ВКР ЮВ (1215498), страница 4
Текст из файла (страница 4)
2.2 Экологические последствия цианидного выщелачивания золота
Степень нарушенности геологической среды и почвенного покрова вследствие золотодобычи можно оценить на основе интенсивности и продолжительности отработки россыпей с учетом их расположения в разных ландшафтных зонах. Районы многолетней интенсивной эксплуатации золоторудных россыпных и коренных месторождений подразделяются на две группы:
1) рудно-россыпные районы, где разведка и разработка коренных месторождений благородных металлов приводит к нарушению геологической среды до глубин 250-500 м, а также к загрязнению земель, подземных, поверхностных вод и атмосферы;
2) преимущественно россыпные районы, где при отработке месторождений открытым или дражным способом нарушается состояние речных долин и склонов. Промывка песков с применением кучного выщелачивания растворами кислот приводит к загрязнению поверхностных и подземных вод [13].
Выделяются три категории экологического состояния районов золотодобычи на территории России: удовлетворительное, напряженное и тяжелое.
К территориям с удовлетворительной экологической обстановкой отнесены преимущественно золотороссыпные районы, где отработка месторождений началась сравнительно недавно (10-20 лет назад), и местность характеризуется слабой нарушенностью. К этим территориям относятся Кожимский район Полярного Урала, Североземельский, Гулинский платиноносный, Западно-Саянский, Кондерский, Колымо-Омолонский, Корякско-Анадырский.
К территориям с напряженным экологическим состоянием отнесены районы, где интенсивная отработка россыпей продолжается более 50-70 лет. Здесь же располагаются основные коренные месторождения золота, с подземными выработками глубиной до 500 м. Помимо значительной нарушенности верхней части литосферы, существенное воздействие испытывают ландшафты, имеющие длительный период самоочищения и самовосстановления, особенно в густонаселённых районах. К числу таких относятся Урал, Кемеровская, Читинская, Амурская области, территория Енисейского кряжа, Ленско-Бодайбинского, Баргузинского, Витимского, Аллах-Юньского золотороссыпных районов, Яно-Колымской золотоносной провинции и на Чукотке.
К тяжелым по экологическим условиям относятся старые промышленные районы России, в которых работы на россыпях и коренных месторождениях золота ведутся более 100-150 лет. Здесь размещаются мощные горно-обогатительные комплексы и золотоизвлекающие предприятия, на которых длительное время применяется цианирование руд при отработке коренных месторождений и кучное выщелачивание техногенных отвалов и первичных руд – в последние годы. К таким территориям относятся Среднее-, Южно-Уральский, Норильский, Алданский (Куранахский) и Кузнецкий районы [19].
В настоящее время в России стремительными темпами идет развитие технологии кучного выщелачивания золота из руд, в том числе из бедных и забалансовых руд [2]. Цианистый натрий и гипохлорид кальция входят в число основных реагентов, использующихся при выщелачивании золота – относятся к веществам геохимически активным, токсичным в малых концентрациях. И продукты их взаимодействия с рудой, в том числе и тяжелые металлы, несмотря на меньшую геохимическую активность, отличаются чрезвычайной токсичностью. Количество их, мигрирующих в той или иной форме, в районе золотоизвлекающих комплексов возрастает многократно.
Отечественный и зарубежный опыт кучного выщелачивания золота свидетельствует об относительно узком спектре факторов его воздействия на экологическое состояние окружающей среды, но в то же время о значительных особенностях их проявления, зависящих, в основном, от природно-климатических условий местонахождения установок КВ и от их технических и технологических решений.
Влиянию установок кучного выщелачивания золота подвержены все компоненты окружающей среды (в порядке убывания воздействия): поверхностные воды и донные осадки, почвенный и растительный покров, приземная атмосфера, грунтовые воды. В них проявлено различное по спектру, интенсивности, продолжительности, масштабам и тенденциям поведения загрязнение химическими веществами, применяемыми и образующимися в технологии кучного выщелачивания
Факторами влияния геотехнологии кучного выщелачивания золота на окружающую среду являются (в порядке значимости): сбросы сточных вод; утечки, испарение и фильтрация рабочих и обезвреженных растворов; выбросы токсичных газов и химических реагентов; плоскостной смыв и ветровой перенос руд, грунтов и технологических отходов.
