подстерегают
шахтеров-угольщиков, здесь нет. Кровля горных выработок прочная, обвалы редки.
Магматические породы не газоносны, взрывы метана исключены. Но все же в
выработках ставят деревянные крепи, потому что породы трещиноваты, а применение
взрывчатки при горных работах увеличивает трещины, расшатывает блоки горных
пород.
В конце штольни (в забое) пробуривают скважины
небольшого диаметра - шпуры. Шпур может быть направлен вниз, в сторону
(горизонтальный шпур), вверх (восстающий). В каждый шпур закладывают взрывчатку
и, удалив всех людей, производят взрыв. О наиболее мощных взрывах предупреждают
даже население прилегающих поселков.
А после взрыва выбирают из забоя руду. При этом
бывает, что от основной массы породы отваливаются куски, слишком большие, чтобы
можно было их транспортировать. В таком куске (негабаритном) делают шпур и
разбивают глыбу несильным взрывом.
На извлечении руды из забоя работают горные
комбайны.
Серьезная опасность для горняков - пыль. Если не
применять защитных средств, она оседает в легких, вызывая тяжелую болезнь -
силикоз. Поэтому обязательному применению респираторов уделяют на рудниках и на
обогатительных фабриках большое внимание, а в городской системе здравоохранения
работает противосиликозная служба.
Открытую добычу ведут в карьерах. Если руда
залегает с поверхности, прямо с поверхности можно вести и добычу (горняки
всегда говорят добыча). Если же рудное тело перекрыто другими породами -
вскрышей, нужно эти породы сначала удалить, то есть произвести вскрышные
работы. Карьер - это или ступень на склоне горы, или большая, глубиной иногда в
сотни метров, яма со склонами в виде огромных ступеней, по которым могут ездить
(и ездят в большом количестве) самосвалы.
Иногда карьер, сделанный в виде понижения на
плоской вершине горы, расширяясь, добирается до ее склона и прорезает его,
открываясь в соседнюю долину.
Отделяют руду от дна и стенок карьера тоже
взрывами, но обычно гораздо более мощными, чем при подземной добыче.
Негабаритные глыбы, как и при подземной
разработке, дробят маломощными взрывами.
На поездах руду везут на обогатительную фабрику.
Разгрузка происходит просто: вагоны самоопрокидывающиеся. Руду дополнительно
дробят и размалывают в порошок. Снова пыль; на этот раз она в большом
количестве выбрасывается через трубы фабрики с горячим воздухом.
2.2 Технологии
переработки
На рисунке 1 представлена технологическая схема
измельчения апатитовой руды перед обогащением. По схеме измельчение проводят в
три ступени: крупное, среднее и тонкое.
Руду из карьера вагонами 3 подают в бункер 2 с
колосниковой решеткой, которая преграждает доступ кускам, размер которых
превышает ширину пасти дробилки. Из бункера руду подают питателем 1 на транспортер
4, а последним - на грохот 5. Здесь материал разделяется на две фракции. Нижняя
(мелкая) фракция проваливается через отверстия грохота и по желобу 15 попадает
на транспортер 7. Верхняя (крупная) фракция поступает в конусную дробилку 6,
измельчается и тоже поступает на транспортер 7. На средней ступени измельчения
руда попадает на грохот 8, где делится также на две фракции. Нижняя фракция по
желобу 16 направляется на транспортер 10, а верхняя (крупная) - в конусную
дробилку среднего дробления 9. Из дробилки материал попадает на транспортер 10
и далее в бункер 11, т. е. на ступень тонкого измельчения. Из бункера питателем
12 руду подают в барабанную мельницу 13, заполненную стальными шарами и
работающую в замкнутом цикле со спиральным классификатором 14. В мельницу по
трубопроводу 18 поступает вода, объем которой зависит от режима измельчения и
характера дальнейшей обработки получаемой в мельнице суспензии. Обычно
соотношение объема жидкости и массы твердого вещества составляет 1:2 - 1:3.
Суспензию из мельницы направляют по желобу 19 в классификатор 14, где крупные
частицы оседают на дно корыта й шнеком по желобу 17 подаются обратно в
мельницу, а мелкие, находясь во взвешенном состоянии, вместе с жидкостью
переливаются через порог классификатора и по желобу 20 поступают на флотацию и
дальнейшую обработку.
Рисунок 1. Технологическая схема измельчения
медно-молибденовой руды: а - крупное; б - среднее; в - мелкое; 1, 12 -
питатели; 2 - бункер с колосниками; 3 - вагон с рудой; 4, 7 и 10 - ленточные
транспортеры; 5, 8 - грохоты; 6 - конусная дробилка крупного дробления; 9 -
дробилка среднего дробления; 11 - бункер; 13 - барабанная мельница; 14 -
спиральный классификатор; 15-17, 19, 20 - желоба; 18 - трубопровод для воды.
Из схемы видно, что на любой ступени измельчения
перед дробилкой из потока отделяют мелочь, что уменьшает переизмельчение.
