Использование производственных сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании канализации промышленных предприятий, прежде всего, следует решить вопрос о возможности использования сточных вод (всех или частично) для тех или иных производственных целей без сброса их в водоем, а также о возможности извлечения из них ценных веществ. Возможность такого использования определяется составом сточных вод, их количеством и местными условиями.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ НИХ ЦЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

При проектировании канализации промышленных предприятий, прежде всего, следует решить вопрос о возможности использования сточных вод (всех или частично) для тех или иных производственных целей без сброса их в водоем, а также о возможности извлечения из них ценных веществ. Возможность такого использования определяется составом сточных вод, их количеством и местными условиями.

Наиболее часто сточные воды после соответствующей их обработки используются в системе оборотного водоснабжения предприятия. Это в первую очередь относится к воде, которая в производстве только нагревается, а не загрязняется -- в необходимых случаях она должна быть охлаждена в градирнях, брызгальных бассейнах и т. д. и вновь подана в производство.

В том случае, когда вода в производстве загрязняется, но не нагревается (мокрое обогащение руды, гидрозолоудаление и др.), она используется вновь в производстве только после очистки (отстаивания).

Оборотное водоснабжение может быть применено и при нагретой и загрязненной сточной воде, если она после обработки (обычно после отстаивания и охлаждения) может быть использована вновь для тех же технологических целей. Так, например, часто применяется оборотное водоснабжение цехов газоочистки на металлургических заводах.

Водное хозяйство конверторных газоочисток на большинстве отечественных заводов представляет собой замкнутый цикл водоснабжения, включающий в свой состав очистные сооружения (преимущественно радиальные отстойники), водоохлаждающие устройства и сооружения по обработке шламов.

Специфика образования сточных вод состоит в том, что стоки газоочисток работающего (плавка) и неработающего (горячий резерв) конвертеров смешиваются. Вследствие этого общий сток формируется из сильно загрязненного стока (в период продувки конвертора) и «условно чистого» стока газоочисток конверторов, находящихся в горячем резерве.

Общие расходы сточных вод от газоочисток (для цехов с тремя 100-т конверторами, из которых два поочередно находятся в работе, а третий -- в резерве) составляют в среднем 400--500 м3/ч от одной газоочистки. Введение автоматического регулирования подачи воды на газоочистки на новых заводах приводит к значительной (до 30%) экономии воды и капитальных затрат на сооружениях по подаче воды в цех и на очистных сооружениях оборотного цикла.

Основными загрязнителями сточных вод конверторных газоочисток являются взвешенные вещества минерального происхождения.

Концентрация взвешенных веществ, по данным четырех заводов, изменялась в общем стоке газоочисток от 2,5 до 18 г/л.

По своему гранулометрическому составу взвешенные вещества состоят из очень мелких частиц -- более 90% составляют частицы размером менее 50 мкм; плотность взвешенных веществ благодаря большому содержанию железа высока и изменяется от 4,5 до 5 г/см3.

Основным очистным сооружением в оборотных циклах конверторных газоочисток являются радиальные отстойники. Установлена возможность интенсификации процесса осветления сточных вод в магнитном поле.

При расчете радиальных отстойников (см. гл. XVII) рекомендуется принимать значение показателя степени п равным 0,7--0,75, а гидравлическую крупность взвешенных частиц, которые необходимо осадить в отстойнике для получения осветленной воды с содержанием взвеси 150 мг/л, принимать равной 0,25--0,3 мм/с. При расчете по удельной нагрузке последнюю следует принимать 1 --1,15 м3/ч сточной воды на 1 м2 площади поверхности отстойника.

Для интенсификации процесса осветления сточных вод возможно использование полиакриламида с дозой 0,4--1 мг/л. Применение ПАА позволит повысить удельную нагрузку на радиальные отстойники до 3_4 м3/(м2-ч).