Для технологии цианидного кучного выщелачивания золота характерна специфическая ассоциация загрязняющих веществ, содержащихся в перерабатываемых рудах, рабочих растворах и продуктах их обезвреживания и образующихся при химических реакциях – циановодород, цианиды, тиоцианаты, хлорциан, хлор, кальций, натрий, хлориды, азотистые соединения, оксиды и цианидные комплексы тяжелых металлов – меди, цинка, железа, ртути и др. [12]
Влияние золотодобывающих фабрик, использующих метод цианидного выщелачивания, выражается в появлении в грунтовых и поверхностных водах растворимых отходов производства и продуктов окисления горнорудной массы. Воздействие на окружающую среду фабрик тоже имеет сезонный характер.
Так, зимой, в условиях сурового климата на выходе промышленных вод могут образовываться техногенные наледи. Такие наледи, сформировавшиеся ниже хвостохранилищ золотоизвлекающих фабрик и аккумулирующие в себе мощные запасы токсичных элементов, представляют собой вторичные источники загрязнения, как бы «химические бомбы замедленного действия».
Весной, в период активного таяния, срабатывает «взрыватель», и с первыми порциями талых вод, обогащенных растворимыми соединениями, сконцентрированные поллютанты попадают в водотоки. Если в воде, из которой образовалась наледь, содержание и не превышало предельно допустимое, то в начальных порциях талых вод она уже может перекрывать его.
Вещества при наледеобразовании могут выпадать в осадок. В этом случае будет происходить их концентрирование на геохимическом барьере, резкое снижение скорости миграции и уменьшение токсического влияния на аквальные ландшафты.
Влияние же жидких отходов прошлых лет начинает сильнее проявляться ближе к окончанию теплого периода. В это время происходит наиболее глубокая протайка сезонной мерзлоты, содержащей, в том числе и загрязняющие вещества, которые по водоупору, каковым в данном случае является многолетняя мерзлота, доходят до ручьев, изменяя их химический состав.
Также с промерзанием отвалов, хвостохранилищ, извлеченных на поверхность руд, в том числе и промытых технологическими растворами, может быть связано дополнительное поступление в атмосферу газов и летучих веществ, вторичных токсических летучих веществ, образуемых при выветривании и при взаимодействии продуктивных растворов с рудой. Такая интенсификация газовыделения из промерзающих растворов может вызвать загрязнение атмосферы и снежно-ледяных преобразований.
Опыт контролирующих организаций показывает, что в силу многочисленности артелей и удаленности районов работ, организация постоянного контроля над качеством воды и состоянием водотоков, испытывающих воздействие золотых приисков, невозможна. В результате, объективная картина влияния разработок золотоносных месторождений на водотоки отсутствует, а от внимания государства ускользают острые экологические, экономические и социальные проблемы, возникающие при золотодобыче [9].
Как правило, водотоки, на которых расположены золотоизвлекающие фабрики, имеют небольшой порядок, они невелики и не в состоянии разбавить техногенные воды до безопасных концентраций по всем компонентам. Такие контрастные техногенные потоки рассеяния могут достигать десятков километров, вызывая изменения в структуре и количественных характеристиках фито- и зообентоса. Наличие в ручьях и реках соединений азота с необходимостью приведет к евтрофированию данных водотоков, появлению и развитию водных грибов – индикаторов органического загрязнения, а все это вместе ухудшит кислородный режим водотоков в зимний период. Достаточно, вероятно, и накопление в биомассе водорослей тяжелых металлов.
2.3 Природоохранные мероприятия в технологическом процессе цианидного выщелачивания золота
Чрезвычайно важным экологическим аспектом цианистого процесса является возможность полного обезвреживания отработанных технологических растворов до требуемых санитарных норм (ПДК) перед сбросом их в водоемы общего пользования. В настоящее время имеется, по крайней мере пять, хорошо освоенных промышленностью методов детоксикации цианидов в сточных водах:
– хлорирование,
– озонирование,
– разложение сернистым газом,
– разложение пероксидами (натрия, водорода),
– биологическое окисление.
Все они по существу сводятся к переводу цианидов (CN-) в малотоксичные цианаты (CNO-), которые в дальнейшем разлагаются с образованием солей аммония и углекислоты, хорошо усваиваемых растительностью [10].
Аналогично протекает естественная деградация простых и сложных цианистых соединений под воздействием природных факторов: солнечной радиации, окисления кислородом воздуха, микробиологических и криогенных процессов, которые усиливают действие химических методов очистки циансодержащих стоков, а в ряде случаев и вообще исключают необходимость применения таких методов (Фабрики «Карсон Хилл, «Месквит» в США и др.).
