Комплекс природоохранных мероприятий по защите окружающей среды

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Состояние загрязнения атмосферы в мире и Казахстане

1.2 Состояние атмосферного воздуха в Акмолинской области

1.2.1 Загрязнение атмосферного воздуха

1.3 Экологические проблемы Акмолинской области

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ АО «ВАСИЛЬКОВСКИЙ ГОК»

2.1 Краткие сведения о золоторудном месторождении «Васильковское»

2.2 Характеристика технологии производства и технологического оборудования

2.3 Выбросы загрязняющих веществ в атмосфере на существующее положение и на срок достижения ПДВ

2.4 Плата за выбросы загрязняющих веществ

2.5 Расчет и анализ величин приземных загрязняющих веществ

2.6 Категория опасности предприятия

2.7 Влияния Васильковского ГОКа на состояние окружающей среды

3. КОМПЛЕКС ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

3.1 Мероприятия по регулированию выбросов в период НМУ

3.2 Отвод поверхностного стока

3.2.1 Мероприятия по снижению воздействия, охраны и рациональному использованию поверхностных и подземных вод

3.3 Воздействие отходов предприятия на окружающую среду

3.3.1 Мероприятия по снижению воздействия отходов производства на окружающую среду

3.4 Оценка экологического риска

3.5 Предложения по организации и проведению экологического мониторинга за состоянием окружающей среды

3.6 Мероприятия по сокращению выбросов и улучшению условий рассеивания вредных веществ

3.7 Система управления охраной труда

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Охрана окружающей среды в Республике Казахстан является актуальной задачей и имеет статус не только республиканского, но и международного значения. Одним из крупных источников загрязнения окружающей среды воздуха в Акмолинской области является АО «Васильковский ГОК», добывающего и перерабатывающего золотосодержащие руды месторождения «Васильковское». Технология переработки золота заключается в подготовительных (дробление и классификация горной массы) и гидрометаллургических процессах, осуществляемых методом кучного выщелачивания с применением цианидов и других токсичных реагентов.

Целью данной дипломной работы является анализ и оценка состояния окружающей среды на территории золоторудного месторождения «Васильковское» и разработка комплекса природоохранных мероприятий, направленных на улучшение экологической ситуации региона.

Задачи. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1.анализ современного экологического состояния Акмолинской области;

2.изучение характеристики АО «Васильковский ГОК» и его влияния на экологическую обстановку района расположения предприятия;

3.разработка комплекса природоохранных мероприятий по защите окружающей среды при обогащении золотосодержащих руд;

4. выбор методы снижения пылевыделения при работе размольно-дробильного комплекса.

Научная новизна. В дипломной работе впервые рассмотрен комплекс мероприятий по охране окружающей среды, разработанный для АО «Васильковский ГОК», включающий: мероприятия по регулированию выбросов в период НМУ; мероприятия по снижению воздействия, охраны и рациональному использованию поверхностных и подземных вод; мероприятия по снижению воздействия отходов производства на окружающую среду; оценку экологического риска; предложения по организации и проведению экологического мониторинга за состоянием окружающей среды; мероприятия по сокращению выбросов и улучшению условий рассеивания вредных веществ.

Практическая значимость. Предложенные в дипломной работе комплекс природоохранных мероприятий можно применить не только на предприятии АО «Васильковский ГОК», но и на других предприятиях горнодобывающей отрасли.

Положения, выносимые на защиту. На защиту дипломной работы выносятся следующие вопросы: экологическое состояние Акмолинской области, характеристика предприятия АО «Васильковский ГОК», комплекс природоохранных мероприятий по защите окружающей среды.

Структура работы. Дипломная работа состоит из введения, 3-х глав, заключения, списка использованных источников в количестве 54 наименований, приложений.

1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Состояние загрязнения атмосферы в мире и Казахстане

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Благодаря наличию кислорода атмосфера участвует в обмене и круговороте веществ в биосфере. Таким образом, атмосферный воздух является одним из основных элементов биосферы, с которой человек постоянно находится в тесном контакте [1].

Под качеством атмосферы понимают совокупность ее свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферы зависит от ее загрязненности, причем сами загрязнения могут попадать в нее от природных и антропогенных источников. С развитием цивилизации в загрязнении атмосферы все больше превалируют антропогенные источники.

В глобальном масштабе наибольшую опасность представляет загрязнение атмосферы примесями, так как атмосферный воздух выступает своего рода посредником загрязнения всех других объектов природы, способствуя распространению больших масс загрязнения на значительные расстояния. Промышленными выбросами (примесями), переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода, изменяется климат и разрушается озоновый слой.

Под загрязнением атмосферы понимают привнесение в нее примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменяют соотношение между ингредиентами природного состава воздуха.

На величину концентраций вредных примесей в атмосфере влияют метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в воздухе, смена направления и скорости ветра и другие. Вредные выбросы промышленных предприятий и других источников загрязнения оказывают отрицательное воздействие не только на окружающую среду, но и в ряде случаев значительно влияют на процесс эксплуатации технических средств. Так, например, оборудование электростанций, расположенное вне помещений, и воздушные линии электропередачи в значительной мере подвержены воздействию выбросов продуктов сгорания органического топлива.

Частицы пыли оседают на поверхности изоляторов. Количество накопившихся загрязнений достигает несколько десятков миллиграммов на 1см² поверхности, что приводит к образованию на поверхности изоляторов электропроводного слоя. В результате разрядные напряжения загрязненной изоляции при увлажнении могут снижаться в несколько раз.

Экологические исследования, проведенные в последние десятилетия во многих странах мира, показали, что все возрастающее разрушительное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема загрязнения незаменимых природных ресурсов - воздуха, воды и почвы - отходами промышленности и транспорта. В связи с этим в современном обществе резко возрастают роль и задачи инженерной (промышленной) экологии, призванной на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией производства, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, всемерно развивать основы создания замкнутых и безотходных технологических циклов и производств.

Преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают предприятия металлургического комплекса, электроэнергетики, топливной и химической промышленности.

Оборудование и технология, применяемые для улавливания и обезвреживания выбросов вредных веществ в атмосферу, совершенствуется крайне медленно, в связи, с чем продолжает оставаться низким уровень утилизации уловленных вредных веществ.

В настоящее время основная доля энергии производится за счет сжигания или переработки природного органосодержащего сырья - угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также используется энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ. Любой из современных способов производства и использования энергии (в промышленности, коммунально-бытовом и сельском хозяйстве, на транспорте) в большей или меньшей степени связан с определенными отрицательными воздействиями на окружающую среду [2].

Борьба за чистоту воздушного бассейна и улучшение санитарно- гигиенических условий городов и поселков является актуальной задачей. Поток продуктов сгорания, движущихся по газоходам котельного агрегата, несет с собой твердые частицы летучей золы и несгоревшего топлива. Зола, выходя из дымовых труб, загрязняет атмосферу и прилегающую территорию.

При сжигании твердого топлива в слое дымовые газы выносят в среднем около 15% золы, содержащейся в топливе, при камерном способе сжигания и сухом удалении шлака унос золы достигает 85-95%, и только малая часть золы топлива осаждается в топке и в газоходах в виде шлака и летучей золы.

Содержащаяся в дымовых газах котлов летучая зола, мельчайшие частицы несгоревшего топлива, окислы азота и сернистые газы оказывают вредное влияние на организм человека, животных и на растительный мир.

Следует признать, что в настоящее время полностью исключить промышленные выбросы в окружающую среду невозможно. Определенная доля выбросов в атмосферу является объективно обусловленной современным этапом развития технологии энергетического производства. Однако в конкретной хозяйственной ситуации увеличение количества использования топлива низкого качества, не соответствующего стандартам с повышенной зольностью, сернистостью недопустимо.

Энергетика является сердцем промышленного и сельскохозяйственного производства и обеспечивает комфортное существование человечества. Однако именно энергетика является наиболее крупной отраслью по объему выбросов в атмосферу. Основным энергоносителем в 19 веке являлся уголь, сжигание которого приводило к росту выбросов дыма, сажи, копоти, золы, вредных газовых компонентов: оксидов серы, оксидов азота и т.д. Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирование угля, углеразмольные агрегаты, энергетические и теплофикационные котельные установки.

На территории Республики Казахстан загрязнителями атмосферного воздуха являются более 3,5 тысяч промышленных предприятий, расположенных в 80 городах, относящихся к 1-5 классами санитарной опасности.

С 1995 года наблюдается рост уровня загрязнения атмосферы, что объясняется некоторым оживлением производства в таких отраслях экономики, как теплоэнергетика, добывающая и перерабатывающая промышленности, а также увеличением грузоперевозок и количества автомобилей [3].

Основная масса загрязняющих веществ поступает от предприятий цветной и черной металлургии, теплоэнергетики, нефтегазового комплекса. Главной проблемой является увеличение в выбросах токсичных веществ - из-за использования непроектного твердого топлива с повышенной зольностью (до 40%).

Региональная структура показывает высокие уровни загрязнения воздушных бассейнов Карагандинской (11108,1 тыс. тн), Павлодарской (433,7 тыс. тн), Восточно-Казахстанской (243,8 тыс. тн) областей в 2000 году.

Около трети промышленных предприятий не имеют санитарно-защитных зон, соответствующих нормативам. Значительная часть населения промышленных центров живет в зонах непосредственных выбросов в атмосферный воздух, шума, вибрации электромагнитных полей и других факторов влияния.

В большинстве крупных городов вклад автомобильного транспорта в загрязнение воздушного бассейна продолжает увеличиваться и достигает 60% и более, а в г. Алматы - 90% от общего объема выбросов

Кислородный бассейн Усть-Каменогорска содержит объем тяжелых соединений металлов, г. Алматы задыхается от автомобильного смога, а выбросы Балхашского медного комбината поставили озеро Балхаш на грань экологической катастрофы. Аналогичная ситуация наблюдается во многих других промышленных регионах Казахстана.

В последние годы деятельность международного космодрома « Байконур» имеет отрицательные экологические последствия для экосистем страны. В первую очередь, сюда относят выбросы в атмосферу озоно-разрушающих веществ, загрязнение фрагментами частей ракетоносителей и остатками ракетных топлив поверхности земли.

Ряд ученых полагают, что после каждого запуска ракетоносителя образуется гептиловое облако, которое затем разносится по окрестностям на многие километры и выпадает ядовитыми дождями.

В результате спада производства в переходный период Казахстан, существенно снизил объем выбросов промышленных газов (ПГ). По результатам инвентаризации выбросы ПГ в Казахстане на 1998 год составляли около 65% от уровня 1990 года. Почти половина их исходила от энергетического сектора, так как основным видом топлива в энергетическом балансе страны является уголь.

В республике остро стоит проблема утилизации золы и золошлаковых отходов, ввиду их огромных ежегодных выходов. Наличие в золах токсичных элементов - мышьяка, ртути, бериллия, фтора, никеля - обусловливает постоянную угрозу загрязнения воздуха, земли и воды.

Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят предприятия энергетики, выбросы которых составляют 40% от общих выбросов в республике.