Здесь отделяются крупные частицы твердой фазы и
по трубе 11 возвращаются в мельницу на домол, а мелкие транспортируются’
газовым потоком по трубе 13 в циклон 6, откуда шнеком 7 выносятся в приемник
продукта 8. Газ, освобожденный в циклоне от основной массы твердых частиц,
отсасывается вентилятором и частично возвращается в цикл. Основную часть газа
выпускают в атмосферу через рукавный фильтр 5, который устанавливают на
выхлопной линии, чтобы улавливать фосфоритную муку и не отравлять окружающую
среду.
2.3 Методы обогащения
медно-молибденовых руд
Технология переработки
сульфидных медных и медно-пиритных руд отличается относительной простотой и
определяется типом руды (вкрапленная или сплошная), составом медных минералов и
минералов пустой породы, крупностью их вкрапленности, флотационной активностью
пирита, способностью минералов к ошламованию и т.д. Этими факторами
определяются прежде всего стадиальность и тип флотационной схемы - коллективной
или прямой селективной флотации.
Для легкообогатимых руд с
равномерной вкрапленностью медных минералов на фабриках небольшой
производительности применяют обычно одностадиальные схемы, которые включают
операции измельчения и классификации, основную флотацию, контрольную и одну-три
перечистные . Для медных руд с неравномерной и сложной вкрапленностью применяют
двухстадиальные схемы нескольких видов. Если в руде присутствуют вторичные
минералы меди, особенно ковеллин, способный к переизмельчению и ошламованию, то
после I стадии измельчения до крупности 45-60 % класса -0,074 мм и основной
флотации получается готовый медный концентрат, а богатые хвосты контрольной
медной флотации доизмельчаются до крупности 80-85 % класса -0,074 мм и
поступают на стадию медной флотации, где получается медный концентрат, который
после перечистных операций присоединяется к готовому медному концентрату.
На фабриках большой производительности
используются двухстадиальные схемы, по которым после I
стадии измельчения до крупности 45-60 % класса -0,074 мм выделяются грубый
медный концентрат и пиритсодержащие хвосты. Грубый медный концентрат
доизмельчается до 85-95 % класса -0,074 мм и поступает на перечистные операции.
При получении в I стадии обогащения богатого
медного концентрата и отвальных хвостов сростки медных минералов с пиритом и
минералами пустой породы выделяются в промпродукт. Промпродукт доизмельчают и
флотируют с получением бедного медного концентрата и отвальных хвостов или
направляют в основную медную флотацию. В первом случае, когда промпродукт
перерабатывается в отдельном цикле - промпродуктовом, операция основной
флотации проводится как бы в открытом цикле. При переработке руд с высоким
содержанием первичных шламов и растворимых солей флотацию целесообразно
осуществлять в двух циклах - песковом и шламовом. При раздельной флотации
создаются наиболее благоприятные условия для флотации крупных и мелких частиц -
шламов, которые обычно повышают общий расход реагентов, подавляют флотацию
крупных частиц, налипая на них, создают обильную и прочную пену. В зависимости
от типа медной руды и характера вкрапленности медных минералов и пирита между
собой и минералами пустой породы различают две основные разновидности схем -
коллективно-селективную и прямую селективную. Вкрапленные медные руды
(медно-порфировые, медистые песчаники и жильные руды), отличающиеся невысоким
содержанием пиритной серы и меди (0,4-2,0 %), в зависимости от содержания
пирита могут перерабатываться с получением только медного концентрата или
медного и пиритного концентратов. В первом случае применяется коллективная
флотация, а во втором - коллективно-селективная или прямая селективная.
Медно-порфировые руды на территории бывшего СССР перерабатываются на Алмалыкской
и Балхашской фабриках (Узбекистан, Казахстан). Сплошные (колчеданные)
сульфидные руды перерабатывают по схеме прямой селективной флотации.
Технологический режим флотации сульфидов меди и железа в этом случае тот же,
что и коллективно-селективной схемы. При этом в основной и перечистных
операциях медной флотации щелочность пульпы поддерживается на уровне 500-1000
г/м свободной СаО. Если в руде содержание пустой породы не превышает 10-15 %,
то хвосты контрольной медной флотации являются готовым пиритным концентратом,
содержание серы в котором может быть повышено при классификации в гидроциклоне.
Из пиритсодержащих хвостов медной флотации может быть выделен (при рН около
6-7) готовый пиритный концентрат. Технологический режим селективной флотации
сплошных руд осложняется наличием вторичных сульфидов меди, например
«сажистого» ковеллина, легко шламующегося при измельчении. В этом случае
применяются стадиальные схемы флотации: в I стадии при грубом измельчении
извлекаются вторичные сульфиды меди, а во II стадии - халькопирит. Следует
также учитывать применение цианида для подавления пирита, который будет влиять
на флотируемость вторичных сульфидов меди в широком диапазоне рН (7-11).
2.4 Получение
концентрата
Осн. кол-во меди (85-88%) получают по пирометаллургич.
