Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка и исследование способов утилизации отходов обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование способов утилизации отходов обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии"



ЕРМОЛОВИЧ Елена Ахмедовна

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о 9/,п Г 2С:з

Тула 2009

003466392

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородском государственном университете»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сергеев Сергей Валентинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Абрамкин Николай Иванович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Корякин Виктор Федорович

Ведущая организация: ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский

институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнений, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии, маркшейдерскому делу»

Защита диссертации состоится « У^» ¿¿-¿-^с^ 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.09 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 90, 6 учебный корпус, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Автореферат разослан « г..

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Е. Пушкарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный техногенез по масштабам преобразования геологической среды ощутимо превысил природные процессы. На готовую продукцию приходится только часть добытого сырья. Более 75 млрд. т минеральной массы идет в отходы. В России ежегодный рост минеральных отходов составляет по разным оценкам от 2,5 до 7 млрд. т, а всего их заскладиро-вано около 85 млрд. т. Подобная ситуация актуальна и для региона Курской магнитной аномалии. Уже сейчас в железорудном бассейне КМА скопились сотни миллионов тонн отходов обогащения, и продолжается ежегодное их складирование в объеме около 50 млн. т.

С экологических позиций хвостохранилища отходов обогащения - локальные источники длительного воздействия на окружающую среду, для которых характерно дифференцированное влияние на все элементы биосферы (недра, воздушный и водный бассейны, земную поверхность, флору и фауну). Экологический ущерб от огромных масс минеральных отходов очевиден: они занимают большие площади земли, создают уродливые ландшафты, загрязняют окружающую среду. Вместе с тем, существенная часть этих отходов может быть использована в качестве ценного минерального сырья для нужд промышленности.

В ближайшее время магнитная сепарация останется основным методом обогащения железных руд КМА, причем для максимального извлечения полезных компонентов требуется все большее измельчение исходного продукта. Поэтому хвостохранилища будут ежегодно пополняться мелкими отходами мокрой магнитной сепарации, а емкости их уже ограничены, и, естественно, требуется экстренное решение вопроса утилизации мелкодисперсных отходов. В этой связи разработка новых технологий использования отходов обогащения мокрой магнитной сепарации (ММС) - это решение проблемы экологической обстановки в горнорудном регионе КМА, так как в идеале обеспечит полную их утилизацию, следовательно, разработка и исследование способов утилизации отходов железистых кварцитов Курской магнитной аномалии весьма актуальны.

Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.).

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей изменения активности взаимодействия отходов обогащения мокрой магнитной сепарации с вяжущими материалами и формирования надмолекулярных структур кварца в структуре железистых кварцитов для разработки эффективных способов утилизации мелкодисперсных отходов мокрой магнитной сепарации Курской магнитной аномалии.

Идея работы заключается в том, что эффективные технологии утилизации отходов мокрой магнитной сепарации реализуются введением их в составы закладочной, бетонной и асфальтобетонной смесей и шихты для производства керамического кирпича в виде гидросмеси и минерального порошка, содержащих фракцию менее 71-Ю"6 м не менее 85% и 70% соответственно.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Содержание в отходах обогащения ММС железистых кварцитов КМА фракции менее 71-10"6 м (далее тонко дисперсной фракции) положительно влияет на их активность по отношению к вяжущим веществам.

2. Утилизация тонкодисперсных отходов обогащения ММС железистых кварцитов КМА в составе бетонной, асфальтобетонной и сырьевой смесей для производства керамического кирпича позволяет получить бетон, асфальтобетон и кирпич высокой прочности и морозостойкости.

3. Предельное напряжение сдвига гидросмеси отходов обогащения ММС железистых кварцитов КМА зависит от содержания в них тонкодисперсной фракции.

4. Практически целесообразным является применение пластифицирующей добавки к гидросмеси отходов обогащения и твердеющей закладочной смеси со шлаковым вяжущим для изменения их реологических свойств в сторону улучшения текучести.

5. Нормативно прочные закладочные смеси (5-6 МПа) можно получить без цемента на одном шлаковом вяжущем III сорта и отходах обогащения при условии содержания в них тонкодисперсной фракции не менее 85% и 90% соответственно.

Новизна основных научных и практических результатов.

