RU2633051C2

RU2633051C2 - Tailing for storage of waste mining enterprises

Info

Publication number: RU2633051C2
Application number: RU2016112741A
Authority: RU
Inventors: Алексей Максимович Плюснин; Елена Георгиевна Перязева; Виктория Валерьевна Дабаева; Дашима Ивановна Жамбалова
Original assignee: Алексей Максимович Плюснин
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-10-11
Also published as: RU2016112741A

Abstract

FIELD: mining engineering.

SUBSTANCE: tailing pile contains sections separated from each other. The bottom of the sections is shielded by a strong film of polymer material on which a layer of limestone 300-400 mm with grain dimension 3-10 mm is placed. On the layer of limestone, drainage pipes with a diameter of 200-300 mm, which is resistant to acidic attack. The tailing dump is filled with wet storage, and the storage of sands in a dry state.

EFFECT: invention makes it possible to improve the ecological safety of tailings storage by removing dissolved toxic substances from the sand column through the drainage wells into a layer of limestone located at the bottom of the tailing pond and in a settling pond.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, предназначено для повышения безопасности хранения отходов переработки и снижения техногенной нагрузки на природные экосистемы при освоении минеральных ресурсов. Оно может быть использовано также для длительного хранения отходов переработки руд, содержащих в своем составе сульфидные минералы, которые при хранении в окислительных условиях разлагаются с образованием в растворе токсичных веществ.The invention relates to the mining industry, is intended to improve the safety of storage of processing waste and reduce the industrial load on natural ecosystems during the development of mineral resources. It can also be used for long-term storage of ore processing wastes containing sulfide minerals, which, when stored under oxidizing conditions, decompose to form toxic substances in solution.

Известны грунтовые емкости в форме котлована с достаточно высокой непроницаемостью стенок для хранения жидкостей, преимущественно аммиачной воды. В качестве грунтового заполнителя используют суглинок, а в качестве сложного вяжущего - состав, содержащий портланд-цемент, гашеную известь и ангидрид [АС СССР № 167171, МПК В65С 5/00, БИ № 24, 1964 г.].Known soil tanks in the form of a pit with a sufficiently high wall impermeability to store liquids, mainly ammonia water. Loam is used as a soil aggregate, and a composition containing Portland cement, hydrated lime and anhydride is used as a complex binder [USSR AS No. 167171, IPC B65C 5/00, BI No. 24, 1964].

Недостатком хранилища, выполненного в естественных грунтах, является сложная по структуре и дорогая изоляция, а также невозможность очистки в процессе хранения твердых отходов хромового производства.The disadvantage of the storage made in natural soils is the complex structure and expensive insulation, as well as the inability to clean the chrome solid waste during storage.

Известно хранилище для нефтепродуктов, выполненное в виде котлована с изоляцией стенок и дна, причем изоляция имеет двойной слой, состоящий из мелкозернистого гидрофобного песка и слоя глины, насыщенного катионами магния или кальция или натрия [пат. РФ № 2028972, В65G 5/00, 1994 г.]. Недостатком хранилища, является использование его только для хранения жидких промышленных отходов, а также невозможность использования его для самоочистки твердых отходов хромового производства от шестивалентного хрома.Known storage for petroleum products, made in the form of a pit with insulation of the walls and bottom, and the insulation has a double layer consisting of fine-grained hydrophobic sand and a clay layer saturated with cations of magnesium or calcium or sodium [US Pat. RF number 2028972, B65G 5/00, 1994]. The disadvantage of the storage is its use only for the storage of liquid industrial waste, as well as the inability to use it for self-cleaning of solid waste from chromium production from hexavalent chromium.