схемам, к-рые, как правило, включают след. последовательные стадии: обжиг
концентрата, плавку, конвертирование, рафинирование. Обжиг проводят при
переработке высокосернистых и полиметаллич. концентратов. При обжиге удаляют
избыточное кол-во S в форме газов, содержащих 5-8% SO2 и используемых для
произ-ва H2SO4, и переводят часть примесей (Fe, Zn, As, Pb и др.) в формы,
переходящие при послед. плавке в шлак. Обжиг проводят в печах "кипящего
слоя" с применением дутья, обогащенного О2 (24-26% О2), без затрат
углеродистого топлива. Продукт обжига - огарок -плавят в печах отражательного
типа, реже - электропечах. Богатые медью руды плавили в шахтных печах, в
настоящее время этот способ имеет подчиненное значение. Перечисл. способы
плавки связаны с расходом (10-18% от массы шихты) углеродистого топлива (прир.
газ, мазут, кокс) или электроэнергии (350-450 кВт.ч на 1 т шихты).
В процессе плавки образуются 2 жидкие фазы-сплав
сульфидов меди, Fe, цветных металлов (штейн; 22-45% Сu) и сплав оксидов
металлов и силикатов (шлак; 0,4-0,7% Сu), к-рые не смешиваются друг с другом.
Шлаки складируют или используют при произ-ве строит. материалов. Осваиваются
автогенные процессы плавки, использующие тепло экзотермич. р-ций окисления
сульфидов; концентраты обрабатывают в атмосфере О2, воздуха, обогащенного О2,
или подогретого воздуха. Высокая производительность, получение богатых медью
штейнов (до 75% Сu) и концентрированных по SO2 газов, миним. расход
углеродистого топлива-достоинства, определяющие автогенные процессы как перспективное
направление в развитии пирометаллургии меди. Важнейшие способы автогенной
плавки-кислородно-факельная, взвешенная, отражательная, электроплавка, плавка в
жидкой ванне, процессы "Норанда", "Мицубиси".
Расплав штейна (в осн. Cu2S • FeS) направляют на
кон-вертирование - продувку сжатым воздухом с целью количеств. окисления FeS и
его ошлакования в присут. кварцевого флюса (первая стадия процесса), окисления
Cu2S и макс. удаления S и большинства примесей (вторая стадия): При
конвертировании используют тепло экзотермических р-ций окисления, конечный
продукт-черновая медь (98,5-99,3% Сu).Черновую медь рафинируют огневым, а затем
электрохим. способом. Огневое рафинирование основано на большем, чем у меди,
сродстве большинства металлов-примесей к кислороду, что позволяет при продувке
расплава воздухом окислить и ошлаковать количественно Fe, S, Zn, Pb и,
частично, Ni, As, Sb, Bi. Для удаления кислорода расплав меди обрабатывают
восстановителем (прир. конверсир. газ, сырая древесина). Готовый металл (>=99,5%
Сu) разливают в формы, удобные для проведения электролиза. Полученные отливки
служат анодами. Электролитич. рафинирование проводят в сернокислых р-рах при
наложении постоянного тока; в процессе электролиза осуществляется непрерывная
циркуляция подогреваемого (57-67°С) р-ра, медь осаждают на катодных основах,
получаемых также электролизом в спец. матричных ваннах при условиях,
обеспечивающих осаждение чистого металла. Для получения ровного катодного
осадка требуемой текстуры в электролит вводят ПАВ. Катодную медь (>=99,94%
Сu) переплавляют и разливают в формы, удобные для послед. обработки прокаткой,
волочением. При растворении анодов ряд примесей (As, Fe, Ni, Sb) накапливается
в электролите, поэтому часть его выводят из циркуляц. цикла (заменяя равным
объемом р-ра H2SO4) и направляют на переработку для получения техн. сортов
медного и никелевого купоросов. Нерастворимые включения анода образуют
дисперсный продукт - шлам, в к-ром концентрируются благородные и редкие
металлы. Этот продукт специально перерабатывают в шламовом цикле. Анодные
остатки (выход их 15-18% от массы анода) возвращают на переплавку в цикл
огневого рафинирования. При пирометаллургич. переработке медного концентрата
извлекают до 96-98% меди и благородных металлов, однако степень извлечения
сопутствующих элементов (S, Zn, Ni, Pb) гораздо ниже, a Fe полностью теряется
со шлаком. Многие проблемы пирометаллургич. произ-ва меди (экологическая из-за
повыш. тепло-, пыле- и газовыделения, взрывоопасность в случае контакта
расплава штейна с водой и др.) устраняются при использовании гидрометаллургич.