1. Разработаны:

- асфальтобетонная смесь, включающая битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мае. % фракции с размером частиц менее 71 -10"6 м, с удельной с поверхностью не менее 250 м2/кг;

- бетонная смесь, включающая портландцемент, щебень, песок и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, имеющих, по крайней мере, не менее 70 % по своей массе фракцию менее

71-Ю"6 м и удельную поверхность не менее 250 м2/кг, а в качестве песка использованы отходы обогащения сухой магнитной сепарации железистых кварцитов фракции (0,14-5)-10"3 м.

- сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, преимущественно кирпича, включающая глину, содержащую раскислители, представленные А120з, Fe203 и СаО, и отходы обогащения железистых кварцитов, отличающаяся тем, что глина содержит 18-29 мас.% раскислителей, представленных спекающими - А1203, Fe203 и щелочными - СаО, К20, Na20 составляющими, а отходы обогащения железистых кварцитов использованы в виде порошка, полученного при мокрой магнитной сепарации последних и имеющего, по крайней мере, не менее 60% по его массе фракцию не менее 74-10 м и удельную поверхность не менее 250 м2/кг.

2. Установлены эмпирические зависимости прочности образцов с различными вяжущими в составе и предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в отходах обогащения фракции менее 71-10 -6 м.

3. Установлена эмпирическая зависимость для расчета средневзвешенного диаметра частиц закладочной пульпы отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА в любой точке намываемого массива при гидрозакладке выработанного пространства.

4. Обоснована целесообразность применения пластифицирующих добавок для улучшения реологических свойств гидросмеси отходов обогащения и разработанных безцементных твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения и молотого доменного гранулированного шлака III сорта, содержащих тонкодисперсную фракцию не менее 85% и 90% соответственно.

Методы исследования: аналитические, методы математической статистики. В работе использованы лабораторные исследования свойств отходов обогащения железистых кварцитов с применением ситового, седиментационно-го и лазерного дифракционного анализа дисперсности материала, адсорбционного (БЭТ) и фильтрационного (КК) методов определения удельной поверхности частиц, рентгеновского дифракционного анализа фазового состояния и спектрофотометрического, титрометрического и атомно-абсорбционного методов химического анализа вещественного состава, морфологического состава с помощью растрового электронно-ионного микроскопа, а также методы определения реологических характеристик на ротационном вискозиметре. Работа выполнена с использованием комплекса методов исследований, включающих системный анализ проблемы, патентно-информационный анализ, лабораторные и промышленные методы испытания физико-химических и технологических свойств разработанных материалов.

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты экспериментов, проведенных автором на текущих отходах обогащения и техногенных грунтах с хвосгохранилища ОАО «Комбинат КМАруда» в лабораторных условиях, а также результаты промышленных испытаний на действующей технологической линии кирпичного завода ООО «Бригада» (филиал в п. Воло-коновка) и действующей технологической линии асфальтобетонного завода ГУДРСП «Автомагистраль» (г. Старый Оскол).

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием методов математической статистики и достижений вычислительной техники; большим объемом лабораторных и промышленных испытаний (около 1000 лабораторных экспериментов), результаты которых свидетельствуют об эффективности технических решений, обоснованности выводов и рекомендаций; положительными решениями государственной патентной экспертизы технических решений.

Практическая значимость работы: разработаны способы утилизации отходов обогащения в составах бетонной, асфальтобетонной смесей и шихты для производства керамического кирпича, позволяющие реализовать около 1100 тыс. т отходов в год только для нужд Белгородской области, сократить объемы хвостохранилищ и тем самым улучшить экологическую обстановку на объектах горного производства и территориях к ним прилегающих.

Реализация результатов исследований. По результатам работы разработаны и утверждены ТУ 5741-009-00186813-2003 на «Камни бетонные стеновые, изготовленные с использованием мелкого наполнителя - минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5745-008-00186813-2003 «Бетоны тяжелые, мелкозернистые и растворы строительные, изготовленные с использованием мелкого наполнителя - минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5716-007-00186813-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации ОАО «Комбинат КМАруда»». Установленные эмпирические зависимости предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в них фракции менее 71-10 ^ м и времени транспортирования использованы для выбора способа и расчета дальности транспортирования пульпы при закладке выработанного пространства на шахте им. Губкина ОАО «Комбинат КМАруда». Разработанный способ утилизации отходов обогащения в составе бетонной смеси использован для изготовления тротуарной плитки в ОАО «Комбинат КМАруда».

