Д.т.н. Сулейменов О.А.
Сухая переработка минерального сырья как способ
охраны водных ресурсов от загрязнения
Интерес к
исследованиям новых физических методов переработки минерального и других видов
сырья с применением электротехнологии возрос, в связи с повышением требований к
охране окружающей среды. Процесс с использованием сильных электрических полей
осуществляется сухим методом, без применения воды, поэтому не приводит к
загрязнению природных водных ресурсов и не требует последующей дорогостоящей
очистки производственных стоков, характерных для традиционных мокрых способов
обогащения полезных ископаемых /1-5/. Например, производство минеральных
удобрений неразрывно связано с обогащением горнохимического сырья (в том числе
промывка, измельчение, классификация, транспортирование материала от одного
агрегата к другому), требующим значительного расхода воды (более 10 м3
на 1 т исходного сырья). При мокрых способах переработки образуется большое
количество сточных вод, загрязненных механическими примесями, воднорастворимыми солями минералов и флотореагентами. Часть
сточных вод после грубой очистки или без нее сбрасывается в водоемы, что
приводит к значительному их загрязнению. В то же время, водопользователи,
пользующиеся водными объектами для промышленных целей, обязаны принимать меры к
сокращению расхода воды и прекращению сброса сточных вод путем совершенствования
технологии производства / 6 /.
Организация упорядоченного
движения частиц твердых и жидких веществ в аппаратах ЭИТ определяется законами
поведения зарядов в электрическом поле, и в этом отношении, оно подобно
движению электронов и ионов в электронных приборах. Наряду с этим подобием
имеется и существенное различие, заключающееся в том, что процессы
электронно-ионной технологии представляют собой процессы электроники,
выведенные из тесных рамок электронных приборов на просторы промышленных
устройств и аппаратов, соответственно из вакуума в атмосферу /2,8/. Носителями
зарядов в этом случае является не только электроны и газовые ионы, а заряженные
частицы веществ. Все эти обстоятельства усложняют характер происходящих физических
явлений. Тем не менее, процессы электронно-ионной технологии нашли широкое
распространение при электроокраске, нанесении порошковых покрытий в электрическом
поле, электропечати, производстве озона, в текстильной промышленности и других
отраслях.
Одним из
перспективных направлений электронно-ионной технологии является электрическая
сепарация, ее наиболее широкими областями применения на практике являются
электрообеспыливание и разделение различных видов минерального сырья /3, 7-10/.
Электрическая сепарация минерального сырья представляет
процесс разделения сыпучих смесей по минеральному составу с использованием
энергии электрического поля, кроме того, применяется для сортировки по
крупности и форме зерен. Она применяется для классификации и выделения ценных
компонентов из руд и концентратов цветных и редких металлов, горно-химического
сырья, других полезных ископаемых и сыпучих материалов /3, 8/.
В настоящее
время в процессе переработки все чаще применяются технологические схемы,
включающие электрическую сепарацию, как самостоятельно, так в комбинации с
магнитной сепарацией и другими методами.
Значительный
интерес к электрической сепарации объясняется тем, что этот процесс, решающий
ряд задач переработки минерального сырья, не приводит к загрязнению окружающей
среды, не потребляет воды и экономичен. Однако, этот вид сепарации не получил
еще такого широкого распространения, которое соответствует его потенциальным
возможностям. Причиной последнего, в основном, является то, что возможности
электрической сепарации изучены недостаточно и не опробованы по многим видам
минерального сырья /3, 10, 11/.
Кроме того, обладает самым
минимальным удельным расходом электроэнергии из всех известных методов
переработки полезных ископаемых, поэтому
отнесена к категории энергосберегающей технологии. Отсутствие воды в
технологическом процессе позволяет широко использовать электронно-ионную технологию
переработки минерального сырья в регионах с ограниченными водными ресурсами.
Эти достоинства выводят электрическую сепарацию на уровень конкурентоспособных
способов переработки минерального сырья при жестких требованиях к охране
окружающей среды, а также при разработке месторождений, расположенных в
пустынных и полупустынных регионах.
В СНГ
введены в эксплуатацию первые предприятия электрического обогащения, которые
коренным образом изменили технологию обогащения калийных солей. Переход от
флотации к сухому электрическому обогащению позволил существенно улучшить
технико-экономические показатели, резко снизив энергоемкость процесса и расходы
на очистку сточных вод. По своей селективности и универсальности новый процесс
не уступает флотации, в связи с чем этот процесс образно называют «сухой
флотацией» /1, 8 /.
В настоящее
время на основе многолетних исследований разработаны научные основы малоотходных методов электронно-ионной технологии
переработки минерального сырья, усовершенствована техника электрической сепарации и
электрообеспыливания применительно к условиям месторождений Республики Казахстан.
Литература
1. Ревнивцев В.И.
Перспективы развития физических методов обогащения полезных ископаемых. - В кн.
Новые физические методы обогащения полезных ископаемых. Л., 1983, с. 3-12
(Междувед. сб. науч. тр. /Механобр).
2.
Попков В.И., Левитов В.И., Бут А.И. Электронная технология. М., ЦИНТИАМ, 1962.
3.
Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения. М. Недра, 1977, с. 519.
4. Fricke G. Die elektrostatische
Aufbereitung von Kalirohsalzen. Kali und Stelnsalz, 1979, v. 7, №12, p. 492-497.
5. Электрическая сепарация тонкоизмельченных руд во
взвешенном состоянии в газовой среде с зарядкой частиц ионизацией и трением /
М. Карта, Г. Феррара, К. Дельфа и др. – Труды VIII Международного конгресса по
обогащению полезных ископаемых. Л., 1969, т. 1, с. 115-131, 257-259.
6. Голованов Г.А., Шифрин С.М., Мырзахметов М.М.,
Кайтмазов В.А.Бессточная технология обогащения фосфатного сырья. М., Химия,
1984. – 136 с. илл.
7. Бабакин Б.С. Электротехнология в холодильной
промышленности. М. Агропромиздат, 1990, с. 199.
8. Физические основы электрической сепарации / А.И.
Ангелов, И.П. Верещагин, В.С. и др. Под
ред. В.И. Ревнивцева. М., Недра, 1983, с. 271.
9. Ревнивцев В.И., Олофинский Н.Ф. Состояние и
перспективы развития электросепарации полезных ископаемых и материалов. Труды
Всемирного электротехнического конгресса. М., Оргкомитет, ВЭЛК, 1977.
10. Ангелов А.И., Набиулин Ю.Н.Электрические
сепараторы свободного падения. М., Недра, 1970.
11. Месеняшин А.И. Электрическая сепарация в сильных
полях. М. Недра 1978, 175 с.