технологии. Она включает: селективное выщелачивание меди из сырья, чаще всего
р-ром H2SO4 или NH3; очистку р-ра от примесей и извлечение сопутствующих ценных
элементов (Zn, Co, Ni, Cd и др.); выделение меди. При переработке бедных р-ров
(0,5-12,0 г/л меди) используют цементацию на железном скрапе и экстракцию с
послед. электрохим. осаждением меди. Из богатых р-ров (30-40 г/л меди) медь
извлекают чаще электролизом или автоклавным осаждением водородом (127-197 °С,
давление Н2 1,5-2,5 МПа). В последнем случае медь получают в форме порошка
(>=99,6% меди). Гидрометаллургич. схемы эффективны при извлечении меди из
бедных руд методами подземного, кучного, чанового выщелачивания, в т. ч. с
использованием биохим. окисления сульфидов; остатки от выщелачивания смешанных
руд обогащают флотацией. Рациональна переработка полиметаллич. концентратов,
вторичного сырья, особенно при небольшом объеме произ-ва. В этом случае весьма
перспективно автоклавное выщелачивание при повыш. т-рах (137-197 °С) и давлении
кислородсодержащего газа-окислителя (давление О2 0,2-1,0 МПа), обеспечивающее
значит. интенсификацию процесса, получение более чистых р-ров и элементной S
при окислении сульфидов. Гидрометаллургич. схемы позволяют более комплексно
использовать сырье, проще обеспечить экологич. и пром. санитарию. Внедрение их
сдерживается из-за недостаточной интенсивности, повыш. эксплуатац. затрат и др.
2.4
Технология обогащения на Алмалыкской медной фабрике
При коллективной
медно-молибденовой флотации руда измельчается в шаровых мельницах, работающих в
замкнутом цикле с классификаторами и гадроциклонами, до крупности 57 % класса
-0,074 мм. Перед классификаторами для улавливания свободного золота установлены
отсадочные машины ОП-12, концентрат которых поступает на золотодоводочную
секцию. В мельницы этого цикла подается веретенное масло (6-8 г/т) в качестве
собирателя молибденита.
В операции межцикловой флотации
при рН 8-9, создаваемом известью, удается выделить легкошламующиеся вторичные
сульфиды меди. В первые камеры флотационных машин подаются собиратель - смесь
бутилового и изопропилового ксантогенатов (4,5 г/т) и сернистый натрий (21 г/т)
для сульфидизации поверхности окисленных минералов меди.
Хвосты межцикловой флотации
доизмельчаются до крупности 60-62 % класса -0,074 мм и направляются на основную
коллективную флотацию. Туда же подается сернистый натрий (25 г/т) и собиратель
(10 и 2,5 г/т). На одной из секций фабрики хвосты межцикловой флотации
классифицируются на пески и шламы, которые флотируются в самостоятельных циклах
при одном и том же реагентном режиме - сернистый натрий (12 г/т) и собиратель
(7,5 г/т). В песковую флотацию иногда подается пенообразователь.
После контрольной флотации,
куда подается сернистый натрий (8 г/т) и собиратель (1,5 г/т), выделяются
отвальные хвосты, а концентраты объединяются и направляются на перечистки.
Особенностью этой части технологической схемы является наличие промпродуктовой
флотации, в процессе которой перерабатываются после доизмельчения до 90 %
класса -0,074 мм хвосты I перечистной и концентрат контрольной песковой
флотации. Хвосты промпродуктовой флотации являются отвальными, а концентрат
направляется на перечистку.
После II перечистной флотации,
где поддерживается высокая щелочность (500-800 г/м свободной СаО) для
подавления пирита, получается коллективный медно-молибденовый концентрат,
содержащий до 18 % Cu
и до 0,16 % Мо, при извлечении меди 83-85 % и молибдена 70-75 %. Высокая
щелочность в цикле коллективной флотации поддерживается также для стабилизации
ионного состава жидкой фазы пульпы, так как в оборотной воде, применяемой на
фабрике, содержится много ионов железа, меди, кальция, магния, натрия и хлора.
Для медных руд со средним содержанием пирита применяют как
коллективно-селективные, так и прямые селективные схемы. При обогащении по
коллективно-селективным схемам отделение медных минералов и пирита от минералов
пустой породы происходит при грубом измельчении (до 45-50 % класса -0,074 мм),
когда возможно получение хвостов с отвальным содержанием меди. Тогда по схеме
коллективно-селективной флотации после измельчения до вышеуказанной крупности
проводится коллективная флотация сульфидов меди и железа при рН не выше 7,5
(концентрация свободной СаО не превышает 20-50 г/м). Получаемый коллективный
медно- пиритный концентрат после доизмельчения до 80-95 % класса -0,074 мм
перемешивается с известью при рН 12,0-12,5 (400-500 г/м3 свободной СаО) и
цианидом для подавления пирита и направляется на медную флотацию. Хвосты
контрольной медной флотации вкрапленных руд, как правило, содержат не более
30-35 % S и поэтому
направляются на пиритную флотацию, которая проводится после удаления избыточней
щелочности до рН 5-7.
