RU2622132C1 - Способ нейтрализации кислых шахтных вод - Google Patents
Способ нейтрализации кислых шахтных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622132C1 RU2622132C1 RU2016119136A RU2016119136A RU2622132C1 RU 2622132 C1 RU2622132 C1 RU 2622132C1 RU 2016119136 A RU2016119136 A RU 2016119136A RU 2016119136 A RU2016119136 A RU 2016119136A RU 2622132 C1 RU2622132 C1 RU 2622132C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- mine water
- calcium
- neutralization
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
Abstract
Изобретение может быть использовано в охране окружающей среды при нейтрализации кислых шахтных вод угольных бассейнов. Для осуществления способа в качестве нейтрализующего кальцийсодержащего материала используют шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом и включающий до 97 мас. % частиц размером менее 2 мм. Шлак содержит оксид кальция в количестве 53,0-60,0 мас. % и оксид магния в количестве 8,0-9,0 мас. %. Нейтрализацию осуществляют проточным методом, используя шлак в виде фильтрующей дамбы, сооружаемой из расчета 14-16 кг шлака на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной воды с начальным значением рН=4. Изобретение обеспечивает упрощение и удешевление процесса нейтрализации кислых шахтных вод, и уменьшение времени его проведения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к нейтрализации кислых шахтных вод, например, угольных бассейнов.
Большинство из существующих способов нейтрализации кислых сточных вод характеризуются длительным временем проведения реакции.
Известен способ нейтрализации кислых сточных вод путем фильтрования через слой фильтрующего материала, содержащего двухкальциевые силикаты. В качестве такого материала используется пенобетон обычного твердения плотностью 500-800 кг/м3 и нейтрализацию ведут до рН 11-13 (Патент РФ №2283815 от 20.09.06).
Недостатками способа являются щелочное значение рН сточных вод после выхода из фильтрующей колонки и дороговизна материала.
Известен двухступенчатый процесс нейтрализации сточных вод, включающий в себя фильтрование сточных вод через мелкодисперсный феррохромовый шлак в течение 1 минуты на первой ступени, и нейтрализацию известковым молоком на второй ступени. На первой ступени рН увеличивается до значения 6-7, на второй ступени до 8,5-9,5 (Патент РФ №2207324 от 27.06.2003).
Недостатками данного способа являются сложность и длительность процесса нейтрализации.
Известен способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод, включающий нейтрализацию известковым молоком и осаждение образовавшихся взвешенных частиц в присутствии флокулянта. Нейтрализацию проводят 5%-ным известковым молоком до рН 9,4-9,5, затем вводят анионный флокулянт в концентрации 5-8 мг/л и пиритные отвальные хвосты горнообогатительного производства в концентрации 2,5-10,0 г/л, содержащие железо и серу, после чего воду перемешивают и отстаивают (патент РФ №2355647 от 20.05.09).
Недостатками известного способа являются сложность его осуществления, необходимость большого числа реагентов и дороговизна некоторых из них.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ нейтрализации кислых шахтных вод путем введения в стоки карбонатного материала. В качестве нейтрализующего карбонатсодержащего материала используют пульпу из шлама отхода Березниковского содового завода, состоящую из мелкодисперсного карбоната кальция не менее 80 мас. % и приготовленную в смесителе с использованием воды из шахтного самоизлива, при этом пульпу подают дозированным сливом в зону реакции - канал самоизлива кислых шахтных вод - с последующей подачей очищенных стоков в отстойник (патент РФ №2293063 от 10.02.2007). Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа - способ нейтрализации кислых шахтных вод путем введения в стоки кальцийсодержащего материала.
Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются сложность осуществления процесса, необходимость в специализированном механическом оборудовании, а также длительность осуществления процесса (на стадию приготовления пульпы в смесителе уходит до 20 мин).
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - упрощение способа нейтрализации кислых шахтных вод, удешевление его и уменьшение времени проведения.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе нейтрализации кислых шахтных вод путем введения в стоки кальцийсодержащего материала, в качестве кальцийсодержащего материала используют шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, следующего гранулометрического состава: до 97 мас. % частиц размером менее 2 мм, содержащий оксид кальция в количестве 53,0-60,0 мас. % и оксид магния в количестве 8,0-9,0 мас. %, при этом нейтрализацию осуществляют проточным методом, используя шлак в виде фильтрующей дамбы.