Известен способ обустройства хранилища для промышленных отходов [Патент РФ №2130820, 1996], предусматривающий сооружение емкости-хранилища промышленных отходов в естественных грунтах и может быть использован для сооружения системы техногенных барьеров, которые ограничивают распространение в грунтах шестивалентного хрома. Хранилище, выполненное с многослойной изоляцией из механической смеси песка с глиной и золы с добавлением порошка гетита и торфа (сапропеля) с мелким щебнем гипса или ангидрита, позволяет не только хранить, но и очищать твердые отходы хромового производства от шестивалентного хрома.There is a method of arranging a storage for industrial waste [RF Patent No. 2130820, 1996], which provides for the construction of a storage tank for industrial waste in natural soils and can be used to build a system of industrial barriers that limit the spread of hexavalent chromium in soils. The storage, made with multilayer insulation from a mechanical mixture of sand with clay and ash with the addition of goethite powder and peat (sapropel) with small gravel of gypsum or anhydrite, allows not only to store, but also to clean solid waste of chromium production from hexavalent chromium.

Недостатком названного способа является то, что складирование отходов требует устройства геохимического барьера на границе хранилища. Однако не исключено его разрушение, что приводит к последующему техногенному химическому загрязнению экосистем на сопредельных территориях.The disadvantage of this method is that the storage of waste requires the installation of a geochemical barrier at the boundary of the storage. However, its destruction is not ruled out, which leads to subsequent technogenic chemical pollution of ecosystems in adjacent territories.

Известен способ переработки и захоронения отходов промышленных предприятий, который предусматривает смешивание отходов с карбонатами [Патент РФ №2277020]. Последующее их хранение осуществляется без строительства дамб или ограничивающих насыпных отвалов.A known method of processing and disposal of industrial waste, which involves mixing waste with carbonates [RF Patent No. 2277020]. Their subsequent storage is carried out without the construction of dams or restrictive bulk dumps.

Недостатком такого способа хранения является то, что карбонаты необходимо тщательно перемешивать с техногенными песками, что требует больших финансовых затрат, кроме этого в условиях муссонного климата и горного рельефа хвостохранилище может быть подвержено разрушению атмосферными и поверхностными водами, размыванию песков на значительной площади и загрязнению почв, растительности на окружающей территории.The disadvantage of this storage method is that carbonates must be thoroughly mixed with technogenic sands, which requires high financial costs, in addition, in the conditions of monsoon climate and mountainous terrain, the tailing dump can be subject to destruction by atmospheric and surface waters, erosion of sand over a large area and soil pollution, vegetation in the surrounding area.

По существу решаемой задачи наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ формирования насыпного отвала [SU 1740535 А1]. Возводится ограждающая дамба по периметру площадки, заполнение твердыми отходами производится по секциям. На поверхность заполненной части отвала отсыпают консервирующий слой из слабопроницаемого глинистого грунта, по которому чистые атмосферные осадки отводят за пределы отвала.In essence, the problem being solved is closest in technical essence and the achieved effect is the method of forming a bulk dump [SU 1740535 A1]. A boundary dam is being erected around the perimeter of the site, solid waste is filled in sections. On the surface of the filled part of the dump, a preservative layer is poured from a poorly permeable clay soil, along which pure atmospheric precipitation is removed outside the dump.

Недостатком такого способа хранения, является то, что загрязненные сточные воды и образующиеся при разложении сульфидной минерализации токсичные вещества остаются в порах складируемого материала. При длительном хранении их токсичность и агрессивность по отношению к дамбам возрастает. Возникает угроза прорыва дамб и рассеивания токсичных веществ на окружающей территории.The disadvantage of this storage method is that the contaminated wastewater and toxic substances formed during the decomposition of sulfide mineralization remain in the pores of the stored material. With prolonged storage, their toxicity and aggressiveness towards dams increases. There is a threat of breaking through dams and dispersing toxic substances in the surrounding area.

Технической задачей изобретения является устранение негативного воздействия "хвостов" переработки рудных месторождений, содержащих в своем составе сульфидные минералы, на окружающую природную среду.An object of the invention is to eliminate the negative impact of the "tailings" of the processing of ore deposits containing sulfide minerals in their composition on the environment.

Технический результат изобретения осуществляется за счет осушения отходов переработки рудных месторождений, содержащих в своем составе сульфидные минералы и перевода токсичных отходов в малоподвижное в экзогенных условиях состояние.The technical result of the invention is achieved by draining waste from ore deposits containing sulfide minerals and converting toxic waste into a sedentary state under exogenous conditions.