В качестве собирателей
сульфидных медных минералов применяются ксантогенаты (средний расход обычно
10-30 г/т) и дитиофосфаты (10 г/т). Широко используется сочетание
реагентов-собирателей. Например, при флотации медных руд за рубежом применяется
реагент Z-200
(изопропилэтил- тионокарбамат), который является наиболее селективным по
отношению к пириту, в сочетании с изопропиловым или амиловым ксантогенатом.
Часто используется сочетание сульфгидрильных собирателей с аполярными (машинное
масло, керосин и т.п.). В СНГ наибольшее распространение получил бутиловый
ксантогенат, который применяется на всех медных фабриках. Общая доля
ксантогенатов, используемых на фабриках США, составляет ~60 %, дитиофосфатов -
около 40 %. Подавители минералов пустой породы при флотации медных вкрапленных
руд обычно не применяются. Но если в пульпе повышенное содержание шламов, то в
основную медную флотацию и в перечистки медного концентрата добавляют жидкое
стекло (до 0,4 г/т). Если же в руде присутствуют окисленные медные минералы, то
в измельчение и в основную медную флотацию подается сернистый натрий (200-300
г/т).
По схеме прямой селективной
флотации руду перед медной флотацией измельчают сразу до 80-85 % класса -0,074
мм в целях максимального отделения медных минералов от пирита. Основная медная
флотация осуществляется при рН 11-12 (концентрация свободной СаО 400-800 г/м
пульпы) для подавления пирита. Для этой же цели можно также дополнительно
подавать цианид и цинковый купорос. Медный концентрат для повышения качества
перед перечистными операциями доизмельчается до 90-95 % класса -0,074 мм. Из
хвостов медной флотации извлекается пиритный концентрат обычным методом. Если
же в руде содержится магнетит, то он извлекается из хвостов медной или пиритной
флотации магнитной сепарацией при напряженности магнитного поля 65-80 кА/м.
Селективное разделение сульфидов меди и пирита может быть улучшено путем
введения операции перемешивания пульпы перед флотацией, что способствует
подавлению пирита и особенно пирротина благодаря образованию на них
поверхностных устойчивых пленок гидроксида железа. Повышение качества медного
концентрата при обогащении колчеданных руд достигается применением тонкого
доизмельчения перед очистными операциями.
2.5 Применение
Медь в промышленности. Применение меди. Медь, ее
соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях
промышленности. В электротехнике медь используется в чистом виде: в
производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов,
телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди
изготавливают теплообменники, вакуум- аппараты, трубопроводы. Сплавы меди с
другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной
промышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры.
Медь служит анодом при электролитическом рафинировании. Чистая медь - тягучий
вязкий металл светло-розового цвета, легко покатываемый в тонкие листы. Она
очень хорошо проводит тепло и электрический ток, уступая в этом отношении
только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся
на её поверхности тончайшая плёнка оксидов придает меди более тёмный цвет и
также служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и
диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налётом
гидpоксокаpбоната меди - (CuOH)2CO3. Медь широко используется в промышленности
из-за : высокой теплопроводимости, высокой электропроводимости, ковкости,
хороших литейных качеств, большого сопротивления на разрыв, химической
стойкости. Около 40% меди идёт на изготовление различных электрических проводов
и кабелей. Одна из важнейших отраслей применения меди - электротехническая
промшленность. Из меди изготавливают электрические провода. Для этой цели
металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую
проводимость. Присутствие в меди 0,02% алюминия снизит ее электрическую
проводимость почти на 10%. Еще более резко возрастает. сопротивление металла в
присутствии неметаллических примесей. Для получения чистой меди, которую можно
использовать в электротехнике, проводят ее электрорафинирование. Этот метод
основан на проведении электролиза водного раствора соли меди с растворимым
медным анодную или черновую, медь, которая служит одним из электродов,
погружают ванну, заполненную водным раствором сульфата меди. В ванну погружают
еще один электрод. К электродам подключают источник постоянного тока таким
образом, чтобы техническая медь стала анодом (положительный полюс источника тока),
электрод - катодом. На аноде идет реакция окисления металла: анод (+) Сu
(техн.)-2e=Сu2+ + примеси Ионы меди переходят в раствор и перемещаются к катоду
(отрицательно заряженному электроду). Нерастворимые примеси собираются вблизи
анода, некоторые примеси могут переходить в раствор. На катоде протекает
процесс восстановления ионов меди: катод (-) Сu2 + + 2е=Сu Условия электролиза
таковы, что примеси, находящиеся в растворе, не восстанавливаются.
Электрорафинированием получают Н электролитическую медь чистотой 99,999%, что
вполне достаточно для нужд электротехники.Очень важная область применения
меди-производство медных сплавов. Со многими металлами медь образует так
называемые твердые растворы, которые похожи на обычные растворы тем, что в них
атомы одного компонента (металла) равномерно распределены среди атомов другого.