Таким образом, энергетика является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в Казахстане. Это в первую очередь тепловые электростанции, работающие на твердом топливе, которые являются загрязнителями всех трех окружающих сред: атмосферы, гидро и литосферы. Воздушный бассейн загрязняется пылью и вредными газами: оксидами азота, серы, углеводородами. Рассеивание оксидов азота и серы с помощью высоких труб приводит к дальнейшему переносу этих загрязнителей и выпадению их в виде кислых дождей, приносящих непоправимый ущерб природе. Поэтому важнейшей задачей является ограничение этих выбросов, что определяется ГОСТом 17.2.3.02-78, по которому для каждого предприятия устанавливается предельно-допустимые выбросы (ПДВ). Значительный фон вредных веществ, создаваемый в первую очередь автомобильным транспортом и промышленными предприятиями, поставил перед теплоэнергоцентралями, расположенными в городах, задачу резкого сокращения выбросов пыли и вредных газов. Очень остро эти вопросы стоят перед энергетикой Казахстана. Это связано с наличием в республике значительного количества месторождений угля, большая часть которого может добываться открытым способом, обеспечивая получение дешевого угля и электроэнергии. Поэтому энергетика республики в обозримом будущем будет развиваться главным образом за счет создания ТЭЦ на угле. При этом основная часть энергетических углей низкого качества. Их использование в котлах сопровождается большими трудностями по обеспечению стабильного процесса горения, надежной работы оборудования и защите атмосферы от загрязнений золой, оксидами азота и серы [4].

В дальнейшем предполагается создание комплекса электростанций на тургайских углях. Создание таких уникальных по мощности комплексов, как ЭТЭК и мощных ТЭЦ, расположенных вблизи городов, обусловило значительное внимание к защите атмосферы.

1.2 Состояние атмосферного воздуха Акмолинской области

Акмолинская область занимает территорию площадью 146,219 тыс. км². Население - 747,809 тыс. человек.

Климат Акмолинской области резко континентальный, характеризуется жарким, засушливым летом и суровой зимой. Континентальность климата проявляется в больших годовых и суточных амплитудах колебания температуры воздуха. Средняя максимальная температура июля +19⁰С, +21⁰С, января -16⁰С, -18⁰С.

Северную часть территории области занимают срединные участки Кокшетауской возвышенности с горами Кокшетау (гора Кокше - 947 м), Жаксыжангыстау (730 м), Жиланды (665 м), Зеренды (587 м). Южную часть области занимает увалисто-волнистая, холмисто-бугристая равнина с абсолютной высотой 300-400 м. В центральной части расположены горы Сандыктау, Домбыралы, на юго-востоке - живописные горы Ерейментау, на северо-востоке - Селетинская равнина, в центральной части - Атбасарская равнина, на юго-западе - Тенгиз-Коргалжинская впадина.

Область богата минеральными ресурсами, представленными значительными запасами следующих полезных ископаемых: золото, урансодержащие руды, железосодержашие руды, каменный уголь, строительные материалы. Руды месторождений обычно сложны по составу и содержат, наряду с основными и попутными компонентами, вредные примеси, в том числе и экологически опасные, токсичные элементы или их минеральные соединения: радиоактивные изотопы урана, тория, калия-40, мышьяк, бериллий, селен, фосфор, сурьму, асбест и другие. На территории области насчитывается более 20 горнодобывающих и перерабатывающих предприятий [5].

Ведущими отраслями промышленности области являются горнодобывающая, горноперерабатывающая, иная обрабатывающая промышленность, химическая, легкая и пищевая промышленность, производство и распределение электроэнергии, тепла, газа и воды, на долю которых приходится более 93% всего областного объёма промышленного производства. В Акмолинской области в последнее время наблюдается прирост объёма промышленного производства и в цифровом выражении составляет порядка 5-7% по отношению к соответствующему периоду прошлого года. Причём 83,8% всей промышленной продукции производят крупные и средние промпредприятия, 7,8% приходится на подсобные производства и 7,7% - на малые предприятия. Горнодобывающая промышленность составляет 6,3% объёма общеобластного промышленного производства. Допущено также снижение показателей в химической промышленности, в обработке древесины и производстве изделий из дерева. Снизился выпуск этилового спирта, мяса, макарон. В обрабатывающей промышленности объёмы производства, наоборот, возросли на 25%. Рост наблюдается также и в издательском деле, в металлургической промышленности и производстве готовых металлических изделий, в производстве пищевых продуктов, включая напитки и табак, в машиностроении, в текстильной и швейной промышленности. Производство и распределение электроэнергии, воды и газа является важнейшей отраслью в структуре промышленности (6,3% от всей промышленности) и также показывает 6%-ный рост.

Рост объёмов производства наблюдается и в сельском хозяйстве, хотя и менее заметный (в среднем на 2%).

Неудивительно, что при таких тенденциях фиксируется увеличение объёмов загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, над аналогичным прошлогодним периодом [6].

1.2.1 Загрязнение атмосферного воздуха

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в Акмолинской области являются автотранспорт и предприятия теплоэнергетики. Как и в прежние годы, крупнейшими стационарными источниками загрязнения атмосферы Акмолинской области являются Степногорская ТЭЦ ТОО «Джет-7» и ГКП «Районная котельная №2» г.Кокшетау. Сравнительные данные за 4-ый квартал 2006 года в соотношении с аналогичными периодами 2005 года (в тоннах) представлены в таблице 1. (приложение 3)

Таблица 1

Сравнительные данные за 4-ый квартал 2006 года в соотношении с аналогичными периодами 2005 года (в тоннах)

Показатели	4 квартал 2005 года	2005 год	4 квартал 2006 года	2006 год
Общие объёмы выбросов	67798,60	224748,47	63545,54	231938,29
Выбросы от стационарных источников	47631,88	130087,78	41779,42	132336,99
В т.ч.: твёрдые	22020,04	60277,23	19814,47	64134,65
газообразные	25611,84	69810,55	21964,95	68202,35
Выбросы от передвижных источников	20166,72	94660,69	21766,12	99601,29

Общая масса выбросов за оба отчётных периода (4-ый квартал и год) показывает незначительные колебания в сторону увеличения или уменьшения, однако самый факт малозаметности колебаний свидетельствует о достижении стабилизации загрязняющего воздействия на атмосферу предприятиями Акмолинской области, - тогда как ранее на протяжении нескольких лет наблюдался рост год от года. Данная стабилизация сама по себе является положительным фактором.