После отстаивания сточных вод в цикле оборотного водоснабжения конверторных цехов с тремя 100-т конверторами образуется значительное количество шламов до 70--90 т/сутки. Эти шламы являются ценным сырьем для металлургической промышленности, так как содержат до 67% железа. После обезвоживания, сушки и брикетирования они должны быть использованы в конверторном производстве.

Из возможных методов обезвоживания осадков сточных вод рациональным в настоящее время является обезвоживание на барабанных вакуум-фильтрах. При этом принимают: величину вакуума 46,7-- 59,9 кПа; продолжительность фильтроцикла 2,5--3,5 мин; влажность кека 26--35%. При влажности шлама, подаваемого на обезвоживание, 70--60% производительность вакуум-фильтра по сухому веществу составляет 100--200 кг/(м2-ч).

Для вакуум-фильтров рекомендуется применять капроновые фильтрационные ткани; при отсутствии капроновых возможно применять хлопчатобумажные -- фильтромиткаль и фильтродиагональ.

Введение ПАА в количестве 0,01% от содержания твердой фазы в шламе позволяет в 1,5 раза увеличить производительность вакуум-фильтров при одновременном снижении влажности кека на 3--5%. а также снизить количество взвешенных частиц в фильтрате более чем в 2 раза.

Обезвоженный шлам рекомендуется направлять на агломерационную фабрику для использования его в качестве добавки к шихте; фильтрат в зависимости от требований к качеству воды направляют в систему оборотного водоснабжения или в отстойник.

Очищенные сточные воды используются в оборотном цикле на те же производственные операции, где они образовались; они могут быть использованы также и другими потребителями, которые не предъявляют особых требований к качеству воды, т. е. может быть применено так называемое последовательное использование сточных вод.

Большой экономический эффект от последовательного использования воды может быть получен, например, на нефтеперерабатывающих заводах. На новых крупных атмосферно-вакуумных трубчатых установках по прямой перегонке нефти имеется целый ряд конденсаторов, которые расположены на высоких отметках. Выходящая из них вода имеет температуру 35° С, что позволяет использовать ее для охлаждения в находящихся на более низких отметках холодильниках, в которых допускается более высокий нагрев воды (до 50° С).

За счет последовательного использования воды можно значительно уменьшить ее расход (на 20--30%).

Некоторые виды производственных сточных вод могут быть применены для орошения в сельском хозяйстве. Сточные воды, имеющие минеральные загрязнения, как правило, не следует направлять на поля орошения, так как они или совсем не содержат питательных веществ, или содержат ничтожное их количество; кроме того, зачастую в них имеются вредные для почвенных бактерий вещества, разрушающие структуру почвы. Сточные воды, загрязненные преимущественно органическими веществами, могут быть приняты на поля орошения в смеси с бытовыми водами после их предварительной механической очистки.

Наиболее пригодными для орошения являются сточные воды предприятий пищевой промышленности, а также азотнотуковой и некоторых предприятий текстильной промышленности.

Нормы орошения зависят от концентрации сточных вод, климата, характера почв и вида выращиваемых культур и колеблются в широких пределах. Так, например, при орошении земель сточными водами сахарных заводов норма полива (по опыту ГДР) колеблется от 1000 (при плотных почвах) до 5000 м3/га (при водопроницаемых почвах) в год; при орошении луговых культур сточными водами пивоваренных заводов норма орошения достигает 8000 м3/(га-год).

Сточные воды некоторых предприятий небезопасны в санитарном отношении, поэтому их использование для орошения запрещается (сточные воды кожевенных заводов) или ограничивается. Например, сточные воды от скотобоен и мясокомбинатов не рекомендуется использовать для орошения пастбищ из-за опасности гельминтоза; сенокосные луга могут орошаться этими водами при условии сушки сена в теплицах. С большим успехом такие воды могут быть использованы для орошения технических культур и поливки деревьев.

Сильно концентрированные производственные сточные воды, например стоки боен и мясокомбинатов, дрожжевых и крахмальных заводов, необходимо предварительно разбавлять, а иногда и отстаивать.

