RU2769496C1 - Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности - Google Patents

Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности Download PDF

Info

Publication number
RU2769496C1
RU2769496C1 RU2021119326A RU2021119326A RU2769496C1 RU 2769496 C1 RU2769496 C1 RU 2769496C1 RU 2021119326 A RU2021119326 A RU 2021119326A RU 2021119326 A RU2021119326 A RU 2021119326A RU 2769496 C1 RU2769496 C1 RU 2769496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dump
deoxidizing agent
formation
preventing
dumps
Prior art date
Application number
RU2021119326A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Георгиевич Максимович
Вадим Тарасович Хмурчик
Алексей Михайлович Сединин
Артем Дмитриевич Деменев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"
Priority to RU2021119326A priority Critical patent/RU2769496C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2769496C1 publication Critical patent/RU2769496C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C41/00Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/26Methods of surface mining; Layouts therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способу предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности. Техническим результатом является предотвращение образования и распространения кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности. В заявленном способе используют реагент-раскислитель. В качестве реагента-раскислителя используют побочный продукт содового производства, состоящий из частиц кальцита, который наносят на поверхность отвала в количестве не менее 5% от объема отвала, и органическую добавку в количестве не менее 0,03% от объема отвала, которые поочередно наносят на поверхность отвала. В качестве органической добавки используют смесь равных количеств глюкозы и ацетата натрия, которую вносят в виде раствора с концентрацией 0,1% на поверхность отвала после ее покрытия побочным продуктом содового производства. 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к технологии предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности.
Уровень техники
В патентной литературе известен способ, который включает сбор кислых дренажных вод из-под отвала горных пород, подачу их вместе или отдельно с шахтной водой на нейтрализацию до рН 8,0-9,2 путем смешения с реагентом-раскислителем, являющимся пульпой шлама водной отмывки руд от компонентов бетонозакладочной смеси, отстаивание образующейся суспензии при высоте слоя воды в прудке шламонакопителя около 2 м и складирование шлама в шламонакопителе, а отвод очищенной осветленной воды осуществляют с поверхности прудка шламонакопителя через выход в его борту на уровне поверхности прудка. При этом известь подают в пульпу шлама водной отмывки руды от компонентов бетонозакладочной смеси. Изобретение позволяет упростить процесс очистки сточных вод, уменьшить образование дренажной воды и расход нейтрализаторов на ее очистку (патент РФ №2186038, МПК С02F 1/62, 103/10, опубл. 27.07.2002 г.)
В данном изобретении можно выделить следующие недостатки: Существует необходимость сбора кислых дренажных вод, смешения их с реагентом-раскислителем, отстаивание в прудке-шламонакопителе, что обусловливает высокую техническую сложность и энергозатраты. Способ предусматривает постоянный контроль за значением рН в шламонакопителе и использование сложных технических устройств с применением труб, насосов и проч. Предлагаемый аналогом способ предполагает отвод очищенных осветленных вод со значениями рН, достигающими 8,0-9,2, что превышает предельно-допустимые значения рН в поверхностных водах в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01.
Известен способ нейтрализации кислых шахтных вод, заключающийся в том, что в качестве реагента-раскислителя, представленного нейтрализующим карбонатсодержащим материалом, 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. Приготовление пульпы в смесителе ведут в течение 12-20 минут. Пульпу берут из расчета 1,2-1,8 кг на 1 м3 сточных шахтных вод. Температуру дозированного слива пульпы в зимних условиях предпочтительно поддерживают равной температуре слива шахтных вод (патент РФ №2293063, МПК E02F 1/66,103/10, опубл. 20.08.2006 г.)
В данном изобретении можно выделить следующие недостатки:
Существует необходимость создания пульпы из реагента-раскислителя, в качестве которого используют шлам отхода Березниковского содового завода, которая готовится в специальной установке, а затем дозированно смешивается с кислыми шахтными водами. При этом необходимо поддержание температуры пульпы, равной температуре слива шахтных вод. Эти процессы обусловливают высокую техническую сложность и энергозатраты. В предлагаемом нами способе отсутствует необходимость подготовки реагента-раскислителя, а реагент-раскислитель одноразово наносится на поверхность отвала. Также отсутствует необходимость поддержания температуры реагента-раскислителя на заданном уровне, в связи с чем отсутствует необходимость в создании и использовании сложных технических устройств, что ведет к снижению технической сложности способа и экономических затрат на его реализацию.