Общий объём выбросов от стационарных и передвижных источников выбросов Акмолинской области при сравнении данных за 4-ый квартал 2005 года (67798,60 тонны) и 4 -ый квартал 2006 года (63545,54 тонны) показывает уменьшение показателей отчётного квартала на 6,3%. Годовые же показатели, наоборот, увеличиваются: за 2005 год общий объём выбросов составил 224748,47 тонны, а за 2006 год - 231938,29 тонны, или на 3,2% больше. Данный рост произошёл за счёт активизации деятельности промышленных предприятий.

Та же динамика прослеживается на выбросах от стационарных источников загрязнения атмосферы. Выбросы от стационарных источников за 4-ый квартал 2006 года (41779,42 тонны) по сравнению с 4-ым кварталом 2005 года (47631,88 тонны) уменьшились на 12,3%, а за 2006 год (132336,99 тонны) по сравнению с 2005 годом (130087,78 тонны) имеет место возрастание массы загрязнений на 1,7%.

Масса выброшенных стационарными источниками твёрдых частиц за год увеличилась на 6,4%, а масса газообразных веществ уменьшилась на 2,3%.

Объём выбросов от автотранспорта также незначительно увеличился, что объясняется главным образом увеличением количества зарегистрированного автотранспорта в 2006 году (110472 единиц) по сравнению с 2005 годом (103746 единиц). Если за 4-ый квартал по этому показателю наблюдается рост на 8% (21766,12 тонны в 4-ом квартале 2006 года против 20166,72 тонны в 4-ом квартале 2005 года), то за год - рост на 5,2% (99601,29 тонны за 2006 год против 94660,69 тонны за 2005 год). Отчётность по данному показателю от предприятий носит очень слабый, нерегулярный характер.

Сама близость показателей отчётного и прошлогоднего годовых периодов по выбросам, малозаметность колебаний в ту или другую сторону свидетельствуют о стабилизации загрязнения атмосферы над Акмолинской областью и об отсутствии в данной сфере опасных скачкообразных изменений. Следовательно, касательно выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Акмолинской области можно говорить о достижении первых экологических приоритетов, намеченных в Концепции экологической безопасности Республики Казахстан на 2005-2007 годы, - приоритетов стабилизации загрязняющего воздействия на природу. [2].

Низкий уровень экологической культуры населения приводит к ежегодному образованию стихийных навалов мусора близ населённых пунктов. Кроме того, общий экономический подъём в республике предопределил активизацию деятельности промышленных горнодобывающих предприятий, следствием чего является бурный рост объёмов образуемых вскрышных пород.

Произведена инвентаризация всех стационарных источников выбросов в атмосферу, крупных и мелких котельных, а также автотранспортных средств. Уточнены данные по сжигаемым объёмам топлива в районах и выбросам передвижных источников. Так, в городе Кокшетау насчитывается 34 автозаправочных станции и 48 относительно крупных котельных, из которых 7 работают на жидком топливе и 41 - на твёрдом (в т.ч. 6 с установленным пылеочистным оборудованием). Всего же по Акмолинской области имеется 1465 относительно крупных котельных, в т.ч. 97 с установленным золоулавливающим оборудованием. (приложение 3) 7.

1.3 Экологические проблемы Акмолинской области

1. Несвоевременное проведение рекультивационных работ на объектах уранодобывающего комплекса, где в результате многолетней производственной деятельности был накоплен большой объем хвостов производства и забалансовых урановых руд.

2. Ежегодно всё новые и новые площади земли занимаются санкционированными и несанкционированными свалками и навозохранилищами, что связано с отсутствием технологий по утилизации и уменьшению накоплений твердых бытовых отходов.

3. Источником питьевого водоснабжения г.Кокшетау является Чаглинское водохранилище. Состояние водохранилища неудовлетворительное. На головном водозаборе имеются наносы ила и песка, не работают донные водовыпуски.

4. На полигоне ТБО г.Кокшетау сложилась неблагополучная обстановка, не обеспечено разделение и складирование отходов по видам и их переработка.

5. Не решена проблема пыления хвостохранилища ХГМЗ в г.Степногорске.

6. Необходимость разработки Генерального плана развития ЩБКЗ.

7. Необходимо разработать мероприятия по проектированию и очистки озер ЩБКЗ от иловых отложений.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ АО «ВАСИЛЬКОВСКИЙ ГОК»

2.1 Краткие сведения о золоторудном месторождении «Васильковское»

Золоторудное месторождение «Васильковское» является одним из крупных по запасам месторождений Казахстана и стран СНГ (свыше 300 тонн). Месторождение было открыто в 1963 году. В настоящее время конечным продутом предприятия является катодное золото. Его извлечение из руды производится по технологии «кучное выщелачивание». Впервые среди стран СНГ данный метод был освоен на Васильковском ГОКе в 1991 году. Ежегодно комбинат производит порядка 900 кг катодного металла. С начала внедрения метода «кучного выщелачивания» получено около 7 тонн драгоценного металла. АО «Васильковский ГОК» запроектирован и строится для отработки месторождения золотосодержащих руд, расположенный в Республике Казахстан в 17 км севернее г. Кокшетау.

АО «Васильковский ГОК» осуществляет добычу и переработку золотосодержащих руд Васильковского месторождения, горные работы на котором начаты в 1979 году. Наибольший экономичный эффект от разработки месторождения может быть достигнут при сочетании фабричной технологии с кучным выщелачиванием.