Большинство сплавов меди-это твердые растворы. Сплав меди, известный с
древнейших времен,- бронза содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). Широкое
применение в машиностроительной промышленности и электротехнике нашли различные
сплавы меди с другими веществами. Наиболее важные из них являются латуни (сплав
меди с цинком), медноникеливые сплавы и бронзы. Все медные сплавы обладают
высокой стойкостью против атмосферной коррозии. В химическом отношении медь -
малоактивный металл. Однако с галогенами она реагирует уже при комнатной
температуре. Например, с влажным хлором она образует хлорид - CuCl2. При
нагревании медь взаимодействует и с серой, образуя сульфид - Cu2S. Находясь в
ряду напряжения после водорода, медь не вытесняет его из кислот. Поэтому
соляная и разбавленная серная кислоты на медь не действуют. В электротехнике
медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и
контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного
оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-
аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы. Сплавы меди с другими
металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности
(радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры. Высокая
вязкость и пластичность меди позволяют применять медь для изготовления
разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в
отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без
труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы
орнамента. Кроме того, проволока из меди легко спаивается сканым серебряным
припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым
материалом при производстве филигранных изделий. Коэффициент линейного и
объемного расширения меди при нагревании приблизительно такой же , как у
горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном
изделии, не трескается, не отскакивает. Благодаря этому мастера для
производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам. Медь и ее
сплавы применяются при строительстве линий электропередач и линий связи, в
электромашиностроении и приборостроении, в холодильной технике (производство
теплообменников охлаждающих устройств) и химическом машиностроении
(изготовление вакуум- аппаратов, змеевиков). Около 50% всей меди расходует
электропромышленность. На основе меди создано большое число сплавов с такими
металлами, как Zn, Sn, Al, Be, Ni, Mn, Pb, Ti, Ag, Au и др., и реже с
неметаллами Р, S, О и др. Область применения этих сплавов очень обширна. Многие
из них обладают высокими антифрикционными свойствами. Сплавы применяют в литом
и кованом состоянии, а также в виде изделий из порошка. Широко применяют сплавы
типа оловянных (4- 33 % Sn), свинцовых (~ 30 % Pb), алюминиевых (5-11 % Al),
кремниевых (4-5 % Si) и сурьмяных бронз. Бронзы применяют для изготовления
подшипников, теплообменников и других изделий в виде листа, прутков и труб в
химической, бумажной и пищевой промышленности. Сплавы меди с хромом и
порошковый сплав с вольфрамом идут на изготовление электродов и
электроконтактов. В химической промышленности и машиностроении также широко
применяют латунь - сплав меди с цинком (до 50 % Zn), обычно с добавками
небольших количеств других элементов (Al, Si, Ni, Mn). Сплавы меди с фосфором
(6-8 %) используют в качестве припоев.
Медь - основной материал для проводов; свыше 50
% добываемой Меди применяют в электротехнической промышленности. Все примеси
понижают электропроводность Меди, а потому в электротехнике используют металл
высших сортов, содержащий не менее 99,9 % Cu . Высокие теплопроводность и
сопротивление коррозии позволяют изготовлять из Меди ответственные детали теплообменников,
холодильников, вакуумных аппаратов и т. п. Около 30 - 40 % Меди используют в
виде различных сплавов, среди которых наибольшее значение имеют латуни (от 0 до
50 % Zn ) и различные виды бронз; оловянистые , алюминиевые, свинцовистые,
бериллиевые. Кроме нужд тяжёлой промышленности, связи, транспорта, некоторое
количество Меди (главным образом в виде солей) потребляется для приготовления
минеральных пигментов, борьбы с вредителями и болезнями растений, в качестве
микроудобрений, катализаторов окислительных процессов, а также в кожевенной и
меховой промышленности и при производстве искусственного шёлка. Медь как
художественный материал используется с медного века (украшения, скульптура,
утварь, посуда). Кованые и литые изделия из Меди и сплавов украшаются чеканкой,
гравировкой и тиснением. Лёгкость обработки Меди (обусловленная её мягкостью)
позволяет мастерам добиваться разнообразия фактур, тщательности проработки
деталей, тонкой моделировки формы. Изделия из Меди отличаются красотой
золотистых или красноватых тонов, а также свойством обретать блеск при
шлифовке. Медь нередко золотят, патинируют, тонируют, украшают эмалью. С 15
века Медь применяется также для изготовления печатных форм. Технически чистую
медь поставляют или в виде катодных листов, или в виде полуфабрикатов-слитков,
предназначенных для дальнейшего передела прокаткой. Поставляют также и готовые
медные изделия, полученные литьем (отливки разной формы и назначения) и
обработкой давлением - проволоку, листы, ленты, полосы и др. Наибольшее
распространение получили медные сплавы двух типов латунь и бронза. Более
половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления
различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической
аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь - незаменимый материал
различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в
гальванотехнике - для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных
изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др. Широко
распространено использование меди в качестве кровельного и облицовочного
материала. Благодаря своей пластичности медь идеально подходит в качестве
кровельного покрытия для крыш любой архитектурной сложности. Защитная оксидная
пленка (патина) надежно предохраняет медную кровлю от коррозии. Металл обладает
замечательными декоративными свойствами. С течением времени медная кровля (как
и любое другое изделие из меди) меняет свой цвет и из золотисто-красной
становится малахитово- зеленой. Из меди делают ювелирные украшения, посуду и
различную домашнюю утварь, декоративные элементы интерьера. Медь - достаточно
мягкий материал, поэтому его легко обрабатывать. Это позволяет мастерам
добиваться разнообразия фактур и тщательности проработки деталей. Медь нередко золотят,
патинируют, тонируют, украшают эмалью.
