Розробка технологій та технічних засобів для складування відходів переробки рудної сировини в хвостосховища

Автор(и)

  • Vasil Lyashenko Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204, Україна https://orcid.org/0000-0001-8361-4179
  • Fedor Topolnij Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-3363-4646
  • Vladimir Dyatchin Обласний комунальний вищий навчальний заклад «Інститут підприємництва «Стратегія», вул. Гагаріна, 38, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52201, Україна https://orcid.org/0000-0003-1935-2746

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.184940

Ключові слова:

відходи переробки рудної сировини, гідрометалургійне виробництво, хвостосховища, технології укладання, екологічна безпека

Анотація

Об'єктом дослідження є технологія і технічні засоби для складування відходів переробки рудної сировини в підземний вироблений простір і хвостосховища з добавкою затверджувача. Одним з найбільш проблемних місць є технологія складування відходів переробки рудної сировини, згідно з якою хвости гідрометалургійного заводу (ГМЗ) направляються по пульпопроводу в хвостосховище у вигляді пульпи з співвідношенням по масі «тверде – рідке»: 1:2. Рідка фаза пульпи після відстоювання і освітлення в хвостосховищі повертається в технологічний цикл на ГМЗ. Дана технологія складування має ряд недоліків: високі одноразові капітальні витрати на будівництво хвостосховища на повну проектну потужність; велика ймовірність міграції шкідливих хімічних речовин в підземні води при пошкодженні захисних екранів основи або бортів хвостосховища.

В ході дослідження використовувалися дані літературних джерел і патентної документації в області обґрунтування параметрів сховищ, лабораторні та виробничі експерименти, фізичне моделювання і підбір складів твердіючих сумішей. Виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними і новими методиками за участю авторів.

Отримано і сформульовано механізм впливу міграційних пилових і водних потоків з масиву сховищ хвостів збагачення і металургійного переділу металовмісних руд. Показано, що міграція пилу припиняється при досягненні міцності закріпленого масиву на стиск (1,0–1,5)·105 МПа і швидкості повітряного потоку 15 м/с.

Встановлено можливість використання твердіючих сумішей із застосуванням в якості в'яжучого відходів суміжного виробництва. Запропоновано оптимальний склад інгредієнтів на 1 м3 суміші:

– хвости ГМЗ – 1350–1500 кг;

– в'яжуче (цемент) – 50–70 кг;

– вода замішування – 350 л.

Запропонована технологія складування відходів переробки рудної сировини в підземний вироблений простір і хвостосховища з добавкою затверджувача дозволяє при виробничій потужності підприємства 1500 тис. т/рік 50–55 % хвостів використовувати для закладки виробленого простору (830 тис. т/рік). А іншу частину, з'єднану з в'яжучим матеріалом, складувати в сховище (670 тис. т/рік). Завдяки цьому забезпечується можливість заповнення пов'язаними хвостами всієї існуючої площі дзеркала хвостосховища на висоту 10 м.

Біографії авторів

Vasil Lyashenko, Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, начальник відділу

Науково-дослідний відділ

Fedor Topolnij, Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра загального землеробства

Vladimir Dyatchin, Обласний комунальний вищий навчальний заклад «Інститут підприємництва «Стратегія», вул. Гагаріна, 38, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52201

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра менеджменту та соціальної роботи