С 1991 года на Васильковском ГОКе (АО «Васильковский ГОК») применяется технология кучного выщелачивания, с вовлечением в процесс смешанных и сульфидных золотосодержащих руд с низким содержанием металла (1,2 - 1,8 г/т), внедрение которой позволило увеличить объем выпуска конечной продукции (катодное золото), а также увеличить доходность производства предприятия в целом.

В настоящее время, в связи с тенденцией сокращения добычи руд с высоким содержанием полезных компонентов, ухудшением их качества, все большое значение приобретают геотехнологические методы переработки бедных, забалансовых, труднообогатимых руд и техногенного сырья. Геотехнология основывается на переводе полезных компонентов руды в раствор на месте залегания или размещения на специальных площадках, с помощью химических или органических процессов (метод кучного выщелачивания).

Извлечение полезных компонентов из руд данным способом имеет ряд преимуществ технико-экономического характера перед традиционными методами их переработки:

- расширение сырьевой базы за счет вовлечения в переработку смешанных, сульфидных руд и техногенного сырья;

- возможность эксплуатации небольших по размеру месторождений;

- относительная простота технологии;

- относительно низкие капитальные и эксплуатационные затраты;

- более быстрое во времени начало освоения месторождений.

Промышленная площадка АО «Васильковский ГОК» расположена в Акмолинской области, Зерендинском районе в 20 км севернее г. Кокшетау. АО «Васильковский ГОК» осуществляет добычу и переработку золотосодержащих руд Васильковского месторождения золота.

Васильковское месторождение представляет собой линейно вытянутый штокверк площадью 700х850 м с прослеженной глубиной оруднения до 350 м. Месторождение относится к золото-сульфидной-кварцевым и умеренно-сульфидным. Породами, вмещающими оруднение, являются, в основном, гранитоиды, реже габбро и габбро-диориты. Основные рудные минералы - золото, арсенопирит, висмутовые минералы. На месторождении развиты как первичные, так и окисленные руды, последние приурочены к коре выветривания. Первичные руды в карьере составляют более 97% от балансовых запасов руды. Причем 70-80% из них сложены гранитоидами. Остальные - габбродиоритами.

Окисленные руды развиты в коре выветривания и резко отличаются от первичных сульфидных руд. В них преобладает минералы оксидов, гидрооксидов и других кислородных соединений. Другое важное отличие окисленных руд - резко пониженная механическая прочность в связи с процессами выветривания. Окисленная часть запасов практически на сегодняшний день отработана. Единственно полезным компонентом в рудах, извлечение которого сейчас рентабельно, является золото. Из наиболее часто встречающихся попутных компонентов является мышьяк. Около 90% золота связано с породообразующими минералами, 10% - с сульфидными и соединениями мышьяка.

Благоприятные горно-геологические условия (мощная столбообразная залежь, покрытая рыхлыми четвертичными отложениями мощностью до 20 м) и возможность использования вскрышных пород для производства щебня предопределили открытый способ разработки месторождения. 8

Удаленность Васильковского месторождения от ближайших населенных пунктов:

- п. Красный Яр - 7.25 км южнее месторождения

- п. Конысбай - 3.25 км юго-восточнее от рудника открытых горных работ

- п. Бирлистик - 10 км к северу от рудника

2.2 Характеристика технологии производства и технологического оборудования

Действующее производство состоит из следующих основных подразделений:

Рудник открытых горных работ (РОГР) - занимается добычей золотосодержащей руды, формированием рудных штабелей кучного выщелачивания, производством фракционного строительного щебня.

В состав РОГР входят: карьер; размольно-дробильный комплекс; центральные ремонтные мастерские; администрация.

Карьер - По условиям залегания и мощности рудных тел отработка карьера принимается открытым способом. Карьер состоит из рабочей зоны, где добывается материал, выработанного участка, отвала пустой породы, транспортных и энергетических устройств, склада готовой продукции и взрывчатых веществ.

Горные работы, проводимые в карьере, подразделяются на две группы: горно-капитальные; добычные.

К горно-капитальным работам при разработке карьера открытым способом относятся вскрышные работы - удаление верхнего растительного слоя и пустой породы, устройство выездных траншей, транспортных путей, т. е. работы, связанные с инженерной подготовкой территории карьера. Система разработки принимается транспортная с вывозкой вскрышных пород во внешние отвалы. Вывозка вскрышных пород в выработанное пространство карьера невозможна, ввиду отсутствия свободных площадей для ее размещения внутри его. Удаление вскрышных пород предусмотрено, как непосредственной экскавацией на верхних горизонтах карьера, так и после проведения буровзрывных работ с помощью экскаваторов посредством погрузки в автосамосвалы. Вмещающие породы и руда, в основном, характеризуются высокой крепостью и поэтому требуют предварительного рыхления буровзрывным способом. Взрывные скважины по вскрыше и руде для кучного выщелачивания необходимо бурить станками пневмоударного бурения СБШ-250-МНА-32. Зачистку кровли рудного тела и сдвиг горной массы предусмотрено выполнять при помощи бульдозера. 9

Добычные работы представляют собой совокупность основных и вспомогательных работ по добыче полезной породы. К основным работам относятся: бурение скважин, производство взрывов, отгрузка полезной породы на транспортные средства, устройство отвалов.

При больших масштабах горного производства эффективность вскрышных и добычных работ зависит, в первую очередь, от правильного подбора технических средств - горномеханического и транспортного оборудования. На Васильковском карьере для погрузки руд и пород вскрыши предусмотрено применение карьерных экскаваторов Комацу РС 1600 с обратной лопатой; Комацу РС 1800-6 (3 ед.); Комацу РС 1250-7SP; Комацу РС 400/450 Std, самосвалов Cat 777D (20 ед.) и автогрейдеров грейдер Cat 16H, грейдер Cat 16G.

Разработка вскрышных пород и руды производится отдельными уступами. Вскрышные породы вывозятся во внешние отвалы, расположенные юго-восточнее карьера, а руда на дробильно-сортировочный комплекс.