Хвостохранилище дамбового типа для осушения и хранения отходов горнодобывающих предприятий содержит отделенные друг от друга секции, дно секций экранировано прочной пленкой из полимерного материала, на котором помещен слой известняка толщиной 300-400 мм с размерностью зерна 3-10 мм, при этом на слой известняка установлены дренажные трубы диаметром 200-300 мм из материала, устойчивого к кислотному воздействию.The dam-type tailing dump for drainage and storage of mining enterprises waste contains sections that are separated from each other, the bottom of the sections is shielded by a strong film of polymer material, on which a layer of limestone 300-400 mm thick with a grain dimension of 3-10 mm is placed, while the limestone layer is installed drainage pipes with a diameter of 200-300 mm from a material resistant to acidic effects.

Дренажные трубы установлены по одной на площади 25 м².Drainage pipes are installed one at a time on an area of 25 m ² .

Дренажные трубы диаметром 200-300 мм выполнены из отдельных звеньев.Drain pipes with a diameter of 200-300 mm are made of individual links.

В дренажных трубах просверлены фильтрационные отверстия диаметром 2-3 мм, расположенные по спирали.Filtration holes with a diameter of 2-3 mm drilled in a spiral are drilled in the drainage pipes.

Хвостохранилище содержит отстойник для отвода очищенной в слое известняка поровой воды.The tailing dump contains a sump for the removal of pore water purified in a layer of limestone.

Изобретение поясняется представленными чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен вид сверху на хвостохранилище: 1 - дамба; 2 - техногенные пески; 4 - пруд-отстойник; 5 - оголовок дренажного колодца; 8 - стенки ограждений, разделяющие хвостохранилище на секции.The invention is illustrated by the drawings, where in FIG. 1 schematically shows a top view of the tailings: 1 - dam; 2 - technogenic sands; 4 - settling pond; 5 - the tip of the drainage well; 8 - walls of the fences dividing the tailings into sections.

Фиг. 2 - разрез хвостохранилища: 1 - дамба; 2 - техногенные пески; 3 - крошка известняка; 4 - пруд-отстойник; 5 - оголовок дренажного колодца; 6 - звено дренажного колодца; 7 – трубопровод, соединяющий известковый слой хвостохранилища с отстойником; 8 – стенка, разделяющая хвостохранилище на секции; 9 - кольцо, предохраняющее дренажный колодец от захлестывания неосветленных вод при заполнении хвостохранилища.FIG. 2 - section of the tailings: 1 - dam; 2 - technogenic sands; 3 - limestone crumb; 4 - settling pond; 5 - the tip of the drainage well; 6 - a link of a drainage well; 7 - a pipeline connecting the calcareous layer of the tailings with the sump; 8 - wall dividing the tailings into sections; 9 - a ring that protects the drainage well from overwhelming unclarified water when filling the tailings.

Фиг. 3 - размещение дренажного колодца в хвостохранилище. 2 - техногенные пески; 3 - крошка известняка; 5 - оголовок дренажного колодца; 6 - звено дренажного колодца; 9 - кольцо, предохраняющее дренажный колодец от захлестывания неосветленных вод при заполнении хвостохранилища.FIG. 3 - placement of the drainage well in the tailings pond. 2 - technogenic sands; 3 - limestone crumb; 5 - the tip of the drainage well; 6 - a link of a drainage well; 9 - a ring that protects the drainage well from overwhelming unclarified water when filling the tailings.

