Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 75
Текст из файла (страница 75)
5.3). Скважинная гидродобыча широко практикуется в промышленности, например, для получения рассолов ИаС1 — сырья для производства хлора, гидроксида натрия (каустической соды) и водорода, а также карбоната натрия (кальцинированой соды). В скважину, пробуренную до залежи каменной соли, нагнетают воду и через нее жс отбирают получающийся рассол.
Аналогичным путем можно проводить добычу калийных солей. Глава 5. Утилизация отходов горнодобывающей промышленности В ГИГХСе разработан способ гидромеханического разрушения руды с выдачей ее в виде гидросмеси через скважину применительно к глубоко- залегающим фосфоритам Прибалтики.
Этим методом можно эффективно разрабатывать россыпи полезных ископаемых и многие рыхлые руды (жепезные, марганцевые, бокситы и др.). В промышленных масштабах освоена и подземная выплавка легкоплавких минералов, например, серы из ее залежей Для этого в скважину по одной трубе подают под давлением воду при температуре до 150 — 160 'С, а по другой — сжатый воздух. Предпожено использовать для подземной выплавки битума и серы токи высокой частоты. Хорошо известен и принцип подземной газификации — добычи горючих ископаемых путем перевода их в газообразное состояние.
Он еще не нашел широкого промышленного применения, однако исследования в этом направлении продолжаются. Вольшое значение для извлечения из отвалов горных и обогатительных (а также ряда других) предприятий содержащихся в них ценных компонентов имеют методы технической микробиологии — одной из разновидностей геотехнологических методов.
Важная роль микроорганизмов в создании и разрушении горных пород и минералов широко известна. Способность ряда видов микроорганизмов в определенных условиях переводить нерастворимые минеральные соединения в растворимое состояние все шире используют в последние годы для извлечения ценных компонентов, содержащихся в твердых отходах горных и обогатительных предприятий, с помощью методов кучного и подземного бактериального выщелачивания.
Под бактериальным выщелачиванием обычно понимают процесс избирательного извлечения химических элементов из многокомпонентных соединений в процессе их растворения в водной среде микроорганизмами. Метод бактериального выщелачивания может быть применен при любом способе выщелачивания, если в нем не используют повышенные температуры и давления. Известно довольно большое число видов микроорганизмов, которые можно применять для бактериалыюго выщелачивания различных элементов из руд. Однако в промышленности наиболее широко для этой цели используют тионовые бактерии (и железобактерии), которые могут окислять двухвалентное железо до трехвалентного, а также сульфидные минералы.
Свою клеточную массу они строят из воды и углерода, который получают путем усвоения СО„выделяемого из атмосферы или из руды. Единственным источником энергии для жизненных процессов этих микроорганизмов, являющихся хемо-автотрофами, служат реакции окисления неорганических соединений различных металлов, элементной серы. Так, железобактерии способны окислять сульфидные минералы, переводя их в сульфаты прямым и косвенным путем. В последнем случае они переводят закисное сернокислое железо в оксидную форму, которая сама служит энергичным окислителем и хорошим растворителем сульфидов: 2РеБО, ~. '/,О, ~- Н ЯО, Ж~~ 2%БИЛ > Рс,(БО,), + Н,О. Часть И11. Технологические реи~еиия ио утилизации твердых отходов Ре,(БО,), + МеБ — ~ — ~ МеБО, + 2Ге304+ Я. Сульфат железа (Н1) быстро регенерируется железобактериями из РеБО„что значительно (в 7 — 18 раз) ускоряет растворение ряда минералов.
Желсзобактерии широко используют в промышленности для бактериального вышелачивания меди из отходов и бедных руд. Для их обработки (выщелачивания) используют водный раствор на основе сульфата железа (111) и серной кислоты в присутствии Л1 (БО )„РеБО и тионовых бактерий, под действием которого сульфиды меди переходят в растворимое состояние: Гез(Ю4) + 2СиБ + 2Н О + 30 -+ ~ 2С~йОо+ 4РеЯО, + 2НгБО. Полученный раствор медного купороса может быть подвергнут цементации (обработке железным скрапом) для вьщеления металлической меди.
Образующаяся медь может быть отделена от циркулирующего в установке выщелачивания раствора в виде концентрата — вязкой темно-коричневой влажной массы, содержащей около 80 % цветного металла. Другим возможным путем' выделения меди из раствора после выщелачивания может быть электролиз.