Дробильный комплекс АО «Васильковский ГОК» размещается на промплощадке РОГР и включает в себя: размольно-дробильный комплекс (РДК), дробильно-сортировочные фабрики №№1,2.

Доставка вскрышных пород и руды осуществляется автосамосвалами, разгружается в приемные бункера питателей. Из бункеров камень питателем подается на первую стадию дробления в щековые дробилки.

На размольно-дробильном комплексе (РДК) крупное дробление руды производят на щековой дробилке СМД-118, мелкое дробление - на щековой дробилке КМД-2200Т. Рассев на фракции происходит на грохоте ГИТ-51, ГИТ-42 (2 шт.). Транспортировка дробленой вскрыши и руды на дробилки, грохота, склады производится по ленточным конвейерам. Погрузка в автосамосвалы осуществляется погрузчиками Комацу WA 800-3 (3 шт.)

При переработке руды и вскрыши на дробильном комплексе в атмосферу неорганизованно выделяется пыль рудная, в состав которой входят: пыль неорганическая, содержащая 70-20% SiO₂ и неорганические соединения мышьяка. 10

Для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при дроблении на дробильном комплексе АО «Васильковский ГОК» (щековые дробилки) производится пылеподавление увлажнением водой, при этом степень пылеподавления составляет 75%, и происходит очистка воздуха в батарейных циклонах установленных на грохотах.

Побочным производством Васильковского ГОКа является получение товарного фракционного щебня и отсева на дробильно-сортировочных фабриках №1, №2.

Руда и попутно извлекаемые вскрышные породы поступают на дробильно-сортировочный комплекс, где происходит дробление и фракционирование с получением товарного щебня фракций 0 ? 5, 5 ? 20.

Доставка вскрышных породы и руды осуществляется автосамосвалами на ДСФ-1, ДСФ-2, разгружается в приемные бункера питателей. Из бункеров камень питателем подается на первую стадию дробления в щековые дробилки.

На дробильно-сортировочной фабрике -1 (ДСФ-1) крупное дробление вскрыши производят на щековой дробилке СМ-16Д, среднее дробление - на конусной дробилке КСД-1200 ГР, мелкое дробление - на щековой дробилке СМД-109. Рассев на фракции происходит на двух грохотах ГИС-42.

На дробильно-сортировочной фабрике -2 (ДСФ-2) крупное дробление вскрыши производят на щековой дробилке СМД-110, мелкое дробление - на конусной дробилке КСД-1200 ГР. Рассев на фракции происходит на грохоте ГИЛ-52.

Транспортировка дробленой руды на дробилки, грохота, склады производится по ленточным конвейерам. 22

Оптимальная технологическая схема для работы карьерной техники принята цикличная с применением на погрузочно-разгрузочных работах экскаватора и на транспортировании горной массы автосамосвалов. Для работы в карьере по вывозке горной массы предусмотрены автосамосвалы Cat 777D (20 ед.). Движение автотранспорта в карьере обусловлено выделением пыли, а также выхлопных газов от работы двигателей внутреннего сгорания. 23

Карьер в проекте рассмотрен, как единый источник равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных, выемочно-погрузочных, взрывных работ.

Источниками неорганизованных выбросов при разработке карьеров являются выемочно-погрузочные работы (узлы загрузки горной массы в транспорт навалом), перевалочные работы на складе, хранилища пылящих материалов (статическое хранение на рудных и породных отвалах), карьерный транспорт и механизмы, разгрузочные работы, взрывные работы. 30

Вредными веществами, поступающими от неорганизованных стационарных источников загрязнения окружающей среды, являются пылевыбросы и газообразные компоненты, выделяющиеся при работе карьерного транспорта.

Пыль, образующаяся при выше перечисленных работах, характеризуется широким диапазоном размера частиц от 1-2 мм до долей микрона. В атмосферу обычно поступает пыль, размер которой менее 10 мкм. Крупные частицы сразу оседают. Вынос в атмосферу мельчайших минеральных частиц пыли в свободном состоянии в виде аэрозолей загрязняет воздушное пространство главным образом вблизи предприятий и на непродолжительное время, но при этом наносит ущерб народному хозяйству.

В процессе переработки горной массы все технологические процессы сопровождаются выделением пыли. В данной работе произведено разделение пыли выделяющейся при работе с горной массой на составляющие ее компоненты. 11

- Отдел материально технического снабжения (ОМТС). Автозаправочная станция (АЗС).

АЗС - Для заправки автотранспорта и подвижных механизмов на площадке РОГР имеется автозаправочная станция. АЗС включает в себя помещения, сооружения и технологическое оборудование, предназначенное для хранения и заправки автомобилей бензином, дизельным топливом и маслами. Раздача топлива потребителям осуществляется топливораздаточными колонками типа НАРА-27С. Производительность каждой колонки 40 л/мин. Подача топлива к топливораздаточным колонкам производится с помощью насосов.

Нефтепродукты на АЗС доставляются железнодорожным и автомобильным транспортом. На площадке установлены двенадцать заглубленных резервуаров для хранения дизельного топлива, и один резервуар для хранения бензина. Для хранения масла предусмотрено 11 наземных резервуаров. Выброс вредных веществ из резервуаров происходит при приеме топлива через дыхательные клапаны Н-3, Д-0.1. При сливе топлива используется быстроразъемная муфта.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на автозаправочной станции являются дыхательные клапаны резервуаров для хранения топлива, пистолеты топливораздаточных колонок и баки автотранспорта.