Сточные воды некоторых производств, например спирто-водочных, плодоовощных, крахмальных заводов, быстро загнивают. Эти воды рекомендуется предварительно обрабатывать известью или разбавлять чистой водой. Рекомендуется также использовать их в свежем виде, т. е. возможно скорее отводить на орошаемые поля. Распад многих органических веществ сопровождается выделением дурнопахнущих продуктов, что также ограничивает возможность использования сточных вод в целях орошения.

В некоторых производственных стоках могут содержаться вредные неорганические вещества (соли меди, хрома, олова, свинца и др.). При использовании их для орошения необходимо исключить возможность вредного влияния сточных вод на почву, грунтовую воду, выращиваемые растения и их качество, а через них -- на здоровье людей. Выполнение этого требования возможно путем предварительного извлечения из производственных сточных вод ценных веществ и снижения содержания в них вредных примесей, а также путем разбавления стоков условно чистыми, бытовыми и дождевыми водами. Предельно допустимые концентрации различных веществ зависят от типа почв и вида выращиваемых культур; устанавливаются они специальными организациями сельского хозяйства. Использование производственных сточных вод на полях орошения во всех случаях должно быть согласовано с органами Государственного санитарного надзора.

В сточных водах промышленных предприятий могут содержаться вещества (нефть, жиры, химические продукты, древесное волокно, хром и др.), которые представляют большую техническую ценность, и их необходимо выделять и возвращать для использования на этих же (или других) предприятиях. Извлечение химических веществ и повторное использование воды с успехом применяется в металлургической, пищевой и особенно химической промышленности.

Очистка сточных вод целлюлозно-бумажного производства дает возможность получить спирты, ванилин, таловое масло и дрожжи и снизить содержание взвешенных веществ на 95%, БПК -- на 20%, сократить общий объем сточных вод за счет повторного их использования на 60%.

При добыче угля образуются сточные воды, которые содержат большое количество угля, железа и других ценных элементов. Во многих случаях уголь, содержащий около 30% примесей карбонатов кальция и магния, используется для увеличения рН в сточной воде горнодобывающей промышленности с 3 до 7 и для снижения железа с 551 до 1 мг/л.

Некоторые производственные сточные воды, например сточные воды мокрого обугливания торфа, содержат в больших концентрациях примеси, легко усваиваемые микроорганизмами, осуществляющими биохимические процессы. Поэтому они используются в микробиологической промышленности для культивирования дрожжей. Полученная белковая масса может использоваться как ценный корм для скота и для производства различных биохимических препаратов.

Способ извлечения из сточных вод вредных примесей выбирается в соответствии с физико-химическими свойствами этих примесей и их ценностью. Размещение установок по очистке сточных вод в производственных зданиях допускается предусматривать при условии, что из сточных вод при их смешении и очистке не образуются и не выделяются вредные или дурнопахнущие пары и газы (например, меркаптаны, сероводород, цианистый водород, мышьяковистый водород) или при условии герметизации всех агрегатов установки для очистки сточных вод.

2. ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО АГЛОМЕРАЦИОННЫХ ФАБРИК

На агломерационной фабрике удельный расход воды в зависимости от схемы водоснабжения составляет 4,9-8 м3 на 1 т агломерата, в том числе в чистом цикле 1,7-3,1 м3, а в грязном 3,2-4,9 м3. Расход свежей воды составляет 0,53-1,2 м3/т, или 10-15 % общего водопотребления. Перспективные удельные нормы водопотребления на 1 т агломерата: свежей воды -- 0,45 м3; оборотной воды -- 7,2 м3.