Молибден используется для легирования сталей,
как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов. Молибденовая проволока
(лента) служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов
электрического тока в лампочках. Соединения молибдена - сульфид, оксиды,
молибдаты - являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей,
компонентами глазурей. Гексафторид молибдена применяется при нанесении
металлического Mo на различные материалы, MoS2 используется как твердая
высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные
изотопы 93Mo (T1/2 6,95ч) и 99Mo (T1/2 66ч) - изотопные индикаторы. Молибден -
один из немногих легирующих элементов, способных одновременно повысить прочностные,
вязкие свойства стали и коррозионную стойкость.
Обычно при легировании одновременно с
увеличением прочности растет и хрупкость металла. Известны случаи использования
молибдена при изготовлении в Японии холодного оружия в XI-XIII вв. Молибден-99
используется для получения технеция-99, который используется в медицине при
диагностике онкологических и некоторых других заболеваний. В 2005 году мировые
поставки молибдена (в пересчёте на чистый молибден) составили, по данным
«Sojitz Alloy Division», 172,2 тыс. тонн (в 2003-144,2 тыс. тонн). Чистый
монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных
газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим
термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с
780 мкВ/К). Трёхокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в
качестве положительного электрода в литиевых источниках тока. Молибден
применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве
нагревательных элементов и теплоизоляции. Дисилицид молибдена применяется в
качестве нагревателей в печах с окислительной атмосферой, работающих до 1800
°С. Биологическая роль Физиологическое значение молибдена для организма
животных и человека было впервые показано в 1953 г, с открытием влияния этого
элемента на активность фермента ксантиноксидазы. Молибден промотирует (делает
более эффективной) работу антиокислителей, в том числе витамина С. Важный
компонент системы тканевого дыхания. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление
азота. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза,
сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические
функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты. Молибденоэнзимы
катализируют гидроксилирование различных субстратов. Альдегидоксидаза окисляет
и нейтрализует различные пиримидины, пурины, птеридины. Ксантиноксидаза
катализирует преобразование гипоксантинов в ксантины, а ксантины - в мочевую
кислоту. Сульфитоксидаза катализирует преобразование сульфита в сульфат.
Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях
ксантиноксидазы. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы,
наблюдается ослабление иммунной системы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль
молибдена), является антагонистом меди и нарушает ее утилизацию в организме.
Круговорот азота Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы -
фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей).
Микроэлемент Микроколичества молибдена необходимы для нормального развития
организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под
ягодные культуры. Влияет на размножение (у растений).
добыча руда экологический месторождение
3. Экологические
проблемы при добыче и переработке медно- молибденовой руды
.1 Проблемы при добыче
Добыча и обогащение медно-молибденовой руды
приводит к техногенным изменениям окружающей среды. Разработка руды открытым
способом на большинстве месторождений нарушает естественный ландшафт. При этом
возникают крупные антропогенные осыпи и обширные карьеры.
А в связи с высокой токсичностью ионов меди и ее
соединений, наблюдается картина старого медного рудника близ города Бьютт, штат
Монтана, США- самое токсичное озеро в мире.
С хвостохранилищ сдувается пыль, переносимая
ветрами на расстояние до 6 км. Пыль оседает на поверхности растений, забивая
устьица листьев и хвои, что приводит к их угнетению.
3.2 Пути решения
экологических проблем
С другой стороны, оседание пыли на поверхности
почв улучшает их свойства, потому что минеральные частицы пыли облегчают
аэрацию верхних, оторфованных горизонтов почв, снижают кислотность и поставляют
питательные вещества (фосфор и микроэлементы). В Полярном альпийском
ботаническом саду Кольского филиала РАН проводятся работы по подбору трав для
высевания на хвостохранилищах, чтобы прекратить выдувание пыли с их
поверхности. А также переход с флотореагентов на другие менее токсичные. И
изменение методов обогащения апатитовых руд. Посадка лесополос для защиты от
пыли.
4. Экологические
проблемы при переработке
.1 Система оборотного
водоснабжения
Проблема сохранения, а в ряде случаев и
улучшения качеств водных ресурсов в нашей стране решается в общегосударственном
масштабе. Решение связано, в первую очередь, с разработкой новых
производственно-технологических процессов и оборудования, обеспечивающих
максимальную утилизацию и обеззараживание промышленных отходов. Внедрение
бессточных технологий практически полностью решает проблему защиты водоемов от
загрязнения.