Хвостохранилище разделяют на секции ограждающими перемычками, в которых поочередно производят размещение отходов переработки (фиг. 1, 2). Разделение хвостохранилища на секции позволяет равномерно осушать толщу отходов переработки. Дно секции заполняют крошкой известняка, измельченного до размерности 3-10 мм, мощность слоя известняка 300-400 мм. Слой измельченного известняка укладывают на прочную водонепроницаемую пленку. Каждую секцию оборудуют дренажными колодцами (фиг. 3). Дренажный колодец представляет собой пустотелую трубу-колонну диаметром 200-300 мм, изготовленную из устойчивого к кислоте материала, состоящую из отдельных звеньев. Фильтрационные отверстия имеют размер 2-3 мм и размещаются вкруговую на всей засыпаемой песками части колонны колодца. Колонну колодца в основании закрепляют на подставку. Звенья дренажного колодца наращивают по мере заполнения секции. Складирование хвостов переработки в секции ведется с учетом формирования уклона в сторону дренажного колодца. В секциях хвосты разделяются на твердую и жидкую фазы, пески складируются, а технологические воды направляются для повторного использования. Для предохранения слива технологических вод с поверхности песков вокруг колодцев устанавливают кольца из полимерного материала, которые по мере заполнения секции приподнимают к поверхности. Дренаж вод из порового пространства песков в колодец производится по всей толще, в результате чего она постепенно осушается. Для сбора воды, профильтровавшейся через слой известняка, у внешней стороны дамбы сооружается пруд-отстойник, он предназначен для отделения взвешенных веществ от жидкой фазы. Из пруда-отстойника осветленную воду сбрасывают в принимающий водный объект. Осадок из отстойника периодически извлекают, в нем концентрируются химические элементы, которые изначально находились в рассеянном состоянии в руде и хвостах переработки.The tailing dump is divided into sections by fencing lintels, in which the processing waste is placed in turn (Fig. 1, 2). Dividing the tailings into sections allows you to evenly drain the thickness of the processing waste. The bottom of the section is filled with a crumb of limestone, crushed to a dimension of 3-10 mm, the thickness of the limestone layer is 300-400 mm. A layer of crushed limestone is laid on a durable waterproof film. Each section is equipped with drainage wells (Fig. 3). The drainage well is a hollow pipe-column with a diameter of 200-300 mm, made of an acid-resistant material, consisting of individual links. The filtration holes are 2-3 mm in size and are placed circularly over the entire sand column of the well column. The column of the well at the base is fixed to the stand. The links of the drainage well increase as the section is filled. Storage of processing tailings in the section is carried out taking into account the formation of a bias towards the drainage well. In the sections, the tails are separated into solid and liquid phases, the sands are stored, and the process water is sent for reuse. To prevent the discharge of process water from the surface of the sand around the wells, rings of polymer material are installed, which, as the sections are filled, raise to the surface. Drainage of water from the pore space of the sand to the well is carried out throughout the thickness, as a result of which it is gradually drained. To collect water filtered through a layer of limestone, a settling pond is constructed at the outside of the dam; it is designed to separate suspended solids from the liquid phase. From the settling pond, clarified water is discharged into the receiving water body. Sludge is periodically recovered from the sump; chemical elements are concentrated in it, which were initially in a dispersed state in the ore and tailings.

Изобретение может быть использовано для длительного хранения отходов переработки руд, содержащих в своем составе сульфидные минералы, разлагающиеся при хранении в окислительных условиях с образованием токсичных веществ.The invention can be used for long-term storage of ore processing wastes containing sulfide minerals that decompose upon storage under oxidizing conditions with the formation of toxic substances.

Claims

1. A dam-type tailing dump for drainage and storage of waste from mining enterprises, comprising sections separated from each other, characterized in that the bottom of the sections is shielded by a strong film of polymer material, on which a limestone layer 300-400 mm thick with a grain dimension of 3-10 mm is placed while drainage pipes with a diameter of 200-300 mm from a material resistant to acid exposure are installed on the limestone layer.

2. The tailing dump under item 1, characterized in that the drainage pipes are installed one at a time on an area of 25 m ² .

3. The tailing dump under item 1, characterized in that the drainage pipes with a diameter of 200-300 mm are made of separate links.

4. The tailing dump under item 1, characterized in that in the drainage pipes are drilled filter holes with a diameter of 2-3 mm, located in a spiral.

5. The tailing dump according to claim 1, characterized in that it contains a sump for the removal of pore water purified in the limestone layer.