I группа -- потребители, применяющие воду для охлаждения и гидроуплотнения оборудования (охлаждения масла, эксгаустеров и дымососов, горна агломерационных машин, уплотнение паллет и сальников насосов и др.). Водоснабжение этих потребителей должно осуществляться условно чистой водой. В процессе использования отработанные воды только нагреваются и должны быть повторно использованы по следующей схеме: отработанные воды от масловоздухоохладителей эксгаустерного отделения собираются в приемник "чистой" воды и насосами подаются на повторное использование остальным потребителям условно "чистой" воды (охлаждение горна агломерационных машин, уплотнение паллет и сальников насосов и др.).

Часть отработанных вод от потребителей повторного использования сбрасывается в грязный цикл для восполнения безвозвратных потерь воды в последнем, а остальное количество воды возвращается в оборот после охлаждения на градирнях. В отдельных случаях, когда температура отработанной воды не превышает величины допустимой для мокрых газоочисток, располагаемых до эксгаустеров (не выше 30 °С), отработанные воды от потребителей повторного использования могут подаваться на аппараты мокрой очистки агломерационных газов зоны спекания или охлаждения, со сбросом грязных сточных вод в отводящую сеть оборотного цикла "грязной" воды. Качество воды "чистого" цикла должно отвечать следующим требованиям: а) содержание взвешенных веществ не более 50 мг/л; б)температура не более указанной в инструкции по эксплуатации основного технологического оборудования (для эксгаустеров не более 25-28 °С); в) применяемая вода не должна вызывать коррозии трубопроводов или их зарастания солями жестокости, т.е. должна быть стабильной.

ІІ группа -- потребители, в которых происходит полная потеря воды (увлажнение шихты в смесительных барабанах, охлаждение возврата, питание форсунок, гидрообеспыливание и др.). На увлажнение шихты и охлаждение возврата может быть использована вода "грязного" цикла, а питание форсунок гидрообеспыливания следует предусматривать подачу воды из "чистого" цикла.

Расход свежей воды равняется величине безвозвратных потерь воды в производстве. Величина безвозвратных потерь воды должна определяться технологическими расчетами (на увлажнение шихты, питание форсунок, гидрообеспыливание, потерь в скрубберах с газом и на градирнях и др.). Для ориентировочных расчетов величину последних можно принимать в пределах 7-15 %.

Для приема переливных вод "грязного" цикла следует предусматривать буферные емкости. При наличии шламонакопителей устройство буферных емкостей не обязательно.

Для сокращения расходов воды "грязного" цикла, подаваемых насосной станцией оборотного цикла, и снижения потребной площади очистных сооружений рекомендуется предусматривать максимальное повторное использование отработанных сточных вод на гидротранспорт пыли из сухих пылеуловителей до подачи их на общецеховые очистные сооружения.

Для уменьшения абразивного износа шламовых насосов, напорных трубопроводов и арматуры перед повторным использованием отработанных сточных вод необходимо предусматривать их очистку от грубой взвеси в отстойниках-ловушках, рассчитываемых на время пребывания воды до трех минут. Шлам из указанных ловушек может быть утилизирован без предварительного обезвоживания.

Концентрация взвешенных веществ в общем стоке агломерационных фабрик должна устанавливаться расчетом в зависимости от количества улавливаемой пыли в газоочистных аппаратах и расходов воды на гидротранспорт пыли, а также наличия сооружений для предварительной очистки сточных вод от грубой взвеси и эффективности их работы. Для ориентировочных расчетов содержание взвешенных веществ в общем стоке агломерационных фабрик следует принимать в пределах 13-20 г/л. Отвод сточных вод на очистные сооружения следует осуществлять двумя потоками: 1) поток, содержащий мелкодисперсную взвесь (газоочистки и централизованные вентиляционные установки), перекачивается шламовыми насосными станциями непосредственно на очистные сооружения; 2) поток, содержащий крупнодисперсную взвесь (гидросмыв полов, сточные воды от местных вентиляционных установок, газовых коллекторов, агломерационных машины при отсутствии безотходных конвейеров и др.), направляется в центральную шламовую насосную станцию перекачки, которая должна иметь отстойную ловушку (время пребывания воды до трех минут). Из центральной шламовой насосной станции шламовые воды насосами подаются на напорные гидроциклоны, слив из которых направляется на очистные сооружения, а шлам -- в корпус обезвоживания шлама.