Посилання

  1. Yuan, Y., Bolan, N., Prévoteau, A., Vithanage, M., Biswas, J. K., Ok, Y. S., Wang, H. (2017). Applications of biochar in redox-mediated reactions. Bioresource Technology, 246, 271–281. doi: http://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.06.154
  2. Lomonosov, G. G., Polonik, P. I., Abdalakh, Kh. (200). Sovershenstvovanie tekhnologii ochistnykh rabot na osnove primeneniia pastoobraznykh zakladochnykh materialov. Gornii zhurnal, 2, 21–23.
  3. Chernov, A. P. (Ed.) (2001). Dobycha i pererabotka uranovikh rud v Ukraine. Kyiv: Adef – Ukraina, 238.
  4. Kvitka, V. V., Sergeev, V. E., Troter, K. et. al. (2001). Tverdeiuschie zakladochnye smesi povyshennoi plotnosti/ (firma GMSZ, Avstraliia). Gornii zhurnal, 5, 33–35.
  5. Lottermoser, B. (2012). Mine Wastes: Characterization, Treatment and Environmental Impacts. New York: Springer, 400.
  6. Maanju, S. K., Saha, K. (2013). Impact of Mining Industry on Environmental Fabric – A Case Study of Rajasthan State in India. IOSR Journal Of Environmental Science, Toxicology And Food Technology, 6 (2), 8–13. doi: http://doi.org/10.9790/2402-0620813
  7. Chowdhury, S. R., Yanful, E. K., Pratt, A. R. (2014). Recycling of nickel smelter slag for arsenic remediation – an experimental study. Environmental Science and Pollution Research, 21 (17), 10096–10107. doi: http://doi.org/10.1007/s11356-014-2892-x
  8. Modaihsh, A. S., Mahjoub, M. O., Nadeem, M. E. A., Ghoneim, A. M., Al-Barakah, F. N. (2016). The Air Quality, Characterization of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, Organic Carbon, and Diurnal Variation of Particulate Matter over Riyadh City. Journal of Environmental Protection, 7 (9), 1198–1209. doi: http://doi.org/10.4236/jep.2016.79107
  9. Golik, V., Komashchenko, V., Morkun, V. (2015). Feasibility of using the mill tailings for preparation of self-hardening mixtures. Metallurgical and Mining Industry, 3, 38–41.
  10. Beiyuan, J., Awad, Y. M., Beckers, F., Tsang, D. C. W., Ok, Y. S., Rinklebe, J. (2017). Mobility and phytoavailability of As and Pb in a contaminated soil using pine sawdust biochar under systematic change of redox conditions. Chemosphere, 178, 110–118. doi: http://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.03.022
  11. Soroka, M. N., Savelev, Iu. Ia. (2004). Perspektivy utilizacii khvostov gidrometallurgicheskogo peredela i droblennykh gornykh porod v vyrabotannoe prostranstvo uranodobyvaiuschikh shakht Ukrainy. Metallurgicheskaia i gornorudnaia promyshlennost, 5, 91–94.
  12. Gusev, Iu. P., Berezikov, E. P., Krupnik, L. A. et. al. (2008). Resursosberegaiuschie tekhnologii dobychi rudy na Malevskom rudnike Zyrianovskogo GOKa (AO «Kazcink»). Gornii zhurnal, 11, 20–22.
  13. Kutepov, Iu. I., Kutepova, N. A., Zharikov, V. P. (2011). Inzhenerno–geologicheskoe i ekologicheskoe obosnovanie rekultivacii gidrootvalov Kuzbassa. Gornii informacionno-analiticheskii biulleten, 2, 34–42.
  14. Trubetskoy, K. N., Kaplunov, D. R., Ryl’nikova, M. V. (2012). Problems and prospects in the resource-saving and resource-reproducing geotechnology development for comprehensive mineral wealth development. Journal of Mining Science, 48 (4), 688–693. doi: http://doi.org/10.1134/s1062739148040132
  15. Averianov, K. A., Angelov, V. A., Akhmedianov, I. Kh., Rylnikova, M. V. (2012). Razvitie klassifikacii tekhnogennogo syria gornykh predpriiatii i obosnovanie tekhnologii ego aktivnoi utilizacii. Gornii informacionno-analiticheskii biulleten, 5, 208–213.
  16. Liashenko, V. I. (2014). Novye tekhnologii utilizacii khvostov gidrometallurgicheskogo proizvodstva v vyrabotannye prostranstva i khvostokhranilischa. Izvestiia vuzov. Cvetnaia metallurgiia, 2, 52–58.
  17. Lyashenko, V. I., Gurin, A. A. (2016). The Environmental Protection Technologies and Facilities for the Dust Suppression of the Tailing Dump Surfaces. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information, 4, 10–17.
  18. Lyashenko, V. I., Golik, V. I. (2017). Scientific and engineering supervision of uranium production development. achievements and challenges. Mining informational and analytical bulletin, 7, 137–152. doi: http://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-7-0-137-152
  19. Antofagasta zavershila stroitelstvo khvostokhranilischa na medno-molibdenovom rudnike Los-Pelambres v Chili. Available at: http://www.mineral.ru/News/34680.html
  20. Lyashenko, V. I. (2017). Development of the Scientific and Methodical Bases for Assessment of Efficiency of Nature Protection Technologies and Technical Means at the Ore Raw Materials Development and Processing. Occupational Safety in Industry, 9, 30–36. doi: http://doi.org/10.24000/0409-2961-2017-9-30-36
  21. Lyashenko, V. I., Dyatchin, V. Z., Lisovoy, I. A. (2017). Improvement of Safety of Mining Operations on the Basis of Effective Management of Mining Waste and Crude Ore Processing. Occupational Safety in Industry, 11, 16–22. doi: http://doi.org/10.24000/0409-2961-2017-11-16-22
  22. Lyashenko, V. I., Dyatchin, V. Z., Lisovoy, I. A. (2018). Increase of Environmental Safety of Mining Production on the Basis of Waste Utilization of Extraction and Processing of Ore Raw Materials. Ecology and Industry of Russia, 22 (4), 4–10. doi: http://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-4-4-10
  23. Dvoretskyi, A. I., Liashenko, V. I., Stus, V. P., Kovalenko, H. D. (2018). Vplyv uranovoi promyslovosti Prydniprovia na stan dovkillia. Problemy ta shliakhy yikh vyrishennia. Ekolohichna bezpeka: problemy i shliakhy vyrishennia. Kharkiv: FOP Stoliarova I. P., 156–165.
  24. Lyashenko, V. I., Chekushina, T. V., Lisovoy, I. A., Lisovaya, T. S. (2019). Environmental Safety in the Zone of Influence of Uranium Production. Ecology and Industry of Russia, 23 (3), 60–65. doi: http://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-3-60-65
  25. Krupskaya, L. T., Golubev, D. A., Rastanina, N. K., Filatova, M. Y. (2019). Reclamation of tailings storage surface at a closed mine in the Primorsky Krai by bio remediation. Mining Informational and Analytical Bulletin, 9, 138–148. doi: http://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-09-0-138-148
  26. Abashkina, T. S., Borodavko, F. F., Aksenov, S. G. (1991). A.s. No. 1627406 SSSR. Sposob skladirovaniia otkhodov obogascheniia. MPK: E02V 7/06; declareted: 28.11.1988; published: 15.02.1991.
  27. Volkov E. P., Anushenkov A. N. (2019). Developing the technology of mine stowing with processing tailings based hardening blends. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii gornyi zhurnal, 7, 5–13. doi: http://doi.org/10.21440/0536-1028-2019-7-5-13

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-25

Як цитувати

Lyashenko, V., Topolnij, F., & Dyatchin, V. (2019). Розробка технологій та технічних засобів для складування відходів переробки рудної сировини в хвостосховища. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(49), 33–40. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.184940

Номер

Том 5 № 3(49) (2019): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Vasil Lyashenko, Fedor Topolnij, Vladimir Dyatchin

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.