CS264417B1

CS264417B1 - A method of selecting a site for depositing sludge from the treatment of acid mine water containing iron

Info

Publication number: CS264417B1
Application number: CS873406A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Pisa; Vaclav Lanc
Original assignee: Vaclav Ing Pisa; Vaclav Lanc
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS340687A1

Abstract

Způsob řeší výběr místa pro deponování kalu z úpravy kyselých důlních vod obsahujících železo na vnějších a vnitřních výsypkách povrchových dolů. Na směs 100 g reprezentativního vzorku kalu, 100 g reprezentativního vzorku zeminy z místa určeného k deponování kalu a 1 000 ml destilované vody se za míchání působí vzdušným kyslíkem v množství 0,5 až 3 l.min“! vzduchu při laboratorní teplotě po dobu 120 až 180 min., načež se změří pH směsi a stanoví se kyselinová a zásadová neutralizační kapacita.The method addresses the selection of a site for depositing sludge from the treatment of acid mine waters containing iron on external and internal dumps of surface mines. A mixture of 100 g of a representative sample of sludge, 100 g of a representative sample of soil from the site intended for sludge deposit and 1,000 ml of distilled water is treated with atmospheric oxygen in an amount of 0.5 to 3 l.min"! of air at laboratory temperature for a period of 120 to 180 min., after which the pH of the mixture is measured and the acid and base neutralization capacity is determined.

Description

Vynález se týká způsobu výběru místa pro deponování kalu z úpravy kyselých důlních vod obsahujících železo na vnějších a vnitřních výsypkách povrchových dolů.The present invention relates to a method for selecting a sludge deposition site from the treatment of acid-containing mine waters containing iron on the external and internal dumps of opencast mines.

Způsoby likvidace a využití kalu závisí na chemickém složení kalu a technických prostředcích, zda jsou pro daný způsob k dispozici. Kal z úpravy kyselých důlních vod obsahujících železo je tvořen zejména částicemi uhlí, písku, jílů a sraženinou hydratovaného oxidu železitého a jeho likvidace může být prováděna tim, že se využívá v metalurgii, při výrobě pigmentů a barev, získává sé z něj železitý koagulant, přidává se ke stavebním a teploizolačním materiálům, do cihlářských hlín a nebo se ukládá na skládky. Některé druhy kalu sé mohou též používat pro zlepšování Struktury půdy.The methods of sludge disposal and utilization depend on the chemical composition of the sludge and the technical means, if available. Sludge from the treatment of iron-containing acidic mine water consists mainly of coal, sand, clay and hydrated ferric oxide precipitate and can be disposed of by utilizing it in metallurgy, pigments and paint production, ferrous coagulant, to building and heat insulating materials, to brick clays or to landfills. Some sludge types may also be used to improve soil structure.

. Výhody uvedených možností, kromě deponování kalu na skládky, mají zejména ekologický charakter, neboť odpad z jedné technologie je v druhém případě využíván jako surovina a nehrozí případné znečištováni životního prostředí, jako je tomu u deponováni kalu na skládky.. In addition to the disposal of sludge to landfills, the advantages of these options are particularly ecological, since the waste from one technology is used as a raw material in the second case and there is no risk of environmental contamination, as is the case of depositing sludge in landfills.