Для осветления сточных вод агломерационных фабрик рекомендуется применять радиальные отстойники. Перед подачей сточных вод на радиальные отстойники необходимо предусматривать их предварительную очистку от грубой взвеси. Характеристика осветления сточных вод агломерационной фабрики приведена на рис. 5.99.

Интенсификация осветления сточных вод в радиальных отстойниках может быть достигнута применением флокуляции. При использовании в качестве флокулянта полиак-риламида (ПАА) с дозой до 2 мг/л (в расчете на активный продукт) нагрузка на радиальные отстойники может быть принята 2,0-3,0 м3/(м2ч).

При использовании более активных флокулянтов производительность отстойников может быть еще увеличена в 2-3 раза. Весьма эффективно применять радиальные отстойники новой конструкции с тонкослойными блоками, имеющими по сравнению с обычными радиальными отстойниками в 3-5 раз большую производительность.

Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений количество радиальных отстойников следует принимать из условий максимального расхода воды и выхода одного отстойника на ремонт.

Состав сточных вод агломерационных фабрик зависит от состава шихты, идущей на спекание, наличия мокрой очистки газов от агломерационных машин и обжиговых печей известняка, схемы водоснабжения (однократное или повторное использование) и др.

Основным видом загрязнений является рудная и известковая пыль.

При контакте воды со шламом происходит выщелачивание извести и других компонентов, в результате чего солевой состав сточных вод претерпевает значительные изменения: возрастает рН с 7,5 до 12-13; щелочность с 1,3-3,6 до 21-22 мг-экв/л, в том числе гидратная от нуля до 17 мг-экв/л, а также содержание хлоридов и сульфатов.

Наибольшее количество активной извести (до 80 %) выносится от сухих пылеуловителей холодной ветви агломерационных лент и вентиляционных систем от мест грохочения и выгрузки агломерата и возврата. Прирост гидратной щелочности за один производственный цикл от названных аппаратов в среднем составляет соответственно 12,0 и 20 мг-экв/л.

Наличие в сточных водах активной извести делает оборотную воду нестабильной, что обусловливает возможность зарастания трубопроводов и лотков солями карбоната кальция.

Сточные воды от скрубберов мокрой очистки газа характеризуются пониженной щелочностью отходящей от них воды, что обусловлено поглощением сернистых соединений, содержащихся в агломерационных газах.

Для стабилизации воды рекомендуется нейтрализация слабым кислотным раствором щелочных сточных вод от сухих пылеуловителей, хвостовой части агломерационных лент в аппаратах мокрой очистки агломерационных газов. Щелочные сточные воды от указанных аппаратов предварительно осветляются в отстойниках или гидроциклонах и подаются на повторное использование на орошение решеток скрубберов. Сточные воды от скрубберов осветляются в аналогичных очистных сооружениях, охлаждаются на градирне и возвращаются в общий оборотный цикл. Такая схема позволяет нейтрализовать около 80% всей выщелачиваемой извести из шламов агломерационных фабрик и исключает необходимость охлаждения оборотной воды. Описанную схему рекомендуется применять на агломерационных фабриках, работающих с низким содержанием серы в руде (0,02-0,06 %).

Для уменьшения интенсивности солевых отложений в системах оборотного водоснабжения рекомендуется предусматривать продувку в размере до 5 %. На агломерационных фабриках, имеющих в своем составе сероулавливающие установки с применением химических реагентов, водоснабжение последних должно быть выделено в самостоятельный цикл. Так как шламы при сероочистке содержат большое количество сернистых соединений, они не могут быть утилизированы в технологическом производстве агломерационных фабрик.