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: на Международной конференции «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, РАЕН, 2005); Международном совещании «Плаксин-ские чтения-2005» - «Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» (Санкт-Петербург, СПГГИ, 2005); II Международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах» (Белгород, БелГУ, 2006); IX Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, РГГРУ, 2009); научном симпозиуме «Неделя горняка - 2009» (Москва, МГГУ, 2009).

Публикации. По основным результатам диссертации опубликовано 5 статей в научных журналах, в том числе 2 в изданиях, входящих в список ВАК. Получено три патента на изобретения.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность управляющему директору ОАО «Комбинат КМаруда» В.К. Томаеву, техническому директору В.В. Сидорчуку и коллективу технического отдела того же предприятия за содействие, поддержку и практическую помощь в проведении научных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По классификации В.П. Макарова отходы обогащения относятся к горнопромышленным отходам, являющимся источниками вторичного загрязнения воздушного бассейна и открытых водоемов пылью. С 1 га сухой поверхности хвостохранилищ может уноситься до 2 т мелкодисперсной пыли в сутки.

Минеральная пыль содержит сланец, кварц, известь и другие вещества, воздействующие на организм человека через слизистые оболочки и поверхность кожи. Наибольшее негативное воздействие вредные вещества оказывают на органы дыхания, зрения и обоняния. Наиболее опасными считаются пылинки до 10 мкм.

Исследования гранулометрического состава текущих отходов мокрой магнитной сепарации ОАО «Комбинат КМАруда», проведенные с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц «Analysette 22 NanoTec», показали, что фракции менее 10 мкм составляют в них 26,6 %; менее 1,5 мкм -5,5%, а нанофракции - около 3%. Наибольшую опасность для человеческого организма представляет пыль, содержащая свободную двуокись кремния в кристаллических ее модификациях.

Исследованиям проблемы борьбы с пылением заскладированных тонкодисперсных продуктов посвящены работы Л.В. Виноградова, P.E. Григорьянц,

В.П. Жиленкова, Т.Н. Ильиной, И.Г. Ищук, А.И. Коваленко, П.А. Кузьменко, И.К. Лавриненко, Е.В. Лычагина, Г.Н. Мятина, А.Г. Олейникова, В.Г. Поплав-ского, И.В. Синицы, В.Н. Яковлева и др.

Основными путями борьбы с загрязнением атмосферы являются увлажнение или покрытие пылящих поверхностей предохранительными корками или пленками, заключающееся в их обработке различными вяжущими веществами: смолами, органическими полимерами, битумными эмульсиями, цементами, известью, жидким стеклом, полиэлектролитами и т.д. Однако эффект от этих мероприятий носит временный и локальный характер. Кардинальное решение проблемы заключается в сокращении и максимально масштабном использовании всех отходов обогащения.

Исследованиями возможности утилизации отходов КМА в дорожном строительстве занимались: М.И. Волков, Н.И. Зошук, И.М. Грушко, A.M. Грид-чин, И.В. Королев, B.C. Лесовик, Ш.М. Рахимбаев, А.Н. Хархардин, В.И. Шухов и другие исследователи. Сырьевые смеси с отходами для изготовления силикатного кирпича предлагали И.Н. Щеголев, В.Н. Селезнев, В.Е. Кирьянчук, а керамического - А.З. Золотарский, Е.Ш. Шейнман и другие. Г,И. Тарасова, Ж.А. Свергузова исследовали возможность использования отходов обогащения железистых кварцитов после термообжига в качестве пигментов-наполнителей в различные стройматериалы. Большинство предлагаемых эффективных способов касается утилизации отходов обогащения железистых кварцитов сухой магнитной сепарации или крупной фракции (более 0,14 мм) отходов мокрой магнитной сепарации. Это объясняется тем, что отходы обогащения рассматривались как инертный наполнитель, и по аналогии с кварцевым песком, сырьевая ценность которого увеличивается с ростом модуля крупности, мелкодисперсные отходы мокрой магнитной сепарации отбраковывались.