Известен близкий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению способ очистки поверхностного стока с отвалов путем сооружения дамб и обустройства сборника стоков. Дамба и ложе сборника выполняются из отсева карьеров карбонатных пород. На рис. 4.13 упоминается использование щелочных реагентов-раскислителей на отвале, например отходов содового производства (см. Максимович Н.Г. и др. монография «Кизеловский угольный бассейн, экологические проблемы и пути решения», ПГНИУ, Пермь, 2018 г.). Целью эксперимента, описанного на стр. 245, была подготовка поверхности отвала к засеву растительностью. Соответственно, предусматривалось перемешивание реагента-раскислителя с породой отвала на его поверхности и производились другие мероприятия, как описано на стр. 246, так как целью работы являлось изменение поверхностного слоя отвала для посадки растений. И задача предотвращения образования кислых стоков отвалов горнорудной промышленности в данной работе не ставилась и не решалась. Кроме того, способ-прототип является трудоемким и затратным.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей создания изобретения является разработка способа предотвращения образования и распространения кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности, свободного от недостатков способа-прототипа.
Поставленная задача решается с помощью существенных признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как:
«способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности с использованием реагента-раскислителя», - и отличительных существенных признаков, таких как:
«в качестве реагента-раскислителя используют побочный продукт содового производства, состоящий из частиц кальцита, который наносят на поверхность отвала в количестве не менее 5% от объема отвала, и органическую добавку в количестве не менее 0,03% от объема отвала, которые поочередно наносят на поверхность отвала, при этом в качестве органической добавки используют смесь равных количеств глюкозы и ацетата натрия, которую вносят в виде раствора с концентрацией 0,1% на поверхность отвала после ее покрытия побочным продуктом содового производства».
Перечисленная выше совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - возможность предотвратить образование кислых стоков из отвалов горнорудной промышленности простым и надежным способом.
По результатам эксперимента максимальная эффективность нейтрализации кислых стоков «запечатанных» внутри отвала была достигнута с использованием реагента-раскислителя в количестве 5% от объема пород, слагающих отвал, с внесением органической добавки в количестве 0,03% от объема пород. Использование меньшего количества реагента-раскислителя (1%) не привело к желаемому результату. Использование реагента-раскислителя в количестве более 5% об. и органической добавки в количестве более 0,03% об. не является экономически обоснованным.
Оптимальное соотношение порода:реагент в способе-прототипе составляет 5:1, то есть реагент-раскислитель вносится в количестве, равном 20% от отвала, а продолжительность действия реагента-раскислителя по расчетам составляет 5,5 лет.
Предлагаемый нами способ направлен на «запечатывание» - нейтрализацию кислых дренажных вод внутри отвала, соответственно, нет необходимости в перемешивании реагента-раскислителя с породой, слагающей отвал, что является технически менее сложным. По предлагаемому нами способу реагент-раскислитель наносится на поверхность отвала в количестве 5-10% от объема отвала, а продолжительность действия по расчетам составляет несколько десятков лет.
В качестве органической добавки предложено использовать смесь равных количеств глюкозы и ацетата натрия. Данный качественный и количественный состав смеси обусловлен тем, что данные вещества являются продуктами разложения сложных органических веществ природными микроорганизмами. Следовательно, любые органические вещества, внесенные на поверхность отвалов, будут трансформироваться микроорганизмами, в конечном итоге, до этих соединений. Смесь вносили в виде раствора.
Осуществление изобретения
Достоверность и осуществимость предлагаемого способа подтверждается ниже приводимыми лабораторными опытами, данными таблиц (Фиг. 1), графиков (Фиг. 2) и фото.
Пример 1.
В колонки диаметром 6,5 см добавляли 250 г грунтов с отвала. В каждую колонку ежесуточно добавляли 50 мл входной жидкости. В качестве входной жидкости использовалась дистиллированная вода. В условиях свободной фильтрации жидкости через отвал происходило накапливание стока в сборной емкости. Регулярно определялся водородный показатель. Общая продолжительность эксперимента составила 44 дня.
Побочный продукт содового производства, который был использован при осуществлении метода в лабораторных условиях, на 91% состоит из кальцита и имеет размер частиц менее 2 мм.
В первом опытном варианте в колонки на поверхность грунтов добавляли реагент-раскислитель в количествах 5% и 1% от объема отвала. Для стимулирования жизнедеятельности микроорганизмов, которые могут способствовать нейтрализации кислых вод в ходе потребления органических веществ, во втором опытном варианте опыта использовали такую же колонку с породой отвала и 5% об. Реагента-раскислителя, в которую произвели единоразовое внесение органической добавки. В качестве органической добавки использовали смесь равных количеств глюкозы и ацетата натрия. Данный качественный и количественный состав смеси обусловлен тем, что данные вещества являются продуктами разложения сложных органических веществ природными микроорганизмами. Следовательно, любые органические вещества, внесенные на поверхность отвалов, будут трансформироваться микроорганизмами, в конечном итоге, до этих соединений. Смесь вносили в виде раствора объемом 50 мл и концентрацией 1 г/л.
В контрольную колонку реагент-раскислитель и органическую добавку не вносили.
Результаты эксперимента представлены в таблице на Фиг. 1 и на графиках Фиг. 2
Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Claims (1)