При мокрой очистке газов от обжиговых печей известняка сточные воды насыщаются известью до пределов растворимости (40^44 мг-экв/л). Повторное использование воды в замкнутом цикле при наличии в газе углекислоты, без специальной обработки ее реагентами недопустимо, так как это приводит к зарастанию карбонатом кальция разводящих сетей и форсунок; для устранения указанного недостатка рекомендуется: а) использование в качестве 2-й ступени очистки газа сухих пылеулавливающих аппаратов; б) совместная очистка аспирационных газов с аглогазами в мокрых скрубберах. При этом не требуется сооружения локальной газоочистки, а содержащаяся активная известь в газах от обжиговых печей полезно используется на очистку агломерационных газов от сернистых соединений.

Количество образующихся в агломерационном производстве шламов зависит от состава шихты и производительности агломерационных фабрик.

Для ориентировочных расчетов в условиях оборотного водоснабжения выход шламов можно принимать в пределах 60-80 кг на 1 т агломерата, или 6-7 % от производительности агломерационной фабрики.

Динамика уплотнения шламов из общего стока некоторых агломерационных фабрик приведена на рис. 5.100.

Грубодисперсный характер шламов определяет относительно высокие скорости выпадения взвеси; основное количество взвеси (85-90 %) с гидравлической крупностью 0,75-1,0 мм/сек выпадает за 10 мин; остальная более мелкая взвесь с гидравлической крупностью 0,3-2 мм/сек и менее выпадает за 60-80 мин. Влажность уплотненного шлама 35-45 %, плотность сухого 3,5-4,0 г/см3. В составе шламов содержится от 35 до 53 % железа, в связи с чем необходимо предусматривать его утилизацию.

Все шламосодержащие сточные воды поступают в общую приемную камеру. Насосной станцией пульпа подается на напорные гидроциклоны, шлам из которых поступает на спиральные классификаторы, отделяющие крупные фракции шлама от мелких. Из классификаторов крупные фракции шлама поступают на транспортер и далее на склад шихты.

Жидкая фаза из гидроциклонов и спиральных классификаторов (сливы) направляется на радиальные отстойники для осветления; осветленная вода насосами подается на производство для повторного использования. Шлам из радиальных отстойников насосами подается на вакуум-фильтры (лучше на фильтр-прессы) и в обезвоженном виде транспортером подается на склад шихты для утилизации.

В корпусе обезвоживания агломерационной фабрики можно также утилизировать металлосодержащие шламы, образующиеся в оборотных циклах доменной газоочистки с подбункерными помещениями, в конвертерной газоочистке и окалину прокатных цехов, собранную в гидроциклонах или в полистироловых фильтрах. В этом случае корпус обезвоживания становится единым утилизационным центром для всех металлосодержащих сточных вод предприятия (рис. 5.102).

Из оборотного цикла доменной газоочистки и подбункерных помещений шлам по напорным трубопроводам, размещаемым чаще всего на эстакаде, подается в приемную камеру; туда же поступает шлам из оборотного цикла конвертерной газоочистки, а также окалина из оборотного цикла "грязной" воды прокатного цеха; далее процесс обезвоживания и утилизации шлама идет в той же последовательности, что и на самой агломерационной фабрике.

Целесообразно применение сушильных башен для обезвоживания шлама (рис. 5.103). Такие сушилки используются в керамической промышленности и заменяют собой вакуум-фильтры, имея то большое преимущество, что доводят влажность шлама до 6-8 %, а при необходимости и ниже. Принцип работы заключается в следующем: пульпа с содержанием твердого 40-50 % подается под большим напором через форсунку в пламенную зону сушильной башни, состоящей из вертикальной цилиндрической и нижней конической частей. В коническую часть башни вводятся горелки на природном газе. Диаметр башни 9,3 м, высота цилиндрической части 8,0 м, конической 8,1 м. Расход тепла 3800 кДж (900 ккал) на 1 кг испаряемой воды.

