ГЛАВА 14. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

Загрязнение воздуха при работе обогатительных фабрик обусловлено попаданием в атмосферу пыли, образующейся в результате дробления, сухого измельчения, сухих процессов обогащения, сушки, окускования, хранения и транспортировки полезных ископаемых и продуктов их обогащения. Помимо пыли в атмосферу могут попадать отработанные дымовые газы, вредные химические соединения, образующиеся в процессе агломерации, брикетирования и т. п. Находящаяся в атмосферном воздухе пыль оказывает отрицательное воздействие на организм человека, находящегося как внутри, так и вне производственного помещения, наносит ущерб почве, воде, растительности. Помимо указанных негативных воздействий, мелкодисперсная пыль некоторых минералов (сульфидная, серная, угольная и др.) может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом.

Допустимое содержание пыли в воздухе определяется нормами предельно допустимой концентрации (ПДК). В табл. 14.1 приведены предельно допустимые концентрации пыли в производственных помещениях и в воздухе, выбрасываемом в атмосферу.

Таблица 14.1

Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе

Для борьбы с пылью на обогатительных фабриках предусматривается комплекс мер, направленных на снижение концентрации пыли в производственных помещениях – герметизация пылящего оборудования, применение вытяжной вентиляции, уменьшение высоты падения материала в местах перегрузки, изоляция помещений повышенной запыленности, уборка пыли, обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты и пр. Для снижения концентрации пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, предусматриваются двух-, трехстадиальные схемы пылеулавливания с использованием оборудования, описанного в п. 13.3.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Современные обогатительные фабрики потребляют на технологические нужды значительные объемы воды (3-8 м³ на 1 т перерабатываемого полезного ископаемого), которая, загрязняясь механическими и химическими примесями в ходе технологического процесса, может привести к существенному негативному воздействию на окружающую среду. К основным загрязняющим веществам сточных вод обогатительных фабрик относятся:

– грубодисперсные примеси – хвосты фабрик с флотационными и гравитационными процессами и с мокрой магнитной сепарацией. Концентрация данных примесей не должна превышать 0,25 мг/л для водоемов хозяйственно-питьевого и 0,75 мг/л для водоемов рыбохозяйственного назначения;

– ионы цветных и черных металлов, концентрация которых определяется в основном минеральным составом перерабатываемых руд;

– флотационные реагенты: кислоты, щелочи, ксантогенаты, дитиофосфаты, цианиды, роданиды, фториды, фенолы, крезолы, нефтепродукты и прочие химические соединения, используемые при сгущении, фильтровании и других процессах.

Выпуск сточных вод в водоемы допускается в случаях, если содержание в них как механических, так и химических примесей не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК).

Сточные воды очищают физическими, химическими, физико-химическими и биохимическими методами.

Для удаления из сточных вод грубодисперсных частиц применяют физические (механические) методы: отстаивание в поле сил тяжести и центробежных сил, а также фильтрование через слой зернистого материала. Для этих целей используют сгустители, пирамидальные отстойники, шламовые бассейны, хвостохранилища.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию кислот и окисление различных химических соединений.

Основной реагент при нейтрализации кислот – гашеная известь Са(ОН)₂. Ионы кальция образуют с кислотными группами нерастворимые и труднорастворимые соединения. Кислые воды нейтрализуют также щелочами, мелом, магнезитом, мрамором, известняком.

Ионы меди удаляют из сточных вод в виде нерастворимых гидроксида или основной углекислой соли меди, при использовании недожженной извести. Для предварительной очистки применяют также цементацию – осаждение меди на железном скрапе. Помимо ионов меди с помощью извести из кислых сточных вод можно выделить также ионы свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта и других элементов, выдерживая при этом необходимое значение рН среды. Для удаления ионов цветных металлов могут использоваться методы электрохимического окисления и ионообменные смолы.

Ксантогенаты разлагаются в кислой среде (при рН < 4). Более распространен метод окисления ксантогенатов активным хлором и озоном, при этом применяется хлорная известь или гипохлорит кальция.

Нейтрализация цианидов может осуществляться окислением, переводом цианидов в нетоксичные соединения, применением ионообменных смол, озонированием и др. методами. При окислении цианидов используют хлорную известь, гипохлорит кальция или жидкий хлор в щелочной среде. При этом цианиды разлагаются до цианатов, а затем до элементарного азота и двуокиси углерода. Эффективным является применение метода озонирования, при этом озон получают из атмосферного воздуха. В щелочной среде при озонировании цианиды окисляются до цианатов, которые разлагаются до углекислоты и нитратов.

Фенолы и крезолы окисляются до безвредных соединений хлорной известью, гипохлоритами натрия, кальция, озонированием. Содержание фенолов в очищенных сточных водах, согласно нормам ПДК, не должно превышать 0,001 мг/л.

Обработка сточных вод хлорсодержащими реагентами позволяет разложить до безвредных веществ также дитиофосфаты и сульфиды.

Очистка сточных вод от нефтепродуктов(углеводородов нефти, мазута, керосина, масел) осуществляется по сложной схеме, предусматривающей улавливание нефтепродуктов в нефтеловушках, коагуляцию стоков сульфатом железа и известью, флотационную очистку, фильтрование сточных вод через кварцевые и сульфоугольные фильтры. Согласно нормам ПДК, содержание нефтепродуктов в очищенных сточных водах не должно превышать 0,1-0,3 мг/л.

Органические соединения удаляются из сточных вод методами экстракции и адсорбции. При экстракции органические вещества растворяются в экстрагенте, который в дальнейшем выделяют из сточных вод, регенерируют, извлекая органические соединения, и вновь используют в процессе. В качестве экстрагента может использоваться хлороформ, четыреххлористый углерод, диизопропиловый и дибутиловый эфиры, бутилацетат, бензол, толуол. При адсорбции в качестве адсорбентов используют активированные угли, коксовую и шлаковую мелочь. Сточные воды пропускают через слой адсорбента, органические вещества закрепляются (адсорбируются) на его поверхности. Отработанный адсорбент подвергают регенерации.

Для очистки сточных вод от многих органических и неорганических соединений, а также катионов тяжелых металлов применяют ионный обмен, позволяющий получать более высокую степень очистки. При этом используют синтетические ионообменные, нерастворимые в воде смолы – иониты (аниониты или катиониты), в зависимости от типа ионов, которыми смолы обмениваются с очищаемыми водами. После использования ионообменные смолы подлежат регенерации.

Биохимические методы очистки сточных вод основаны на использовании микроорганизмов, окисляющих органические вещества, присутствующие в сточных водах в коллоидном и растворенном состояниях. Основной биологической массой, используемой в данном методе очистки, является активный ил, состоящий из живых организмов: бактерий, простейших червей, бактериальных клеток, грибков, дрожжей и твердого субстрата – отмершей части микроорганизмов. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходимы различные химические элементы, которые они усваивают из сточных вод. Недостающие элементы: азот, фосфор, калий – искусственно вводят в очищаемую воду.

Процесс биохимической очистки осуществляют в аэротенках, биофильтрах и прудах. В процессе очистки необходимо подавать воздух или кислород. В дальнейшем очищенную воду отделяют от ила в отстойниках и хлорируют, обезвоженный ил возвращают в процесс. Биохимические методы позволяют получать высокую степень очистки сточных вод.