авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

РАЗВИТИЕ Методов оценки и управления ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ системами пРИ рудной и россыпной золотодобыче И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ В ДАЛЬНЕВОСТОЧНОМ

-- [ Страница 3 ] --

Измельчение материала, содержащего золотонесущие пирит и арсенопирит, при введении в мельницу трехкомпонентной комплексной добавки (смеси реагентов: гидроксида натрия (50 г/т), сернистого натрия (50 г/т) и йода (10г/т)), сопровождается локальным нагреванием поверхности минеральных частиц, интенсифицирующим развитие окислительных процессов, что в условиях постоянного обновляющейся поверхности, характерных для процесса измельчения, позволяет получать более однородный гранулометрический состав по готовому классу, способствует снижению доли «трудных классов» и повышает степень извлечения золота при флотации и выщелачивании. Уточнен химизм взаимодействия активаторов поверхности с минералами.

Рассчитаны автокорреляционные (АКФ) спектры для основных рудных элементов и вмещающих пород. Предложена зависимость для прогнозного извлечения золота, с учетом параметрических коэффициентов, определенных по данным рационального анализа.

Прогнозное извлечение золота определим по зависимости:

(9)

где – извлечение золота, %; b – доля золота, извлекаемого по данной технологии; – общее содержание золота в пробе; F – коэффициент детерминации в АКФ.

Экспериментальные исследования по извлечению золота по гравитационно-флотационной, флотационной и флотационно-сорбционной технологии показали высокую (97 %) сходимость расчетных и экспериментальных данных.

С использованием методов математической статистики проведена интерпретация экспериментальных данных, которая позволила получить априорные зависимости для оценки содержание золота в концентрате и хвостах флотации:

к=0,033х2-4,173 х+193,29 (10)

х=0,0018х2-0,295х+15,7

где х = 19,5; t - время измельчения.

Экспериментальные исследования по интенсификации флотационных процессов упорных руд с введением новых реагентов в процесс флотации показали, что наиболее эффективным является добавка к бутиловому ксантогенату калия (в качестве активатора процесса гидрофобизации ) 3, 4 дигидро, 2, 5, 7, 8 тетрамитил -2 [4, 8, 12 триметил тридецил] 2Н-1 бензопиран – 6 – ола-ацетат с добавками фосфолипидов («ФУЗ») (рис.7).

 Зависимость содержания золота и железа в концентрате при флотации, в т.ч. и с-32

Рис. 7. Зависимость содержания золота и железа в концентрате при флотации, в т.ч. и с применением «ФУЗ»:

1тип - бутиловый ксантогенат 100г/т, Т-80 - 40 г/т; 2 тип - «ФУЗ» 100г/т, Т-80 - 40 г/т; 3 тип - бутиловый ксантогенат 100г/т, «ФУЗ» 20 г/т, Т-80 - 40 г/т.

Кинетические закономерности растворения золота и серебра в цианистых растворах уточнены с учетом электрохимического механизма. Согласно этому механизму, на поверхности металла образуются локальные электрохимические ячейки (анодные и катодные участки). Количественное описание диффузионных процессов проведено на основании установления функциональной зависимости между плотностью тока i и величиной электродного потенциала Е. Установление этой зависимости проведено с использованием трех основных уравнений диффузионной кинетики:

; ; . (11)

Программная реализация для заданных граничных условий позволяет моделировать процессы нестационарной диффузии цианида в присутствии окислителей. Установлено, что введение галогенов интенсифицирует процессы выщелачивания.

Уточнена кинетика процесса цианирования с учетом диффузии CN- в пору минерала за счет реакции на поверхности поры. Проведено математическое моделирования кинетики процессов выщелачивания с учетом пористой структуры минерала. Проведены экспериментальные исследования по вскрытию золота в присутствии различных окислителей и режимных параметрах экспериментов. Доказано, что присутствие йода в щелочной среде интенсифицирует процессы окисления сульфидов, вероятно, за счет развития процесса йодоцианирования, аналогично бромоцианированию, широко рекомендуемому для переработки чрезвычайно упорных руд.