В связи с вышесказанным, природа в районе деятельности золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ) с цианистой технологией выглядит гораздо более привлекательной, нежели вблизи металлургических заводов свинцово-цинковой, медной, никель-кобальтовой и, особенно, алюминиевой промышленностей, а отработанные земельные участки, по окончании сроков эксплуатации ЗИФ, легко поддаются рекультивации и ревегетации (восстановлению растительности).
Мировой опыт показывает, что уже после 2-х лет после прекращения производственного цикла следы цианида в почвах практически полностью исчезают и ничто не напоминает о том, что здесь когда-то применялся цианистый процесс. Как подчеркивается в зарубежных монографических изданиях, а также в материалах многочисленных международных конгрессов, конференций и симпозиумов (состоявшихся в последние 10 лет), гораздо большую проблему создают в настоящее время на золотодобывающих предприятиях «кислые дренажи», образующиеся в местах хранения рудных отвалов и хвостов обогащения серосодержащих руд. Именно кислые дренажи способны создавать после себя «мертвые» зоны земли, практически не поддающиеся рекультивации. Поэтому борьба с ними сегодня приобретает особую актуальность.
Серьезное внимание уделяется вопросу регенерации цианида из отработанных технологических растворов. К настоящему времени разработаны и апробированы (в том числе и в опытно-промышленных масштабах) несколько вариантов такого рода технологии, известных как процессы AVR, Cyanisorb, AFT, SART и др. Все они основаны на подкислении растворов (а в ряде случаев – и хвостовых цианистых пульп) серной кислотой с последующим улавливанием образующегося HCN щелочью (NaОН). Регенерируемый при этом цианид натрия в виде растворов с самой различной концентрацией NaCN (которая регулируется по желанию технологов) возвращается в основной технологический цикл, т. е. на выщелачивание руды или концентрата. Экономическими расчетами показано, что стоимость регенерируемого таким образом цианида примерно в 2 раза ниже стоимости свежего реагента, которая должна быть дополнена затратами на химическую детоксикацию цианидов в сточных водах. Однако сам процесс регенерации представляется достаточно сложным в аппаратурном отношении и может быть далеко небезопасным для обслуживающего персонала.
Поэтому предпочтительными объектами для его реализации считаются ЗИФ, где цианированию подвергаются золотые и золотосеребряные руды с повышенным содержанием цианисторастворимых минералов меди, цинка, никеля и некоторых других цветных металлов. Химическое взаимодействие этих металлов с NaCN не только вызывает повышенный расход растворителя, но также приводит к существенному загрязнению растворов перечисленными выше металлами, на которые (например, на медь) существуют очень жесткие нормы ПДК, сопоставимые с ПДК на NaCN. Установлено, что путем подкисления обеззолоченных цианистых растворов, содержащих повышенные концентрации меди, цинка и других «цианисидов», одновременно с регенерацией цианида можно очистить эти растворы от металлических примесей и попутно извлечь цветные металлы в соответствующую легкореализуемую товарную продукцию [17].
Для подавляющего же большинства ЗИФ наиболее приемлемым способом утилизации цианида из хвостовых растворов или рудных пульп является организация системы внутрифабричного (после сгущения и фильтрации) или внешнего (через хвостохранилища) водооборота. В последнем случае хвосты цианирования, как правило, не подвергают обезвреживанию. Хранение их в прудах-отстойниках производят с соблюдением специальных мер предосторожности, исключающих проникновение растворов в почву и подземные воды. Чаще всего такую систему используют на предприятиях, где производится флотация руды и цианирование получаемых флотоконцентратов. Хвосты цианирования концентратов хранятся в отдельных (от хвостов флотации) секциях хвостохранилища, экипированных надежными противофильтрационными экранами. Типичными предприятиями такого рода являются американские фабрики «Ройял Маунтин Кинг» и «Джеймстаун».
На Ройял Маунтин Кинг хвосты цианирования концентратов (5-7 г Аu на 1 т хвостов) складируют в хвостохранилище субаэрационного типа, из которого растворы собирают в отдельный прудок и далее пропускают через серию угольных колонн для доизвлечения растворенного золота, после чего направляют в основной гидрометаллургический цикл.
Особенностью фабрики «Джеймстаун», также осуществляющей субаэрационное хранение хвостов цианирования, является укрытие пруда предохранительной сеткой от мигрирующих птиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