Nevýhodou uváděných způsobů je potřeba investičních i neinvestičních prostředků na realizaci příslušné technologie, potřeba pracovních sil, nutnost sledovat chemické složení kalu, zajišťovat jeho homogenitu, určitý stupeň odvodnění a dopravu na místo zpracování. Deponování kalu na skládky je oproti ostatním uváděným způsobům nejméně náročné na organizační zajištění a vynakládané prostředky, ale zásadní nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že vlivem lokálních podmínek v místě deponováni kalu může nastat rozklad kalu a následné znečišťování povrchových, spodních nebo důlních vod produkty z rozkladu kalu.The disadvantages of the mentioned methods are the need for investment and non-investment means for the implementation of the technology, the need for labor, the need to monitor the chemical composition of sludge, ensure its homogeneity, a certain degree of drainage and transport to the place of processing. The disposal of sludge in landfills is the least demanding in terms of organization and resources compared to the other methods mentioned, but the main disadvantage of this method is that due to local conditions at the sludge depositing site sludge decomposition and subsequent contamination of surface, underground or mine sludge decomposition.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výběru místa pro deponování kalu z úpravy kyselých důlních vod obsahujících železo na výsypkách povrchových dolů podle vynálezu, jehož podstatou je, že na směs 100 g reprezentativního vzorku kalu, 100 g reprezentativního vzorku zeminy z místa určeného k deponování kalu a 1 000 ml destilované vody se za míchání lopatkovým míchadlem intenzitou 5 až 200 ot.min^-1 působí vzdušným kyslíkem v množství 0,5 až 3 l.min^-'' vzduchu při laboratorní teplotě po dobu 120 až 180 min., načež se změří pH směsi a stanoví se kyselinová a zásadová neutralizační kapacita.These drawbacks are eliminated by the method of selecting the sludge deposit site from the treatment of acidic mine water containing iron on the surface mines of the present invention, which is based on a mixture of 100 g representative sludge sample, 100 g representative soil sample from sludge deposit site and 1,000 ml of distilled water with paddle stirring intensity 5-200 rpm ^-1 treated with atmospheric oxygen in an amount of 0.5 to 3 .min ^- 'air at room temperature for 120 to 180 min., then measuring the pH of the mixture and acid and base neutralization capacity are determined.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že místa k deponování přebytečného kalu je možné hledat na vnějších a vnitřních výsypkách povrchových dolů, tudíž většinou v bezprostřední blízkosti úpravny důlních vod, a že jednoduchým způsobem lze zjistit vlastnosti prostředí z hlediska možného rozkladu kalu. Tyto výhody se projeví tím, že náklady na dopravu a likvidaci kalu budou minimální, kal bude možné vyvážet v jakémkoliv stupni odvodněni, nebude nutné sledovat a zajišťovat jeho homogenitu a bude vyloučena možnost rozkladu kalu á následné znečišťování povrchových a spodních vod v okolí železem, zinkem a jinými kovy přítomnými v kalu. V případě, že kal bude deponován na vnitřní výsypce, nebude docházet ke znečišťování důlní vody železem a jinými kovy, které již jednou byly z důlní vody odstraněny a koloběh železa v těžební lokalitě tak nebude zvyšovat provozní náklady úpravy důlních vod.An advantage of the method according to the invention is that the sites for depositing excess sludge can be found on the external and internal dumps of opencast mines, hence mostly in the immediate vicinity of the mine water treatment plant, and that the environmental properties in terms of possible sludge decomposition can be easily detected. These advantages will result in minimal costs of transportation and disposal of sludge, it will be possible to export the sludge at any stage of drainage, it will not be necessary to monitor and ensure its homogeneity and eliminate the possibility of sludge decomposition and subsequent contamination of surface and underground waters in and other metals present in the sludge. If the sludge is deposited on the inner hopper, there will be no contamination of the mine water by iron and other metals, which have already been removed from the mine water, and thus the iron cycle at the mining site will not increase the operating costs of mine water treatment.

Při výběru místa pro deponování kalu je nutné respektovat zásadu, aby kal nemohl být vyplavován náhodně tekoucí vodou nebo dlouhodobě zaplavován, přičemž je výhodné kal ukládat do příkopů nebo jam.When selecting the sludge deposit location, it is necessary to respect the principle that the sludge cannot be washed away by accidentally running water or flooded for a long time, and it is preferable to deposit the sludge in ditches or pits.

zof

Ze surového odvodněného kalu určeného k likvidaci se odebere 100 g reprezentativního vzorku a z místa vybraného pro deponování se odebere rovněž 100 g reprezentativního vzorku zeminy, která bude v bezprostřední blízkosti kalu. 100 g kalu a 100 g zeminy se v 21itrové kádince smíchá s 1 000 ml destilované vody, změří se pH, stanoví se zásadová a kyselinová neutralizační kapacita a směs se při laboratorní teplotě míchá 120 až 180 minut lopatkovým míchadlem intenzitou 5 až 200 ot.min^-''''a provzdušňuje intenzitou 0,5 až 3 l.min^-^ vzduchu.100 g of a representative sample shall be taken from the raw dewatered sludge to be disposed of and 100 g of a representative sample of soil, which shall be in the immediate vicinity of the sludge, shall be taken from the site selected for deposition. Mix 100 g of sludge and 100 g of soil in a 21 liter beaker with 1 000 ml of distilled water, measure the pH, determine the alkaline and acid neutralization capacity and stir at room temperature for 120 to 180 minutes with a paddle stirrer at 5 to 200 rpm ^- '''' and aerated intensity of 0.5 to 3 .min ^- ^ air.

Po skončení míchání a provzdušňování se změří pH směsi a stanoví se kyselinová a zásadová neutralizační kapacita. Vyskytuje-li se ve vzorku zeminy síra ve formě pyritu nebo markazitu, působením vzdušného kyslíku se oxiduje na síranové ionty a do roztoku se současně uvolňuje acidita, což se projeví poklesem pH pod hodnotu 5,0 a růstem zásadové neutralizační kapacity.After stirring and aeration, the pH of the mixture is measured and the acid and base neutralization capacities are determined. If sulfur is present in the soil sample in the form of pyrite or marcasite, it is oxidized to sulphate ions by the action of atmospheric oxygen and acidity is also released into the solution, resulting in a pH drop below 5.0 and an increase in alkaline neutralization capacity.