За основной критерий эффективности цианирования Кц принято отношение расхода циана к доле извлеченного компонента:

Кц= CN/, (12)

где: CN – расход цианида,кг/т; – степень извлечения золота.

Нагрузка на окружающую среду по цианиду составит: Н=Кц/Кцн, где Кцн= 0,6/0,99 = 0,606 – нормированный показатель; где 0,6 кг/т – расход циана по ГОСТ; 0,99 – максимальная степень извлечения золота.

По всем исследованным пробам для месторождения Многовершинное нагрузка на окружающую среду по цианиду натрия превышает от 2,78 до 6,27 от технологической нормы. По всем исследованным пробам по месторождению Албазинское нагрузка на окружающую среду по цианиду натрия превышает от 3,2 до 8,22 от технологической нормы. Применение разработанных методов позволит снизить нагрузку по цианиду на окружающую среду и повысить степень извлечения золота.

Приведена эколого-технологическая характеристика разработанных технологических способов интенсификации процессов переработки рудного минерального сырья, включая:

1. Способ извлечения тонкодисперсного золота из золотосодержащих руд, заключающийся в добавлении борнилацетата на стадии измельчения, реализация которого повышает извлечение золота на 3,6 %, снижает расход электроэнергии на 5 %; экологический эффект заключается в снижение ресурсоемкости на 1342 т, снижении непроизводственного расхода циана на 24,5 %, повышении ЭХТ на 0,2.

2. Способ извлечения золотонесущих халькогенидов из труднообогатимого сырья, заключающийся в том, что в процесс измельчения перед флотацией в присутствии сернистого натрия и йода, повышает извлечение на 3 - 4,1 %, реализация которого снижает время технологического цикла цианирования. Экологический эффект заключается в снижении ресурсоемкости на 2300 т; снижении непроизводственного расхода циана на 30 - 35 %, повышении ЭХТ на 0,25.

3. Реализация метода определения удельной поверхностной энергии руд, позволяет оптимизировать режимы рудоподготовки, снизить удельный расход электроэнергии. Экологический эффект заключается в повышении ЭХТ на 0,38; снижении КГИТ на 10,1.

Разработанные инновационные способы интенсификации процессов переработки рудного золотосодержащего сырья имеют значительный экологический и технологический эффект.

Третье защищаемое положение - закономерности влияния на окружающую среду эколого-технологических систем при россыпной золотодобыче и рациональные методы экологизации ее основных технологических процессов, при реализации которых достигается повышение экологической безопасности и снижение ресурсоемкости.

Существующие технологии извлечения золота из песков россыпей, использующие в основе технологического процесса шлюзовые и шлюзо-отсадочные схемы, достаточно эффективно извлекают золото крупностью более 0,25 мм. Мелкое, очень мелкое и пылевидное золото при гравитационном обогащении извлекается неудовлетворительно, оно накапливается в хвостах и переходит в техногенный комплекс месторождения. Расчетная номограмма ресурсоемкости от содержания золота и степени его извлечения приведена на рис. 8.

 Номограмма ресурсоёмкости для песков россыпей Для анализа и управления-36

Рис. 8. Номограмма ресурсоёмкости для песков россыпей

Для анализа и управления технологическими потерями на основе обобщения эмпирического материала и литературных данных составлена диаграмма Исикавы, учитывающая, влияние факторов на целевую функцию. Учитывая, что морфология и гранулометрия золота оказывает значительное влияние на степень извлечения золота, уточнены закономерности седиментации и расчета коэффициента формы золотин. Применение разработанного метода интерпретации гранулометрических характеристик, с применением разработанного программного обеспечения, позволяет повысить точность седиментационного анализа и прогнозировать морфологию золота.

Электронномикроскопическое изображение золотин, выделенных гравитационными методами представлено на рис. 9.

