Предприятие добычи и переработки металлических руд. Обогатительные предприятия. Хранение отходов производства концентратов

Гранулометрический состав отвальных железистых кварцитов и других скальных пород колеблется в широких пределах. Истинная плотность их обычно составляет 2,8--4,6 г/см³, средняя плотность -- 2600--4100 кг/м³, водопоглощение -- 0,2--8%, морозостойкость достигает 200 циклов.

По химическому составу отходы горно-обогатительных комбинатов можно разделить на три группы (%): кварцевые (Si02 > 65), силикатные (Si02 < 65, Fe < 15) и железистые (Fe > 15). Отходы последней группы получают при обогащении железистых кварцитов низкой степени метаморфизма. Из-за высокой дисперсности и плотности, составляющей примерно 3000 кг/м³, их не рекомендуют как заполнитель бетона. Кварцевые отходы образуются при обогащении железистых кварцитов средних степеней метаморфизма, а силикатные -- высоких. Отходы этих групп практически не содержат глинистых минералов и имеют форму зерен, отличную от шарообразной с шероховатой поверхностью.

Обогащенные кварцевые "хвосты" имеют среднюю плотность 1550--1900 кг/м³, модуль крупности их обычно равен 1,5--2.

Значительная часть перерабатываемой горной породы направляется в отвалы в виде кварцево-железистых шламов. Эти отходы представляют собой тонкодисперсный порошок, содержащий 10--30% фракции крупнее в, 14 мм. В состав шламовых отходов предприятий, например Криворожского бассейна, входит 60--80% кварца и 13-- 18 оксидов железа. В небольших количествах входят оксиды алюминия, кальция, щелочных металлов, марганца и др. По гранулометрическому составу шламы близки к днепровскому речному песку, отличаясь от него несколько более высокими значениями пустотности, истинной и средней плотности.

Для использования шламов в бетонах эффективным является их фракционирование, осуществляемое с помощью гидравлических классификаторов. Работа таких классификаторов основана на различной скорости падения частиц разной массы в восходящем потоке воды.

Попутными продуктами добычи и переработки многих полезных ископаемых являются породы, состоящие в основном из силикатов магния. К ним относятся разновидности серпентинов -- антигориты, хризотилы и др.

Наиболее значительный выход силикатов магния в виде отходов характерен для асбестовых обогатительных фабрик. При обогащении асбестосодержащих пород извлекается только около 8% сортового асбеста, а остальные 92% являются отходами. Наибольший интерес силикатно-магниевое сырье представляет для производства автоклавных материалов.

Для производства строительных материалов из вскрышных пород ценность представляет карбонатное и глинистое сырье. При открытой разработке железорудных месторождений карбонатное сырье чаще представлено маломергелистыми меловыми породами с содержанием 90--99% СаС03 и мергелистыми породами, содержащими 64--85% СаС03. Эти породы можно применять в производстве извести, цемента, минеральной ваты.

Область применения глинистых вскрышных пород разнообразна. В зависимости от физических свойств, химико-минералогического и вещественного составов глинистое сырье пригодно для производства керамических изделий, аглопорита, керамзита, цементного клинкера.

Велик объем горных работ на рудниках и карьерах, где добываются нерудные и неметалл орудные материалы, сырье для цементной и известковой промышленности. Доля промышленности нерудных строительных материалов в общем объеме отходов горнодобывающих отраслей составляет 12--15%.

При добыче облицовочного камня, переработке на щебень горных пород, производстве извести образуются отходы в виде отсевов, каменной муки, негабарита. Многообразие видов горных пород, их состава, технологических особенностей получения основных продуктов обусловливает и многообразие качественных характеристик отходов нерудных строительных материалов.