Má-li hornina schopnost aciditu vázat, projeví se to růstem pH nad hodnotu 6,0 a zvětšením kyselinové neutralizační kapacity.If the rock has the ability to bind acidity, this will result in an increase in pH above 6.0 and an increase in acid neutralization capacity.

Je-li hodnota pH výluhu menší než 5,0, může zemina aciditu uvolňovat a vybrané místo pro deponování kalu není vhodné, protože by zde nastal jeho rozklad. Je-li hodnota pH větší než 6,0, je možné kal na vybrané místo deponovat při zachování přibližného hmotnostního poměru - množství kalu:množství zeminy s prokázanými vlastnostmi - 1:1. Při pH v rozmezí 5,0 až 6,0 je třeba vybrat nové místo nebo opakovanou zkouškou zjistit, při jakém hmotnostním poměru bude hodnota pH výluhu směsi větší než 6,0 a tento poměr při deponování přibližně zachovat.If the pH of the extract is less than 5.0, the soil may release acidity and the selected sludge deposition site is not suitable as it would decompose. If the pH is greater than 6.0, the sludge can be deposited at the selected site while maintaining an approximate weight ratio - sludge amount: soil amount with proven properties - 1: 1. At a pH between 5.0 and 6.0, a new site should be selected or repeated testing to determine at which weight ratio the pH of the mixture extract will be greater than 6.0 and approximately maintain this ratio when deposited.

Příklad 1Example 1

100 g reprezentativního vzorku kalu a 100 g reprezentativního vzorku zeminy z místa vybraného pro deponování kalu se smíchalo s 1 000 ml destilované vody a směs se při laboratoř ní teplotě míchala lopatkovým míchadlem intenzitou 5 ot.min^-3 a provzdušňovala intenzitou 0,5 l.min^-1 vzduchu po dobu 120 minut. pH; směsi po skončení míchání a provzdušňóvání se z počáteční hodnoty 5,8 snížilo na 3,2 a zásadová neutralizační kapacita se zvýšila z 0,30 mmol.l ³ na 9,8 mmol.l ³. Vybrané místo pro deponování kalu není vhodné.100 g of a representative sample of sludge and 100 g of a representative sample of soil from the site selected for the deposition of sludge was mixed with 1000 ml of distilled water and stirred at the laboratory temperature, stirred with a paddle stirrer intensity ^-3 5 rpm and aerating intensity of 0.5 liters. min ^-1 air for 120 minutes. pH; of the mixture after stirring and aeration was reduced from an initial value of 5.8 to 3.2 and the base neutralization capacity increased from 0.30 mmol.l ³ to 9.8 mmol.l ³ . The selected sludge depositing site is not suitable.

Přiklad 2Example 2

100 g reprezentativního vzorku kalu a 100 g reprezentativního vzorku zeminy z nově vybraného místa pro deponování kalu se smíchalo s 1 000 ml destilované vody a směs se při laboratorní teplotě míchala lopatkovým míchadlem intenzitou 200 ot.min^-3 a provzdušňovala -1 intenzitou 3 l.min vzduchu po dobu 180 minut. pH směsi po skončení míchání a provzdušnování se z počáteční hodnoty 5,9 zvýšilo-na 7,7 a kyselinová neutralizační kapacita se zvýšila z 0,1 mmol.I^-1 na 1,2 mmol.l^-3. Vybrané místo pro deponováni kalu je vhodné za předpokladu, že bude při deponování zachován hmotnostní poměr - množství kalu:množství zeminy s prokázanými vlastnostmi - 1:1.100 g of a representative sample of sludge and 100 g of a representative sample of soil from the newly selected site for depositing the slurry was mixed with 1000 ml of distilled water and the mixture was stirred at rt for intensity paddle 200 rpm and aerated ^-3 -1 intensity of 3 l. min air for 180 minutes. After stirring and aeration, the pH of the mixture increased from an initial value of 5.9 to 7.7 and the acid neutralization capacity increased from 0.1 mmol.l ^-1 to 1.2 mmol.l ^-3 . The selected sludge depositing site is suitable provided that the weight ratio - sludge amount: soil amount with proven properties - 1: 1 is maintained during deposit.

Claims

Method for selecting a sludge deposit site from treating iron-containing acidic mine water at surface mines dumps, characterized in that for a mixture of 100 g of a representative sludge sample, 100 g of a representative soil sample from a sludge depositing site and 1000 ml of distilled water The stirring is carried out with atmospheric oxygen in an amount of 0.5 to 3 l.min of air at room temperature for 120 to 180 minutes, after which the pH of the mixture is measured and the acid and base neutralization capacity is determined.