Рис. 9. Формы золотин, выделенных гравитационными методами

Проведены экспериментальные исследования по повышению эффективности извлечения золота гравитационными методами. Для экспериментов из материала пробы крупностью -0,071+0 мм (шламовая часть) отобрано три параллельные пробы массой по 10 кг каждая. Одну пробу подвергли центробежной концентрации на лабораторном гидроциклоне в 2 стадии с последующей концентрации на столе с отбором из головок и концентратов свободного золота. Вторую пробу подвергли предварительной реагентной обработке содово-галогенидной смесью при Т:Ж=1:3 в течение 40 мин. Подготовленный материал пробы обогащали аналогично первой пробе. Третью пробу подвергли предварительной реагентной обработке гексаполифосфатом натрия в присутствии соды при Т:Ж=1:3 в течение 40 мин.

Применение реагентной обработки позволяет в 2,2 раза повысить извлечении золота. Из двух исследуемых вариантов предпочтительней обработка гексаполифосфатом, в т.ч. и с экологической точки зрения

Экспериментальными исследованиями по повышению эффективности извлечения золота из песков россыпей флотационными методами установлено, что наиболее перспективными являются методы ионной флотации и агломерационной флотации.

Определены основные реагенты и режимные параметры пенного фракционирования, позволяющие осуществлять концентрирование золота на уровне 80 – 85 % в обогащенные продукты, направляемые для дальнейшей переработки. Следует отметить, что в процессе пенного фракционирования наблюдается изменение элементного состава пенного продукта. При исследовании адсорбционной флотации глинистых фракций «Кремень» с использованием комплекса флотореагентов на основе отходов МЖК проводился полнофакторный эксперимент. В качестве адсорбента применялись модифицированные гексаполифосфатом опилки лиственницы даурской.

Уравнение аппроксимирующего многочлена имеет вид:

Y=3,446-0,026х2+0,196х3+0,036х1х2, (12)

где Y - содержание золота в концентрате флотации (определенное методом атомной адсорбции); х1- расход ФУЗ; х2 - расход модифицированного сорбента; х3 –расход бутилового ксантогената.

Эксперимент подтвердил, что значимыми являются не только линейные эффекты, но и некоторые парные взаимодействия. Из трех факторов, линейно влияющих на функцию отклика, выделилось два: концентрация адсорбента и полифосфата натрия, причем концентрация полифосфата натрия, судя по количественной оценке коэффициентов, оказалась наиболее сильно влияющим фактором. Характер влияния обоих факторов различен: при увеличении концентрации адсорбента отклик (содержание золота) уменьшается, а при увеличении концентрации полифосфата натрия отклик увеличивается. Концентрация ФУЗ в выбранных интервалах варьирования не влияет значимо на отклик, но влияние этого фактора проявилось в парном взаимодействии.

Электронно-микроскопическое исследование продуктов флотации в зоне оптимальных расходов реагентов, показало, что в концентрате фиксируются железо, циркон, наблюдаются единичные знаки золота.

Применение методов «рудной» технологии позволит повысить извлечение золота из хвостов гравитации, особенно при переработке песков россыпей, содержащих мелкодисперсное золото.

Четвертое защищаемое положение - методы управления использованием вторичного сырья, включая золотосодержащее и органическое волокнистое, при использовании рациональных технологических способов их переработки, позволяющих повысить выход и качество получаемой продукции и снизить нагрузку на окружающую среду.

Определим систему управления отходами как систему информационного взаимодействия между ее компонентами и окружающей средой, осуществляющей управление материальными и энергетическими потоками и обеспечивающей самоорганизацию эколого-технологической системы и ее устойчивое развитие при сохранении устойчивости биосферы. Разработаны методы снижения нагрузки на окружающую среду в условиях россыпной золотодобычи путем совершенствование оборотного водоснабжения. Для совершенствования оборотного водоснабжения в условиях россыпной золотодобычи предложено вводить полимерные добавки. Разработанный способ осветления воды и извлечения золота с использованием отходов лесозаготовок позволяет снизить содержание твердой фазы в оборотных водах россыпной золотодобычи в 2,2 – 2,5 раза. С целью повышения сорбционной емкости по золоту фитосорбентов исследования проводилось методом планирования эксперимента с использованием плана второго порядка. В результате обработки экспериментальных данных на ЭВМ было получено уравнение регрессий второго порядка, описывающее сорбцию золота на модифицированных опилках, которое имеет вид:

Y = 0,0323 –0,0014*X1 –0,0002*X2 –0,0004*X3, (14)

где Х1 – концентрация Na3PO4, г/л; Х2 - температура процесса активации; С0, Х3 - продолжительность процесса сорбции, мин.