  1. Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности с использованием реагента-раскислителя, отличающийся тем, что в качестве реагента-раскислителя используют побочный продукт содового производства, состоящий из частиц кальцита, который наносят на поверхность отвала в количестве не менее 5% от объема отвала, и органическую добавку в количестве не менее 0,03% от объема отвала, которые поочередно наносят на поверхность отвала, при этом в качестве органической добавки используют смесь равных количеств глюкозы и ацетата натрия, которую вносят в виде раствора с концентрацией 0,1% на поверхность отвала после ее покрытия побочным продуктом содового производства.
RU2021119326A 2021-06-30 2021-06-30 Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности RU2769496C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119326A RU2769496C1 (ru) 2021-06-30 2021-06-30 Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119326A RU2769496C1 (ru) 2021-06-30 2021-06-30 Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769496C1 true RU2769496C1 (ru) 2022-04-01

Family

ID=81076188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021119326A RU2769496C1 (ru) 2021-06-30 2021-06-30 Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769496C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU833573A1 (ru) * 1979-06-04 1981-05-30 Предприятие П/Я В-2665 Способ очистки сточных вод отТ жЕлыХ цВЕТНыХ МЕТАллОВ
DE4133211C1 (ru) * 1991-10-07 1993-04-15 Allied Colloids Gmbh, 2000 Hamburg, De
EP0582174A1 (de) * 1992-08-05 1994-02-09 Walhalla-Kalk Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft mbH Zusatzstoffe und Verfahren zur Entwässerung und/oder Verfestigung von Schlämmen
DE4301091C1 (de) * 1993-01-18 1994-03-10 Koenemann Norbert Verfahren zur stofflichen und energetischen Klärschlammverwertung über die Erzeugung nachwachsender Rohstoffe
RU2186038C2 (ru) * 1999-06-14 2002-07-27 Чучалин Лев Климентьевич Способ очистки кислых сточных вод рудников от ионов тяжелых цветных металлов
RU2559505C2 (ru) * 2009-09-28 2015-08-10 НЕВЛИЗИ С.п.А. Способ устранения отходов, в частности шламов, образующихся при очистке сточных вод
RU2622132C1 (ru) * 2016-05-17 2017-06-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ нейтрализации кислых шахтных вод