Технологический процесс бактериального выщелачивания может быть оформлен в виде различных вариантов в зависимости от вида обрабатываемого материала (отвалы обогатительных предприятий, подземные залежи, шлаки и т.п.). Наиболее сложным среди них является вариант подземного выщелачивания, более простым по оформлению является кучное выщелачивание отвалов. Комбинированная схема этих процессов приведена на рис. 5.4.
Согласно рис. 5.4, бактериальный раствор вышеприведенного состава насосом 1 из прудка 2 подается на орошение мельсодержащих отвалов 3 и/или закачивается через коллектор 4 в скважины 5, пробуренные для орошения участка рудной залежи б.
Профильтровавшийся через толщу отвальной породы и обогащенный медью раствор через дренирующую систему самотеком или насосом направляется в отстойник 7. Сюда же насосами подается аналогичный раствор из сборников 8 различных горизонтов 9 шахты медного рудника. Из отстойника 7 насыщенный мелью раствор подается в цементатор 10, откуда цементная медь (концентрат) передается на сушку (11) и затаривание (12), а обезмеженный раствор возвращается в прудок 2. Для регенерации и выращивания микроорганизмов в прудок подается воздух из компрессорной 13. Оптимальными условиями для развития тионовых бактерий являются температура 25 — 35 С и кислотность раствора, отвечаюшая значениям рН 2 — 4.
В нашей стране на ряде комбинатов и рудников работают установки, обеспечивающие получение нескольких тысяч тонн в год дешевой меди (первая промышленная установка по подземному выщелачиванию меди была введена в эксплуатацию в 1964 г.). В мировой практике метод бактериального выщелачивания в значительных масштабах используют для извлечения из руд урана.
Проводятся исследования по бактериальному вышелачивапию с помощью тионовых бактерий ряда других элементов (Еп, Мп, Аз, Со и др.). Ведется поиск дру- 323 Глава 5. Утилизация отходов горнодобывающей промышленности Рис. 5.4.
Схема кучного и подземного бактериального выщелачивания медной руды: ! — насос; 2 — прудок для выращивания и регенерации бактерий; 3 — отвалы медьсодержащих руд; 4 — коллектор; 5 — скважины для орошения рудного тела; 6 — обрабатываемый участок рудной залежи; 7 — отстойник для медьсодержаших растворов; 8 - сборник насыщенных медью растворов в горной выработке; Р— горизонтальная горная выработка; 1Π— цементатор; П— сушка цементной меди; П вЂ” вагон; 13 — компрессорная установка для обогащения кислородом бактериального раствора 324 гих видов микроорганизмов с целью извлечения более широкого круга полезных веществ.
Метод бактериального выщелачивания весьма перспективен для переработки твердых отходов горнообогатительных и других предприятий, так как он позволяет значительно снизить себестоимость ценных полезных ископаемых (чему способствует быстрое размножение микроорганизмов и простота используемой аппаратуры) и расширить сырьевые ресурсы промышленности, обеспечивая реализацию возможности более глубокого комплексного использования минерального сырья. Часть ИН. Технологические решения по утилизации твердых отходов ГЛАВА б УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ Широко распространенными и еще малоутилизируемыми крупно-тонажными отходами являются твердые отходы процессов заготовки, переработки и использования растительного сырья — древесины и большого числа видов сельскохозяйственной продукции.
Утилизация таких отходов в значительной степени основана на использовании различных химических, механохимических, термохимических и биохимических превращений содержащихся в них компонентов в ценные вещества и материалы. Ниже освещены источники образования и основные направления технологии рекуперации различного вида древесных отходов и некоторых родственных древесным видам отходов сельскохозяйственного производства, Общность природы и в целом ряде случаев направлений использования, а также способов переработки является предпосылкой для совместного рассмотрения наиболее распространенных на практике технологий рекуперации указанных отходов. 6.1. Образование, классификация и использование отходов древесины В настоящее время в стране заготавливается около 500 млн. м' древе- сины.
При этом на всех стадиях процесса от заготовки до переработки древесного сырья образуется значительное количество отходов. Только на лесозаготовках в отходы уходит более 32% вырубленного леса. Объем использования древесины в различных производствах приведен ниже, %: Лесопиление и деревообработка ......... 41 Целлюлозно-бумажное производство . .23 Гидролизное н лесохимическое производство .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