сточный вода газоочистка загрязнение агломерационный

3. РУДНИКИ, РУДООБОГАТИТЕЛЬНЫЕ И АГЛОМЕРАЦИОННЫЕ

ФАБРИКИ

На рудниках вода расходуется на мокрое бурение забоев буровыми станками и перфораторами, обеспыливание забоев, поливку отвалов, обеспыливание бункеров погрузочных и разгрузочных площадок. На поверхности у шахт вода расходуется на охлаждение подшипников подъемных машин и дробилок, на охлаждение компрессоров и выпрямителей тока тяговых подстанций, в ремонтно-механических и буро-заправочных мастерских, на приготовление пара в котельных, а также на питьевые и хозяйственные нужды.

Указанные потребности в воде могут удовлетворяться из единого водопровода или из двух раздельных водопроводов -- технической и питьевой воды. Для компрессоров и выпрямителей тока тяговых подстанций устраивается система оборотного водоснабжения с охлаждением отработавшей воды на градирне.

Общее потребление воды на 1 т добытой горной массы может составлять 0,07--0,7 м3, а при дроблении руды -- до 1,7 м3, в том числе от 15 до 30% свежей воды. Коэффициент часовой неравномерности расхода воды равен 3.

При гидравлической вскрыше карьеров (которая производится только в теплое время года) вскрышные породы размываются и транспортируются водой по трубам в гидроотвалы. Применяется оборот этой воды с ее осветлением в пруду-осветлителе (отстойнике). На эти цели потребляется от 8 до 24 м3 воды на 1 т добытой горной массы (руды), в том числе 15% и более добавочной воды, которая может быть получена из шахтного или карьерного водоотлива.

На фабриках обогащения полезных ископаемых в большинстве случаев производится дробление, грохочение, измельчение, промывка и особенно обогащение и обезвоживание руд или нерудных ископаемых. Обогащение может осуществляться различными методами в зависимости от вида, состава и свойств руды: гравитацией, магнитной и электрической сепарацией или флотацией.

При сухом обогащении производятся только дробление руды, отборка пустой породы и отделение мелкой пылеватой руды (обеспыливание). Вода при этом расходуется в незначительном количестве на охлаждение подшипников механизмов, обеспыливание, а также на хозяйственно-питьевые нужды. На таких фабриках устраивается система прямоточного водоснабжения с расходованием на 1 т рудной массы примерно 0,15 м3 воды.

Гравитационный метод, заключающийся в отделении пустой породы от руды путем промывки рудной массы водой в особых аппаратах, применяется при высоком содержании в руде глинистых и песчаных примесей. Иногда промытую и измельченную руду подвергают магнитной сепарации или восстановительному обжиг-магнитному обогащению. Вода при гравитационном и магнитном обогащении расходуется на разжижение и промывку рудной массы, охлаждение подшипников дробилок, сушильных или обжиговых вращающихся печей, обеспыливание, приготовление пара, а также на хозяйственно-питьевые нужды. Отделенные от руды хвосты и шламы вместе с водой направляются по трубам или лоткам в шламохранилище, служащее одновременно и прудом-осветлителем (отстойником) воды. Осветленная в шламохранилище вода, содержащая до 1 г/л взвеси, используется повторно на разжижение и промывку рудной массы. При этом на 1 т рудной массы расходуется от 5,8 до 7,7 м3 воды, в том числе до 30% свежей, так как часть воды в шламохранилище теряется.

