Введение к работе
Актуальность работы. Основная сложность обработки сточных вод обогатительных фаорик, перерабатывающих руды редких металлов заключается в многокомпонентности стоков. Поиск эффективных методов их очистки - включен сегодня в комплекс решений по проблемам экологии горно-обогатительной отрасли.
Рассматривая нейтрализацию как естественный геохимический процесс обработки кислых стоков и изучая его физико-химические характеристики, можно сделать существенный шаг к внедрении замкнутых систем водоснабжения на предприятиях отрасли, сократить объемы образующихся шламов.
Использование в процессах доочистки, ряда алюмосиликатов показало возможность более качественного удаления загрязняющих компонентов из производственных растворов.
Подчеркивая приоритетность создания малоотходных и безотходных технологий в природо- и ресурсосберегающей деятельности химико-металлургических производств, необходимо уделить особое внимание использованию получаемых индустриальных отходов.
Цель диссертационной работы - оптимизация процесса очистки кислых стоков химико-металлургических производств с использованием природных клиноптилолитов в комплексе с решением вопроса утилизации образующихся шламов.
Методы исследования - ситовой анализ изучения гранулометрического состава. ИК-спектроскопия, рентгеноспектральний, рентге-но-фазовый,' химико-спектральный анализы для определения свойств сорбента, изучения состава шламов. титрометрический и фотоколориметрический метода контроля содержания растворенных веществ в стоках, весовой для определения плотности шламоз; исследования в лабораториях в полупромышленных и промышленных условиях.
Научная новизна заключается в том. что:
впервые показана природа взаимодействия многокомпонентных технологических концентрированных' растворов-рафинатов с природными алюмосиликатами.
научно обосновано, что воздействие кислых рафинатов на структуру цеолитов аналогично кислотно-солевому модифицированию. Установлено, что вместе с физической и хемосорбцией цеолит игра-
ет роль интеисификатора физико-химической очистки растворов из-вестьсодержащими реагентами.
впервые создана модель системы "рафинат - известковое молоко - цеолит" и реализована с помощью метода минимизации-термодинамических потенциалов в программном комплексе "Селектор". Разработанная физико-химическая модель очистки позволила установить характер образования форм компонентов в растворе, газовой и твердой фазах в ходе всего процесса.
научно обосновано и доказано, что полная утилизация образующихся шламов возможна благодаря родственности их петрохими-ческого модуля модулям минералов, используемых в приготовлении бетонных и цементных составов.
Практическая значимость:
по результатам выполненных исследований проведены промышленные испытания на Забайкальском ГОКе, после чего схема рекомендована для промышленного производства как альтернатива базовой. Ожидаемый экономический эффект от внедрения метода очистки промышленных растворов с использованием цеолитов Холинского месторождения - 683 тыс.руб. в год (в ценах 1992 года).
созданная рабочая термодинамическая модель процесса очистки кислых рафинатов имеет прикладное значение и может быть использована при описании аналогичных процессов.
рекомендованы варианты использования образующихся в процессе очистки шламов в строительных растворах, легких и тякелых бетонах со снижением использования в них вяжущего, заполнителя или введением шлама в качестве минеральной добавки, улучшающей физико-механические свойства строительных изделий.
На зашиту выносятся:
-
Результаты исследований кинетики и механизм физико-химической очистки рафинатов от неорганических солей с использованием цеолитов Холинского месторождения.
-
Физико-химическая модель процесса очистки.
-
Технологическая схема очистки стоков.
-
Исследование по составу получаемых шламов и их практическому применений.
-
Закономерности процесса модификации Холинских цеолитов (ХЦ) кислыми рафинатами.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и
обсумдены на: "е:::дуяародкь:х конференциях "SEKEC0'94" (г.Уягород, 19Э4), !'SIBEC0'93" (г.Иркутск, 19ЭЗ), Международной научно-практической аколе-сешнаре "Методы оптимального развития и эффективного использования трубопроводных систем" (Иркутск, 1994), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов Иркутского Государственного технического университета (кафедра "Обогащение полезных ископаемых), в институте геохимии ни.Виноградова СО РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 143 стр. основного текста, 23 рисунка, 13 таблиц и состоит из введения, 4 глав, 6 приложений и списка литературы из 186 наименований.