Портал магистров ДонНТУ

ДонНТУ

Папуна Наталья Валериевна

Тема выпускной работы:

«Переработка терриконов методом агломерации»

E-mail: Natalya_Papuna@mail.ru

Электронная библиотека

СНИЖЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПУТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРРИКОНОВ МЕТОДОМ АГЛОМЕРАЦИИ

Збірка доповідей VI міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів "ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ". Том 1. – Донецк, 2008.– С. 97-98.

Папуна Н.В, Кочура В.В

Донецкий национальный технический университет

Терриконы – это техногенные месторождения, сформировавшиеся в результате добычи угля, сложенные горными породами и поднятые на поверхность в процессе угледобычи. На территории Донбасса насчитывается более 1,5 тыс. терриконов, в каждом из них в среднем 1144 м³ породы. Терриконы разбросаны по всей территории Донбасса на площади 800 га.

Они оказывают негативное воздействие на атмосферу, почвы, поверхностные и подземные водные источники.

Во влажном воздухе сернистый ангидрид, который выделяется из терриконов, образует серную кислоту, которая вместе с дождями выпадает на землю. Когда в воздух попадает металлическая пыль, то образуются еще более ядовитые соли серной кислоты.

Многие из террикоников горят, и это способствует значительному изменению состава атмосферного воздуха и выпадению кислотных дождей, так как из одного горящего отвала за сутки в среднем выделяется в атмосферу 4-5 т оксида углерода и от 600 до 1100 кг сернистого ангидрида, а также небольшие количества сероводорода, оксидов азота и других продуктов горения.

Подземные воды при взаимодействии с терриконами сильно обогащаются взвешенными частичками, из слабощелочных становятся кислыми (рН достигает 2-3 и это происходит на 15% шахт), из пресных и солоноватых с минерализацией от 0,2 до 3 г/л превращаются в соленые с минерализацией 5-30 г/л и очень жесткие.

Восстановительные мероприятия заключаются в очистке, которая является малоэффективной, так как используемые в отрасли вертикальные и горизонтальные отстойники способствуют лишь частичному восстановлению качества вод. И такие, почти неочищенные воды, далее сбрасываются в поверхностные водотоки.

Установлено, что на долю угольной промышленности приходится 55-70% всех веществ, загрязняющих водоемы региона. Значительное загрязнение дают терриконы.

Промышленные зоны шахт состоят из запечатанных территорий под складскими и производственными помещениями, терриконами и открытых незапечатанных территорий, где почвы, в отличие от природных, в верхних горизонтах нарушены (насыпаны, срезаны, перемешаны). В таких почвах изменены кислотно-щелочной баланс и физико-механические свойства. На запечатанных территориях, в терриконах шахтные породы с течением времени под действием жизнедеятельности бактерий в сочетании с действием влаги и колебаний температуры выветриваются. Этот процесс негативно сказывается на прилегающей территории. Терриконы загрязняют прилегающие черноземные почвы, делают их непригодными для всего живого.

Коническая форма отвалов, большая крутизна их склонов (до 45°) способствует катастрофическим эрозионным процессам. С 1 га поверхности терриконов ежегодно смывается от 86 до 900 м породы.

Смываемая порода очень токсична, так как окисление пирита способствует тому, что свежеотсыпанная нейтральная порода терриконов с течением времени становится сернокислой с рН 3. Серная кислота, образующаяся в результате окисления пирита, растворяет различные металлы, и они мигрируют на прилегающие территории.

В почвах установлены повышенные в несколько раз концентрации таких элементов, как германий, ртуть, торий, хром, медь, цезий, свинец, германий (для аргиллитов); висмут, ртуть, хром, мышьяк, торий, свинец, германий, цинк (для алевролитов); сурьма, олово, барий, медь, селен (для песчаников). Содержание таких элементов, как медь, галлий, германий, торий, лантан, олово (для песчаников); висмут, германий, цинк (для алевролитов); хром, торий, цинк (для аргиллитов) в горелых породах в 1,5-2 раза, а иногда и более, превышает содержание аналогичных элементов в неизмененных породах.

Терриконы можно определить как объекты, приносящие значительный вред прилегающим почвам. Пиритизированные угли богаты ураном. В углях он в основном представлен настураном (оксидом урана). Образующаяся в результате окисления пирита отвальной массы серная кислота растворяет все металлы, в том числе и уран. Растворение урана приводит к повышению радиоактивности породы террикоников. Однако, несмотря на вредное воздействие на террикониках протекает процесс образования почв.

Для снижения негативного воздействия на окружающую среду необходимо перерабатывать терриконы. Известны следующие способы переработки терриконов: производство бокситов и алюминиевых сплавов, отделение магнитных железосодержащих соединений из терриконов, выделение германия из терриконов, выделение редкоземельных элементов из терриконов.

Предлагается снизить негативное воздействии терриконов на окружающую среду путем спекания их на агломашине с получением аглопорита.

Отходы угледобычи подвергают дроблению до фракции 0-3 мм и усреднению. Затем они увлажняются водой и перемешиваются в барабанном или шнековом смесителе для получения подготовленной к спеканию шихты. После этого подвергаются агломерации – спеканию на агломерационной машине конвеерного типа. Углерод, содержащийся в породе, служит топливом в процессе спекания материалов. Готовый продукт спекания представляет собой агломерационный «пирог» – аглопорит. В зависимости от дальнейшего его использования он может подвергаться различным видам дробления и измельчения.

Аглопорит может быть использован в: строительстве дамб и платин; производстве цемента; производстве шлакоблока и кирпича; строительстве автомобильных и железных дорог; производстве железобетонных изделий; производстве бетона; монолитном домостроении.

При внедрении данной технологии предполагаются неизбежные выбросы в атмосферу пыли, сернистого ангидрида, диоксида азота, оксида углерода.

Источником пылегазовых выделений могут быть: агломерационная машина, охладители аглопорита и возврата, а также аспирационные системы. Кроме того, пылегазовыделения поступают из внешних источников, погрузочно-разгрузочные устройства породы.

Для предотвращения попадания их в атмосферу необходима установка многоступенчатой системы газоочистки, которая обеспечит полную очистку газа от пыли, сернистого ангидрида, диоксида азота, оксида углерода.

Т.о. данная технология позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и освободить значительные территории, а также получить экономическую выгоду за счет снижения расходов на плату за ущерб, наносимый терриконами.