CC BY
49
М. С. Вторникова
РЕСУРСО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ НА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ КОМБИНАТАХ
Открытый способ разработки как генеральное направление развития горнодобывающих отраслей промышленности России сохраняется для обеспечения топливом и минеральным сырьем потребностей энергетики, черной и цветной металлургии, химической индустрии, строительства, машиностроения, вычислительной техники, коммунально-бытового и сельского хозяйства.
В процессе ведения горных работ на карьерах возникают неизбежные изменения окружающей среды, под которой в общепринятом смысле понимается верхняя часть литосферы, вся гидросфера и нижний слой атмосферы земли, находящиеся в зоне непосредственного контакта и взаимодействия с человеком. Перечисленные элементы окружающей среды, образующие в совокупности биосферу, непосредственно воспринимают техногенную нагрузку открытых горных разработок.
Назначение горно-обогатительного комбината: добывать полезное ископаемое - руду, содержащую полезный металл, и преобразовывать ее путем очистки от вредных примесей и обогащения в продукцию комбината - концентрат полезного металла.
Техногенные загрязнения водных объектов, атмосферного воздуха и почв непосредственно связаны с образованием на карьерах твердых, жидких и пылегазообразных отходов горного производства, содержащих в своем составе различные токсичные химические вещества и соединения. Характеристика отходов производства и содержащихся в них вредных компонентов представлена в таблице.
Месторождение полезного ископаемого, разрабатываемое комбинатом, содержит не только руду, но и пустые - вскрышные породы, а руда представляет собой комплекс, состоящий из полезного металла и вмещающих пород (схематическая модель горной массы приведена на рисунке). _____________________________________________________________________
Вид отходов Фазовая характеристика Загрязняющие вещества и соединения
Твердые Вскрышные породы, размещаемые во внутренних и внешних отвалах; часть балансовых запасов полезных ископаемых, попадаемых при выемке в пустые породы; бедные и забалансовые руды и горючие ископаемые; осадок водоочистных устройств и сооружений Соединения железа, алюминия, серы, натрия, магния, калия, кальция, кремния, фосфора; микроэлементы
Жидкие Карьерные и дренажные воды, сточные воды вспомогательных производств Взвешанные вещества, БПК, нефтепродукты, фенолы, сульфаты, хлориды, карбонаты, гидрокарбонаты, ПАВ, азотные соединения, ионы тяжелых и легких металлов, рН, бактерии
Пылегазо- образные Продукты сгорания топлива, технологических процессов и аспирации, отходящие газы Пыль, сажа, оксиды азота и углерода, диоксид серы, сероводород, сероуглерод, аммиак, формальдегид, фосфорный ангидрид, хлор, бензопирен, микроэлементы
Железо в богатых железных рудах по различным месторождениям в среднем составляет от 50 до 62.3 %. По данным химических анализов, кроме железа в рудах содержатся: кремнезем, глинозем(3-4%), летучие(0,96-3,95%), сера (0,09-0,16%), фосфор (до 0,09%), титан, кальций, магний (0.04-0.06%), щелочные металлы. Спектральным анализом установлено присутствие никеля (до 0,003%), ванадия (до 0,006%), хрома (до 0,001%), молибдена (до 0,001%), циркония, меди (0,003-0,006%), свинца (до 0,002%), серебра, цинка (до 0,003%), олова (до 0,001%), галлия, бериллия и германия.
Предлагаемая модель является трехуровневой. На первом (нижнем) уровне расположены вмещающие породы и полезный компонент руды - металл. На втором (среднем) уровне размещены вскрышные породы и руда - полезное ископаемое. На верхнем (третьем) уровне находится горная масса разрабатываемого месторождения, объединяющая в единое целое все то, что оказалось на первом и втором уровнях («этапах») схематической модели горной массы, отражающей ее структуру.
Горно-обогатительный комбинат при выполнении своего производственного процесса решает четыре основные задачи:
1) удаляет из залежи вскрышные породы, закрывающие доступ к полезному ископаемому -руде, содержащей полезный металл;
2) осуществляет добычу полезного ископаемого;
3) освобождает металл от вмещающих пород;
4) очищает добытый металл от вредных примесей, обогащает его и превращает в концентрат полезного ископаемого.
Первые две задачи решает добычной комплекс комбината, третью и четвертую задачи -обогатительный комплекс.
К комплексным показателям, характеризующим интенсивность производственной деятельности горно-обогатительного комбината, обычно относят его производственную мощность, производительность по разрабатываемой горной массе, по вскрышным породам, по полезному ископаемому - добываемой руде, а также по выпускаемой продукции - концентрату полезного ископаемого - извлеченному из руды и очищенному от вредных примесей концентрату полезного металла. Сюда же следует добавить производительность комбината по вмещающим породам.
К входным показателям отнесем Жгм. - производительность комбината по сырью -разрабатываемой горной массе как главному природному ресурсу и 1ЖРл. - суммарную производительность по дополнительным ресурсам, потребляемым при выполнении производственного процесса.
Выходными показателями будем считать Жпр. - производительность комбината по выпускаемой продукции, Жвск. - производительность по вскрышным породам; Жвм. -производительность по вмещающим породам и !Жо.]. - суммарную производительность по дополнительным отходам, образующимся при выполнении производственного процесса. Обозначим Жо - суммарную производительность комбината по производству отходов.
Составляем уравнение материального баланса комбината при установившейся или квазиустановившейся работе, которое позволит определить по исходным данным образующиеся в ходе производственного процесса производственные отходы:
Ж + УЖ = Ж + Ж + Ж + УЖ ■
'' г.м. 'р.г. ''пр. ''вск. '' вм. 1 ' о.,-
Суммарная производительность по производству отходов определяется как
Ж = Ж + УЖ ■ — Ж = Ж + Ж + УЖ ■
гг о гг г.м. 'р.г. '' пр. '' вск. '' вм. ' о._/.•
Изучение материальных балансов производственных объектов позволяет научно обосновать номенклатуру показателей, необходимых для оценки совершенства технологического процесса
объектов (экономических, ресурсных, экологических и др.), и определить их числовые значения.
— Коротко об авторе ----------------------------------------------
Вторникова М.С.- студентка гр. ИЗ0С-06
Руководитель: Чмыхалова С.В., к.т.н., проф. кафедры ИЗОС МГГУ, Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