Вредными веществами, выделяемыми в атмосферу, будут являться пары бензинов и дизельного топлива и масла минерального, в составе которых присутствуют предельные углеводороды, толуол, бензол, ксилол, сероводород.33

- Участок кучного выщелачивания производит переработку золотосодержащей руды методом кучного выщелачивания, отгрузку насыщенных золотом ионообменных смол на опытно-промышленную золотоизвлекательную фабрику. В состав участка входят: кучи; сорбционные отделение; гидрометаллургический цех; цех металлургии.

УКВ - Для извлечения металлов из руд применяется кучное выщелачивание. Кучное выщелачивание (штабельное) - это процесс извлечения золота растворяющим компонентом из складируемой на водонепроницаемой площадке руды в виде кучи (штабеля). Выщелачивание полезного компонента из рудного тела следует понимать как процесс избирательного растворения химическим реагентом и последующим удалением образовавшихся химических соединений из зоны реакции мощностью движущегося потока растворителя. Выщелачивание металла, заключенного внутри кусков руды, происходит за счет молекулярной диффузии. В данном процессе поверхности минералов не омываются непосредственно выщелачивающим раствором. В порах и мелких трещинах куска руды заключена поровая жидкость. При наличии разности концентраций уже растворенного в поровой жидкости полезного компонента и выщелачивание раствора возникает явление молекулярной диффузии. Ионы растворенного металла движутся из поровой жидкости в выщелачивающий раствор, постепенно насыщают его и вызывают одновременно падение концентрации в поровой жидкости.

Участок кучного выщелачивания (УКВ) и металлургии, включает в свой состав 10 рудных штабелей (куч) 8 из которых находятся на статистическом хранении, отделение сорбции и приготовления реагентов, гидрометаллургический цех, Кв. на 15,16 кучи, третья насосная ОП «ЗИФ», цех металлургии.

Установки кучного выщелачивания предусмотрены для работы в круглосуточном режиме. По технологической схеме УКВ выщелачивание золотосодержащих руд Васильковского месторождения при формировании рудных куч начинается, прежде всего, с ее предварительного дробления. После формирования штабеля начинается ее орошение цианосодержащими растворами, которые из емкости растворов по трубопроводу подаются насосами на оросительную установку, смонтированную на поверхности кучи. Влагонасыщение ведется в течение 11 суток, а затем 240 суток происходит процесс выщелачивания цианистыми растворами с концентрацией цианистого натрия 1 г/л при РН 10-11 и плотностью орошения 55 л/сут. Раствор проходит через кучный материал и собирается под ним. Продуктивный раствор из под штабелей самотеком поступает в емкость для сбора раствора. Из емкости продуктивного раствора раствор закачивают насосами в сорбционные колонны, и подвергается сорбции, при этом золото из продуктивного раствора собирается на ионообменную смолу.

Десорбции золота с насыщенной смолы - привезенная с УКВ насыщенная смола после отмывки водой подвергается кислотной обработке (3% раствором серной кислоты). После чего производится десорбция золота 9% раствором тиомочевины, подкисленным 3% раствором серной кислоты. Товарный регенерат, содержащий благородные металлы, поступает из реактора в накопительную емкость, а затем перекачиваются насосом через пресс-фильтр в рабочие емкости, работающие в замкнутом цикле с двумя электрозерами.

При достижении заданного содержания золота, смола головной колонны разгружается в контейнер и передается на регенерацию. Для выделения золота из десорбата принят метод электролиза с нерастворимыми анодами. При электролизе золото и примеси, которые имеют потенциал, близкий к золоту, катализуются на катоде в твердом виде. По окончании электролиза катоды прокаливают в сушильной печи, подвергая кислотной обработке 3% раствором соляной кислоты, фильтруют, сушат. Сухой продукт истирают и отправляют на плавку.

Оборотный раствор самотеком из сорбционных колонн поступает в емкость оборотного раствора, доукрепляется цианидом и щелочью до рН 0.5 - 11. Далее оборотный раствор доукрепленный реагентами, насосами закачивается на рудные штабеля, через оросительную систему в заданных количествах. Во время выщелачивания за счет рециркуляции растворов в емкость добавляется раствор из накопительного прудка или свежая техническая вода.

В корпусе сорбции, отделении растворения NаОН и NаСN, основными вредностями являются: пары щелочи, пары цианистого водорода. От установки для растаривания барабанов и от растворных чанов запроектирована местная вытяжная вентиляция с очисткой воздуха в скруббере насадочного типа СНАН-К.

Аварийная вытяжка осуществляется из рабочей зоны осевым вентилятором, автоматически включающимся от газоанализатора, настроенного ПДК р.з. НСN.

Технологическое оборудование, от которого выделяются вредные вещества, имеет герметизированные укрытия с патрубками, присоединенными к системам местной вытяжной вентиляции.

Предельно допустимая концентрация цианистых соединений в воздухе 0.003 мг/м³. Концентрацию цианистого водорода определяют газоанализатором ФГЦ. Содержание цианистого натрия в воздухе рабочей зоны измеряют фотоколориметрическим пиридинбензиновым методом.

Цианистый натрий хранится в заводской таре, которая распа ковывается непосредственно перед растворением и растворяется в чанах, установленных в специальном растворном отделении, оборудованном по правилам безопасности со СДЯВ. В реагентном отделении происходит загрузка и вскрытие барабанов, вымывание из них реагентов, обезвреживание, обмыв и разгрузка опорожненной тары. Раствор перекачивают в рабочий бак и отбирают пробу на анализ.

Растворяют NаСN в воде с предварительно растворенном в ней гидроксидом натрия до по лучения рН-12. Предварительное растворение щелочи необходимо для предотвращения выделения синильной кислоты.