Наиболее массовыми отходами являются отсевы (высевки), образуемые при производстве строительного щебня и представляющие собой песчано-щебеночную смесь с максимальной крупностью щебня 10 мм и содержанием примесей до 10--25%. При производстве щебня из изверженных пород объем отсевов достигает 25%, а из осадочных -- 45% от объема перерабатываемой горной массы. По приблизительным оценкам в России объем ежегодно образующихся на предприятиях нерудных строительных материалов отсевов дробления составляет при переработке изверженных пород 12--15 млн. м³, карбонатных -- 16--20 млн. м³. Не находящие спроса отсевы направляются в отвалы, в которых скопились сотни миллионов кубометров отсевов.

Имеются большие запасы природных пористых горных пород (туф, известняк, ракушечник) и рыхлые породы вулканического происхождения (пемза, пепел и др.). Сплошные массивные горные породы используют для производства стенового пильного камня или облицовочных плит. При современном уровне их производства отходы от их добычи позволяют получать ежегодно до 60 млн. м³ пористого щебня и песка.

При добыче пильного камня технологическими отходами являются каменные опилки с фракцией 0--5 мм, куски различной величины и негабаритный камень. Количество oтxoдoв может превышать 50% объема разрабатываемого пласта.

Разнообразные виды отходов образуются в производстве различных искусственных строительных материалов в процессе технологической переработки сырья, а также как брак и др. Многие из этих отходов при невозможности их возвращения в основное производство могут быть использованы для получения строительных материалов.

Цементная пыль в производстве цемента появляется в результате переработки тонкодисперсных минеральных материалов. Общее количество улавливаемой пыли на цементных заводах составляет до 30% всего объема выпускаемой продукции. До 80% всего количества пыли выбрасывается с газами из клинкерообжиговых печей. Пыль, выносимая из печей, является полидисперсным порошком, содержащим при мокром способе производства 40--70, а при сухом -- до 80% фракций размером менее 20 мкм. Минералогическими исследованиями определено, что в составе пыли содержится до 20% клинкерных минералов; из них двухкальциевого силиката 3- и у-модификаций -- 8-- 10, двухкальциевого феррита и четырехкальциевого алюмоферрита-- 10--12, свободного оксида кальция-- 2--14, щелочей-- 1--8%. Основная масса пыли состоит из смеси обожженной глины и неразложившегося известняка. Состав пыли существенно зависит от типа печей, вида и свойств применяемого сырья, а также способа улавливания.

Наиболее дисперсная и высокощелочная пыль осаждается в электрофильтрах. Удельная поверхность пыли в электрофильтрах достигает 5000--8000 см²/г, а пыли в осадительных камерах -- 1000--4000 см²Д, что зависит от природы обжигаемого сырья и режима обжига, в частности температуры и скорости газового потока. Содержание щелочных оксидов в пыли, уловленной электрофильтрами, колеблется от 3 до 25%.

Различные виды пылей, представляющих интерес для использования, образуются в производстве различных материалов: извести, керамзита и др.

Отходы, образуемые при производстве асбестоцементных изделий (асбестоцементные отходы), подразделяются на сухие и мокрые: к первым относятся бой асбестоцементных изделий, обрезки листов и труб, стружка от механической обработки труб; ко вторым -- осадки в водоочистительных аппаратах.

Состав сухих отходов такой же, как у асбестоцементных изделий. Мокрые отходы в основном состоят из гидратированных и карбонизированных зерен цемента с примесью мелких волокон асбеста. При большом водосодержании они приобретают свойства пульпы, а при растирании и перемешивании образуют пластичное тесто. Средняя плотность этого вида отхода в высушенном состоянии 250--300 кг/м³, теплопроводность -- 0,052--0,064 Вт/(м * °С).

Значительные количества отходов в виде керамического и стекольного боя образуются на керамических предприятиях и строительных площадках. На керамических предприятиях, использующих твердое топливо в виде отходов (до 10 м³ на каждые 100 тыс. шт. кирпича), образуются также печные остатки, состоящие из смеси топливной золы с небольшим содержанием несгоревшего угля и керамической мелочи.

Литература

1. Патент RU 2268776 (13) С1, Кл. В03В 13/00, 2006.

2. Регионоведение. Щербакова Ю.В. Металлургический комплекс России.

Размещено на Allbest.ru