При обогащении руды флотацией сначала ее измельчают до зерен размером 0,1--0,001 мм и взбалтывают в воде, в которую добавляют флотореагенты, а затем через эту смесь продувают воздух; одновременно в воду добавляют реагенты, которые делают пузырьки воздуха устойчивыми и способствуют образованию пены. При этом в пену обычно переходят полезные минеральные соединения (железо, марганец и др.), образуя концентрат, а пустая порода, как правило, остается в осадке, образуя вместе с водой пульпу. Вода при флотационном обогащении расходуется на разжижение и промывку рудной массы, приготовление растворов флотореагентов и образование пульпы; вода здесь служит также средой для транспортирования отходов и шламов. Водой охлаждаются подшипники дробилок, шаровых мельниц и сушильных вращающихся печей. Шламы, отделенные от руды при промывке рудной массы, и осадки от флотации вместе с водой направляются по трубам или лоткам в шламохранилище. Осветленная (в шламохранилище) вода может быть использована при обогащении руды флотацией, если содержание в ней взвеси не превышает 30--50 мг/л, или при обогащении руды гравитацией, если содержание в воде взвеси не превышает 200 мг/л.

Водоснабжение рудообогатительных фабрик при использовании флотации может быть осуществлено по одной из схем, показанных на VII.24.

В случае, когда при обогащении руды по двухступенчатой схеме содержание флотореагентов в оборотной воде, подаваемой на промывку и флотацию, не нормируется, может быть применена схема водоснабжения по VII.24 а. Общий сток коагулируется и направляется в пруд-осветлитель (шламохранилище); осветленная вода полностью возвращается на промывку и флотацию руды. Свежая вода подается только на восполнение потерь в производстве и шламохранилище.

В случае, когда содержание флотореагентов в оборотной воде нормируется, но не строго, может быть применена схема водоснабжения по VI 1.24, б. Коагулируется только сток, содержащий флотореагенты, который направляется в радиальные отстойники; осадок из отстойников добавляется в сточную воду, не содержащую флотореагентов, для коагуляции им мелкодисперсной взвеси и вместе с этой водой поступает в пруд-осветлитель (шламохранилище). Вода, осветленная в отстойниках, и вода, осветленная в пруду-осветлителе, смешиваются и возвращаются на промывку и флотацию. Свежая вода из источника, как и в предыдущем случае, подается только на восполнение потерь.

Общее потребление воды на 1 т железорудной массы, обогащаемой флотацией с предварительным гравитационным обогащением и магнитной сепарацией, составляет до 8,5 м3, в том числе около 30% свежей воды.

Пруды-осветлители оборотной воды (шламохранилища) образуются ограждающими дамбами, сооружаемыми насухо из вскрышных пород и намывом из шламов.

Коэффициент часовой неравномерности расхода воды колеблется от 1 до 1,2.

Необходимый напор в водопроводной сети рудообогатительных фабрик равен 40 м; для гидромониторов, производящих разжижение рудной массы, напор воды повышают специальными насосами до 150 м.

На случай перебоя в работе насосной станции необходимо иметь запас воды, достаточный для промывки системы в течение 15--30 мин.

На агломерационных фабриках, а также на фабриках окускования руды и производства окатышей, располагаемых у рудообогатительных фабрик или на металлургических заводах, производится спекание в куски шихты, состоящей из продуктов флотации и пылеватой руды, известняка и коксика, с добавлением возврата мелкого агломерата (отсева). Вода при этом расходуется на увлажнение шихты перед спеканием, на охлаждение зажигательных горнов, подшипников механизмов, масла для смазывания подшипников эксгаустера и электродвигателя, на обеспыливание воздуха, очистку газов и мойку полов, а также на хозяйственно-Питьевые нужды.

Водоснабжение фабрик оборотное с осветлением отработавшей воды в отстойниках. Свежая вода подается на охлаждение подшипников и масла, а затем используется на восполнение потерь оборотной воды.

Общее потребление воды на 1 т агломерата железных руд составляет: без очистки газов около 2 м3, в том числе до 27% свежей воды; с очисткой газов 5,7 м3, в том числе 13% и более свежей воды. Потребление воды на 1 т агломерата марганцевых руд -- 3,5 м3, в том числе около 30% свежей воды. Коэффициент часовой неравномерности расхода воды колеблется от 1 до 1,2.

Необходимый напор в водопроводной сети агломерационной фабрики составляет 25--30 м.

Размещено на Allbest.ru