Едкий натрий поставляется по ГОСТ 2263-74 «Натрий едкий технический» в железных барабанах. Хранится в заводской упаковке. Проектом предусмотрено использование едкого натрия марки ТР с содержанием основного вещества не менее 98.5%. По внешнему виду реагент этой марки представляет чешуированную массу белого цвета, допускается слабая окраска. 29

Для обеспечения теплом потребителей площадки УКВ и металлургии предусмотрена котельная, оборудованная двумя теплогенераторами ТГ-2.5. Источником загрязнения воздушного бассейна являются дымовые трубы котлов высотой 3 м, диаметром 0,18 м, и дыхательный клапан топливохранилища, имеющий в своем составе резервуар емкостью 5 м³.

- Годовой расход дизельного топлива составляет 130 т/год. Время работы теплогенераторов 2904 часов в год. При сжигании топлива в атмосферу выделяются: углерод черный (сажа), двуокись серы, диоксид азота, окись углерода.). 36

- Энергоучасток: котельная АБК; котельная УКВ и металлургии, котельная УКВ и энергоучастка.

Котельные АБК и УКВ - для обеспечения теплом потребителей площадки УКВ и энергоучасток предусмотрена котельная, оборудованная семью котлами типа «Е 1/9», из них пять рабочих и два резервных. Источником загрязнения воздушного бассейна являются дымовые трубы котлов. Расчет выбросов от котельных произведен исходя из максимальной нагрузки котлов.

В качестве топлива используется уголь разреза «Майкубенский», годовой расход топлива для котельной составляет 2423 т/год. Котельная служит для покрытия отопительных нагрузок. Время работы котлов 215 суток по 24 часа в зимний период и 150 суток в летний период.

Продуктами сгорания угля в топках котлов являются зола, шлак и дымовые газы. Дымовые газы, в состав которых входят зола угля (пыль неорганическая: 70-20% двуокиси кремния (шамот, цемент и др.), оксиды азота и углерода, диоксиды азота и серы, отводятся через дымовые трубы. Улов твердых частиц в дымовых газах выделяющихся в процессе сжигания угля производится в золоуловителях осадительного типа. Зола и шлак, удаляемые из котла в твердом виде вывозятся на склад золы.

Доставка топлива на территорию предприятия осуществляется автотранспортом. Уголь хранится в штабеле на открытой площадке. При формировании штабеля угля, хранении и перемещении угля происходит выделение в атмосферу пыли неорганической: 70-20% двуокиси кремния. При влажности угля 15 % с приходом отрицательных температур происходит смерзание угольной массы, а под влиянием атмосферных осадков в виде дождя и снега происходит уплотнение пылеобразующей поверхности склада угля.

Для отопления производственных помещений административно бытового корпуса (АБК) предусмотрена котельная, в которой установлены три котла марки Е 1/9, работающие на печном топливе, один из них резервный. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна являются:

- дымовая труба котельной высотой 21.0 м, диаметром 0.5 м

- дыхательный клапан топливохранилища, имеющий в своем составе резервуар емкостью 5 м³. 36

Печное топливо подвозится автотранспортом в количестве 183,7 тонн в год. Котельная предусмотрена для покрытия максимальной нагрузки на систему теплоснабжения и для приготовления горячей воды. Расчет выбросов от котельной произведен исходя из максимальной нагрузки котла.

Для оценки влияния производства на окружающую среду необходимо рассмотрение тех технологических процессов которые будут осуществлены в ближайшие годы. В настоящее время отработка месторождения производится открытым способом с применением буровзрывных работ. Руды Васильковского месторождения предполагается перерабатывать методом кучного выщелачивания до получения товарного продукта. Технологическая схема переработки золотосодержащих руд месторождения включает следующие операции:

- добыча горной массы;

- дробление горной массы;

- укладка руды крупностью -100 мм в штабель и выщелачивание золота из руды щелочным цианидным раствором. Основание штабеля руды гидроизоляционное, что исключает потери продуктивных растворов и вредное влияние на окружающую среду;

- сорбцию растворенного золота ионообменной смолой и активированным углем, в результате которой получают насыщенный золотом ионит (насыщенная золотом ионообменная смола и уголь) и обеззолоченный раствор, который подкрепляют цианидом и гидроксидом натрия до ионообменных концентраций и используют в обороте при кучном выщелачивании золота, десорбция растворенного золота.

На Васильковском месторождении предусматривается строительство трех промышленных установок кучного выщелачивания мощностью 1000, 1500 тыс. тонн - на 2006 год, 1500 тыс. тонн - на 2007 год, 1500 тыс. тонн - на 2008 год, золотосодержащей руды Васильковского месторождения.

Сырьем для выщелачивания куч №№ 15,16 служат бедные забалансовые окисленные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде - 0,87 г/т. Насыпная плотность руды равна 1,7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде - 2,5%, массовая доля в максимально насыщенной руде - 15,1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) - 8%.

Сырьем для выщелачивания куч №№ 11, 12, 13, 14 служат смешанные полуокисленные и сульфидные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде - 1,57 г/т. Насыпная плотность руды равна 1,7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде - 2,5%, массовая доля в максимально насыщенной руде - 15,1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) - 8%.

Сырьем для выщелачивания куч №№18,19,20,21,22 служат смешанные и сульфидные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде - 1,33 г/т. Насыпная плотность руды равна 1,7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде - 2,5%, массовая доля воды в максимально насыщенной руде - 18,1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) - 5%.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощность в 1000 тыс. тонн в год золотосодержащей руды примыкает к существующим установкам № 9,10 с восточной стороны и расположена в 4 км юго-западнее села Коныспай, Зерендинского района, Акмолинской области на землях отведенных Васильковскому ГОКу.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощностью в 1500 тыс. тонн в год золотосодержащей руды расположена к северу от существующих промышленных установок в 4,5 км северо-восточнее села Коныспай, на землях отведенных Васильковскому ГОКу.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощностью в 1500 тыс. тонн в год золотосодержащей руды расположена к северу от существующих промышленных установок в 3,0 км северо-восточнее села Коныспай, Зерендинского района, Акмолинской области на землях, отведенных Васильковскому ГОК.