Рекомендуется шлак брать из расчета 14-16 кг на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной воды с начальным значением рН=4.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - в качестве кальцийсодержащего материала используют шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, следующего гранулометрического состава: до 97 мас. % частиц размером менее 2 мм, содержащий оксид кальция в количестве 53,0-60,0 мас. % и оксид магния в количестве 8,0-9,0 мас. %; нейтрализацию осуществляют проточным методом, используя шлак в виде фильтрующей дамбы; шлак берут из расчета 14-16 кг на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной воды с начальным значением рН=4.
Использование в качестве нейтрализующего кальцийсодержащего материала шлака указанного гранулометрического состава, образующегося при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, и содержащего оксиды кальция и магния в указанных количествах, обеспечивает за счет высокой дисперсности материала большую площадь взаимодействия, что позволяет уменьшить время нейтрализации.
Проведение нейтрализации проточным методом, используя шлак в виде фильтрующей дамбы, обеспечивает реакционную способность всей массы шлака, что позволит упростить способ нейтрализации кислых шахтных вод, удешевить его и уменьшить время проведения.
Экспериментально установлено, что оптимальное количество шлака для повышения рН шахтной воды с начальным значением, равным 4 до значений 7,0, составляет 14-16 кг.
Использование шлака в количестве менее 14 кг на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной воды не позволит обеспечить достижение показателя кислотности воды (рН) равной нейтральной 7,0.
Использование шлака в количестве более 16 кг на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной нецелесообразно, это приведет к увеличению рН воды выше 7,0 и создаст щелочную среду.
Шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, представляет собой мелкодисперстный порошок с гранулометрическим составом: до 97% частиц лежит в интервале до 2 мм.
Преобладающими минералом в шлаке является мервинит, также в состав входят двукальцевый силикат, мелит, периклаз. Общее содержание оксидов кальция и магния достигает 61-69%. Химический состав шлаков производства ферросплавов представлен в таблице.
Исследования показали, что шлак относится к 4 классу опасности и обладает следующими характеристиками: содержание в водной вытяжке токсичных веществ на уровне ниже фильтрата из твердых бытовых отходов, биохимическая потребность в кислороде (БПК20) и химическая потребность в кислороде (ХПК) - не выше 300 мг/л, удельная эффективная активность природных радионуклидов составляет 58 Бк/кг. Высокая дисперсность материала обеспечивает большую площадь взаимодействия и уменьшение времени нейтрализации.
Сущность способа поясняется чертежом, на котором показана схема нейтрализации кислых шахтных вод при помощи дамбы из шлака. На схеме показаны:
1 - русло реки;
2 - заградительное сооружение;
3 - накопительный пруд;
4 - дамба из шлака, образующего при производстве феррованадия.
Пример осуществления способа.
Исследования проводились на шахтных водах Кизеловского угольного бассейна, характеризующихся высокой минерализацией и сернокислой реакцией среды (значение рН 2-4).
В качестве нейтрализующего кальцийсодержащего материала использовали шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом. Нейтрализацию осуществляли проточным методом.
Конструкторским решением для осуществления очистки сточных вод служит фильтрующая дамба из шлака 4. В качестве устройства для равномерной подачи воды может использоваться пруд 3 перед дамбой. Сточные воды подаются самотеком по водоотводной канаве.
Проведенные исследования показали, что для нейтрализации кислой шахтной воды со значения рН=4 до нейтральной реакции среды (рН=7) необходимо добавить 1,5 г шлака на 100 мл воды, или в пересчете 15 кг на 1 м3, реакция происходит в течение 1 минуты.
При добавлении 1 грамма шлака на 100 мл рН воды с рН=4 поднимается до 5,8. При добавлении 2 граммов шлака на 100 мл рН воды поднимается до 8,8 при одной и той же длительности процесса, равной 1 минуте.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет полностью нейтрализовать кислые шахтные воды в течение короткого промежутка времени, дешевый и простой в выполнении.