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU833573A1 (ru) * 1979-06-04 1981-05-30 Предприятие П/Я В-2665 Способ очистки сточных вод отТ жЕлыХ цВЕТНыХ МЕТАллОВ
DE4133211C1 (ru) * 1991-10-07 1993-04-15 Allied Colloids Gmbh, 2000 Hamburg, De
EP0582174A1 (de) * 1992-08-05 1994-02-09 Walhalla-Kalk Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft mbH Zusatzstoffe und Verfahren zur Entwässerung und/oder Verfestigung von Schlämmen
DE4301091C1 (de) * 1993-01-18 1994-03-10 Koenemann Norbert Verfahren zur stofflichen und energetischen Klärschlammverwertung über die Erzeugung nachwachsender Rohstoffe
RU2186038C2 (ru) * 1999-06-14 2002-07-27 Чучалин Лев Климентьевич Способ очистки кислых сточных вод рудников от ионов тяжелых цветных металлов
RU2559505C2 (ru) * 2009-09-28 2015-08-10 НЕВЛИЗИ С.п.А. Способ устранения отходов, в частности шламов, образующихся при очистке сточных вод
RU2622132C1 (ru) * 2016-05-17 2017-06-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ нейтрализации кислых шахтных вод

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAKSIMOVICH N.G. and others. Kizelovsky coal basin, environmental problems and solutions, Perm, 2018, pp. 243-255. *
МАКСИМОВИЧ Н.Г. и др. Кизеловский угольный бассейн, экологические проблемы и пути решения, Пермь, 2018, с.243-255. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101412547B (zh) 用来消除湖泊内源污染的矿物复合材料及应用
CN103857631A (zh) 处理工业废物的方法
CN104528906B (zh) 一种适合水生生态重建的底泥钝化系统及其施工工艺
CN105502730B (zh) 一种混合型化肥生产废水物化处理方法
CN104108833A (zh) 一种压裂返排液的物化生化组合处理方法
CN102765830A (zh) 一种处理酸性矿山废水的反应池及方法
RU2769496C1 (ru) Способ предотвращения образования кислых стоков с отвалов горнорудной промышленности
CN105236785B (zh) 活性渗滤墙填充剂
KR101187036B1 (ko) 산성광산배수 처리 시스템 및 이를 이용한 처리방법
McLaughlin Demonstration of an innovative heavy metals removal process
CN115888249A (zh) 一种用于治理酸性矿排水的滤床填料及其制备方法与应用
CN103787506A (zh) 高盐农灌退水处理兼土壤改良型人工湿地基质构建及构建方法
RU2378233C2 (ru) Способ получения известкового удобрения
RU2431532C1 (ru) Способ обезвреживания нефтезагрязненных земель и нефтешламов
Vyawahre et al. Acid mine drainage: a case study of an Indian coal mine
DE10227951B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Wasserqualität an offenen Gewässern
RU2622132C1 (ru) Способ нейтрализации кислых шахтных вод
DE10157342A1 (de) Verfahren zur Verbesserung der Wasserqualität von sauren sulfathaltigen Gewässern
JP2010137219A (ja) サポニン含有造粒品或いはサポニン含有焼成造粒品並びにその製造方法
Nkongolo et al. Passive treatment of acid mine drainage using South African coal fly ash, column leaching study
CN202337705U (zh) 一种新型矿业废水处理装置
RU2687125C1 (ru) Способ очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами
Halim et al. Effect of organic substrate thickness on synthetic acid mine drainage (AMD) treatment
US3561945A (en) Method for controlling the growth of algae
Patel Study of the effects of ferric iron/ferrous iron ratio in influent AMD and hydraulic retention time on alkalinity generation, iron, aluminum and manganese removals by SAPS