На основании полученных экспериментальных данных можно определённо утверждать, что модифицированные опилки показывают хорошие сорбционные свойства по золоту. Особенно высокие результаты наблюдались при Х1 – концентрации 2 г/л, Х2 – температуре 350С и Х3 – продолжительности сорбции 5 мин.

Технические методы управления отходами рудной золотодобычи включают оценку отходов с позиций экологичности и технологичности и разработку технологических решений переработки с целью извлечения ценных компонентов и снижения нагрузки на окружающую природную среду. Учитывая экологический фактор, автор считает, что совместная переработка первичных руд месторождения с лежалыми хвостами обогащения не является оптимальной и предлагается новый рациональный метод переработки золотосодержащих отходов.

В настоящее время в регионе сбором и переработкой вторичных волокнистых ресурсов и выпуском изделий из него занимаются более 20 предприятий всех форм собственности. Объемы переработки и утилизации отходов в крае недостаточны и требуют всемерного развития. Предложена функционально-предметная модель организации обращения вторичных волокнистых отходов (ВВО) в регионе, ориентированная на максимально полный учет принципов комплексного управления, включающая следующие блоки: источники образования ВВО; сбора и транспортировки ВВО; переработки и сортировки ВВО; захоронения отходов.

С целью разработки оптимальных технологических параметров подготовки волокнистой массы, позволяющих снизить себестоимость продукции и повысить впитывающую способность волокнистой массы, были проведены экспериментально-теоретические исследования по влиянию основных технологических параметров на впитывающую способность вторичного волокнистого сырья.

Расхождение теоретических и экспериментальных данных (менее 2 %) свидетельствует об адекватности разработанных моделей оценки качественных показателей макулатурной массы. На основании эксперимента и регрессионной обработки данных получены эмпирические уравнения W= f (c1, c2, t, k), где W - впитывающая способность; c1, c2 - концентрация щелочи и перекиси водорода в гидроразбивателе, соответственно; k – композиция ПАВ. На основании балансовых расчетов установлено, что при получении бумаги из макулатуры (по сравнению с деловой древесиной) загрязнение воздуха сокращается на 73 %, воды – на 40, твердых отходов – на 39 %. Однако, в процессе обесцвечивания макулатуры дополнительно образуется 80 – 85 кг/т шлама, содержащего остатки типографской краски, мелкого волокна и наполнителя. Причем флотационные шламы содержат тяжелые металлы, которые при определенных концентрациях делают эти отходы высокотоксичными, класс опасности, рассчитанный по составу шламов - третий, что позволяет отнести их к умеренно опасным, т.е. экологическая система нарушена. Период восстановления составляет не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника. В результате проведенных исследований разработан технологический режим обработки вторичного волокнистого сырья, позволяющий значительно увеличить впитывающую способность волокнистой массы и снизить себестоимость вырабатываемой продукции. Предложена новая композиция ПАВ. Измененный режим подготовки исходного макулатурного сырья позволил повысить основные качественные показатели на 15 – 20 %. Разработан способ обработки вторичного сырья, который рекомендован к внедрению на Уссурийском комбинате. Способ изготовления многослойного картона внедрен на Хабаровском рубероидном заводе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования, комплексные методические обоснования и разработки, практическая реализация их результатов, позволили внести существенный вклад в решение актуальной научной проблемы – достоверной оценки и эффективного управления эколого-технологическими системами при рудной и россыпной золотодобыче и использовании вторичного сырья, имеющей важное экологическое, организационно-технологическое и методологическое значение.

Основные научные и практические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, заключаются в следующем:



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.