Claims (2)
1. Способ нейтрализации кислых шахтных вод путем введения в стоки кальцийсодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего материала используют шлак, образующийся при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, следующего гранулометрического состава: до 97 мас. % частиц размером менее 2 мм, содержащий оксид кальция в количестве 53,0-60,0 мас. % и оксид магния в количестве 8,0-9,0 мас. %, при этом нейтрализацию осуществляют проточным методом, используя шлак в виде фильтрующей дамбы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлак берут из расчета 14-16 кг на нейтрализацию 1 м3 кислой шахтной воды с начальным значением рН=4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119136A RU2622132C1 (ru) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | Способ нейтрализации кислых шахтных вод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119136A RU2622132C1 (ru) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | Способ нейтрализации кислых шахтных вод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2622132C1 true RU2622132C1 (ru) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016119136A RU2622132C1 (ru) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | Способ нейтрализации кислых шахтных вод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2622132C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769496C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-04-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности |
| RU2779420C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2022-09-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ очистки подотвальных вод от ионов железа и меди |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000040926A (ko) * | 1998-12-21 | 2000-07-15 | 신현준 | 슬래그를 이용한 광산폐수처리방법 |
| RU2207324C2 (ru) * | 2001-06-18 | 2003-06-27 | Курский государственный технический университет | Способ двухступенчатой нейтрализации сточных вод |
| RU2283815C1 (ru) * | 2005-02-28 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Способ нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту |
| RU2293063C2 (ru) * | 2005-03-14 | 2007-02-10 | Федеральное государственное научное учреждение "Естественнонаучный институт" | Способ нейтрализации кислых шахтных вод и установка для его осуществления |
| US7883626B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-02-08 | Waterways Restoration Group, Inc. | Method for the treatment of acid mine drainage |
-
2016
- 2016-05-17 RU RU2016119136A patent/RU2622132C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000040926A (ko) * | 1998-12-21 | 2000-07-15 | 신현준 | 슬래그를 이용한 광산폐수처리방법 |
| RU2207324C2 (ru) * | 2001-06-18 | 2003-06-27 | Курский государственный технический университет | Способ двухступенчатой нейтрализации сточных вод |
| RU2283815C1 (ru) * | 2005-02-28 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Способ нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту |
| RU2293063C2 (ru) * | 2005-03-14 | 2007-02-10 | Федеральное государственное научное учреждение "Естественнонаучный институт" | Способ нейтрализации кислых шахтных вод и установка для его осуществления |
| US7883626B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-02-08 | Waterways Restoration Group, Inc. | Method for the treatment of acid mine drainage |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769496C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-04-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности |
| RU2779420C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2022-09-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ очистки подотвальных вод от ионов железа и меди |
| RU2785214C1 (ru) * | 2022-06-22 | 2022-12-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ нейтрализации кислых шахтных вод |
| RU2815025C1 (ru) * | 2023-03-27 | 2024-03-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ нейтрализации кислых шахтных вод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nadaroglu et al. | Removal of copper from aqueous solution using red mud | |
| CN101857325B (zh) | 一种酸性含铁废水处理的方法 | |
| RU2009133792A (ru) | Способ очистки веществ, загрязненных тяжелыми металлами | |
| CN101412547A (zh) | 用来消除湖泊内源污染的矿物复合材料及应用 | |
| CN102923905A (zh) | 一种稀土冶炼废水的处理方法及装置 | |
| CN103224263A (zh) | 一种从高磷铁矿脱磷废水中深度除磷的方法 | |
| CN105217836B (zh) | 一种利用脱硫废水去除污水中磷的方法 | |
| CN103408094A (zh) | 一种回用给水厂废弃泥去除城镇污水中磷的方法 | |
| RU2622132C1 (ru) | Способ нейтрализации кислых шахтных вод | |
| CN105858832A (zh) | 一种处理重金属废水的材料及方法 | |
| CN103570159A (zh) | 表面活性剂旋混分散处理煤化工废水中高浓度氨氮装置 | |
| CN102139973A (zh) | 一种利用共沉淀法处理微污染和富营养化水体的方法 | |
| KR101187036B1 (ko) | 산성광산배수 처리 시스템 및 이를 이용한 처리방법 | |
| McLaughlin | Demonstration of an innovative heavy metals removal process | |
| CN102276035A (zh) | 一种垃圾渗滤液的处理方法及其处理装置 | |
| DE10157342B4 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Wasserqualität von offenen sauren sulfathaltigen Gewässern | |
| RU2646008C1 (ru) | Способ очистки и минерализации природных вод | |
| CN103449671A (zh) | 一种煤矿酸性矿井水的处理系统及其处理工艺 | |
| CN110981017A (zh) | 一种酸性含铁废水的处理方法 | |
| Deng et al. | Phosphate Removal from Swine Waste Waterwith Unburned Red Mud Ceramsite | |
| US20160101999A1 (en) | Method of treating suspended solids and heavy metal ions in sewage | |
| CN102241446B (zh) | 一种矿山废水处理方法及其装置 | |
| CN109879512A (zh) | 基于陶瓷膜的垃圾渗滤液处理方法 | |
| CN105621725B (zh) | 重金属污酸废水处理系统 | |
| Gomes et al. | Environmental Applications of Slag |