Однако пока еще не существует реальной
возможности перехода к ней всех производственных процессов. Задача дня -
всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику
принципов и элементов безотходной технологии будущего, и в этом направлении огромную
роль в наши дни играет решение проблемы замкнутого цикла водоснабжения
промышленных предприятий. С 1970 г. полностью переведена на оборотное
водоснабжение обогатительная фабрика действующего медеплавильного комбината.
Как показали специальные наблюдения, существенного влияния на технологический
процесс оборотная вода не оказывает и может быть использована во всех
технологических операциях. Схема оборотного водоснабжения на фабрике несложна:
сточные воды транспортируются на расстоянии 2,5 км в хвостохранилище, где после
отстаивания твердь частиц и частичной естественной очистки от солей и реагентов
направляются через колдектор в оборотную систему водоснабжения и используются в
технологическом процессе. За сутки обогатительная фабрика потребляет 13 500 м3
воды. И если раньше она сбрасывалась, загрязняя открытый водоем, то теперь
ежедневно 10 200 м3 воды циркулирует в замкнутом цикле. Оборотное водоснабжение
позволило сократить до минимума расход свежей технической воды, что является
актуальным для фабрики, расположенной в районе с ограниченным дебитом речного
стока. В промышленности до 45% всего количества потребляемой воды идет в
теплообменные аппараты на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к
воздушному позволит сократить на 70-90% расход воды на ряде предприятий
нефтехимической, химической, металлургической и других отраслей промышленности.
На XXV съезде КПСС подчеркивалось, что масштабы хозяйственной деятельности в
десятой пятилетке, специфика современных технологических процессов, применяемых
в промышленности, в особенности в таких отраслях, как металлургия и химия,
делают необходимыми специальные мероприятия по охране окружающей среды. Одним
из таких мероприятий, в частности, стал переход на использование оборотных вод.
Например, в химической промышленности в 1980 г., несмотря на значительный рост
объемов производства, значительно сократился сброс промышленных сточных вод в
водоемы, а расход свежей воды на производственные нужды остался на уровне 1975
г. Анализ состояния технологии в разных отраслях промышленности показал, что до
последнего времени традиционно допускалась одна и та же ошибка - соединение
всех сточных вод в один поток и их объединенная очистка. В результате резко
ухудшалась работа очистных сооружений и осложнялся процесс создания замкнутых
водооборотных систем. В настоящее время в ряде отраслей уже разработаны и
реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что позволило
значительно снизить удельные нормы водопотребления и в некоторых случаях
полностью исключить сбросы сточных вод в водоемы.
С точки зрения современных требований, чем
больше отходов, тем хуже технология. Большое количество сбросных вод -
объективный показатель несовершенства действующей технологической схемы.
Вот почему часто используемые технологические
методы и схемы практически не позволяют создать экономически приемлемую
замкнутую водооборотную систему. В таких случаях приходится пересматривать
существующие методы и схемы, стремиться к созданию бессточной технологии.
Бессточным предприятием является и
медеплавильный завод Алмалыкского горно-металлургического комбината. На свои
нужды он расходует 40% воды (от общего водо- потребления комбината), а его
оборотное водоснабжение составляет 87% (от общего водопотребления завода).
Оборотной водой завод обеспечивается четырьмя системами водоснабжения: первая
обеспечивает потребителей металлургического производства; вторая -
сернокислотного; третья - шламово-купоросного цеха и цеха катанки; четвертая -
цеха разделения воздуха (кислородная станция). Свежая вода идет только на
подпитку оборотных систем, частично для кондиционирования воздуха и полива
зеленых насаждений и автодорог. Сброс сточных вод в водоем отсутствует.
Продувочные воды оборотных систем и очищенные стоки завода (около 30 тыс.
м3/сут) направляются для повторного использования в технологическом процессе
Алмалыкского химического завода.
Заключение
В заключение можно сказать следующие, что при
добыче и переработке медно-молибденовых руд, в принципе как и в любой горно-
добывающей деятельности много минусов, а именно:
1. При добыче снятия вскрыши, разработке
карьеров в свою очередь приводят к опустошению и дегродации земли;
2. При переработке образуются отходы
которые занимают большие территории;
. Образование пыли которое поднимается в
результате добычи и транспортировки, котороя в свою очередь ведет к образованию
болезни которая называется «силикоз»;
. Использование флото реагентов.
Конечно же есть пути решения этих проблем,
насождение лесо полос для задержки пыли, использование электрофильтров при
выбросе пыли из комбината. Внедрение новых технологий при добычи и переработки.
И замена флотационных методов обогащения на более экологичные: магнитные и
элекрическая сепарация и гравитационные методы.
Список использованной
литературы
1. «Справочник ОПИ, том 2-4»О. С.
Богданов, Н. Г. Бащенко, и др., М., «Недра», 1983 г.
2. Электронный учебно-методический
комплекс «Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций»,
Красноярск, ИПК СФУ, 2009, 289 стр.