Существующие способы утилизации мелкодисперсных отходов обогащения мокрой магнитной сепарации эффективны, но ввиду многотоннажно-сти этого вида сырья, по-прежнему, большая часть отходов направляется в хвостохранилища. И даже если они все будут внедрены, то проблема утилизации не будет решена, т.к. на все потребуется лишь 20 % от объема хвостов обогащения КМА. Поэтому в данном направлении требуются дополнительные исследования.

Цель и идея работы, а также современное состояние знаний по изучаемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

- анализ и оценка влияния техногенных массивов на окружающую среду;

- анализ существующих способов борьбы с пылением на хвостохрани-лищах отходов обогащения;

- исследование физико-химических свойств отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- исследование свойств минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- разработка составов асфальтобетонной, бетонной смесей с отходами обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- разработка сырьевой смеси для производства керамического кирпича с отходами обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- разработка безцементных составов твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- исследование закономерностей размещения гидросмеси отходов обогащения в камере при гидрозакладке выработанного пространства в шахте;

- исследование свойств асфальтобетонной, бетонной и сырьевой смеси для производства керамического кирпича с отходами обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- определение условий и параметров технологической реализации предлагаемых способов утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА;

- оценка экономической рентабельности применения предлагаемых способов утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА.

Годовой выход отходов обогащения на горных предприятиях КМА составлял (млн. т): на Лебединском ГОКе - 20,3; на Стойленском - 1,8; ОАО «Комбинат КМАруда»-2,0; Михайловском ГОКе - 16. Суммарный объем отходов в хвостохранилищах достигает 1,9 млрд.т.

Выбранный для исследования ОАО «Комбинат КМАруда» в 2008 году произвел около 2,5 млн. т отходов обогащения мокрой магнитной сепарации. Из них только 300 тыс. т были уложены в подземные выработки, а около 2,0 млн.т. перекачаны в хвостохранилища Лебединского ГОКа.

При лабораторных исследованиях и испытаниях, а также при статистической обработке результатов были использованы апробированные методики в соответствии с действующими стандартами. Исследование физико-химических свойств отходов обогащения, включая рентгенофазовый анализ, проводились на оборудовании и приборах Центра коллективного пользования научным оборудованием БелГУ «Диагностика структуры и свойств наноматериалов».

Отходы обогащения мокрой магнитной сепарации представляют собой мелкодисперсный минеральный порошок с содержанием фракции менее 71-Ю"6 м от 40 до 80%. Распределение частиц по размерам было получено с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц «Апа1узейе 22 ЫапоТес». Установлено, что средний размер частиц отходов обогащения составляет 29,71 мкм (рис. 1), а коэффициент элонгации (удлинения) частиц размером 26,603 мкм составляет 2,155.

Проведенное исследование распределения по размерам микрочастиц подтверждается результатами исследования морфологии отходов с помощью растрового электронно-ионного микроскопа Quanta 200 3D. На полученных микрофотографиях частиц отходов при увеличении в 200 и 1000 раз видно, что частицы имеют неровные очертания и остроугольную форму.

В химическом составе, исследованном с применением спектрофотомет-рического, титрометрического и атомно-абсорбционного методов, преобладают двуокись кремния около 68-70% и окислы железа до 20-25%. Прочие компоненты находятся в незначительных количествах.

Рис. 1. Распределение по размерам частиц отходов обогащения.

В ходе испытаний было установлено, что с повышением дисперсности химическая активность отходов обогащения возрастает и достигает максимума при содержании фракции менее 71-10 "б м - 100%, что хорошо отражает рост прочности образцов на отходах обогащения с различными вяжущими в составе (рис. 2).

Аппроксимацией полученных данных определены зависимости предела прочности образцов при сжатии от содержания в отходах обогащения фракции менее 71-10 6 м, которые имеют вид: а = а-С + Ь, где а - предел прочности при сжатии, МПа; С - содержание фракции менее 71-10 "б м, % по массе; а=0,062 (цемент +шлак); 0,036 (цемент); 0,064 (шлак); 0,052 (битум); Ь=0,772 (цемент + шлак); 2,335 (цемент); -1,231 (шлак); 0,157 (битум). Достоверность аппроксимации ЯМ),941; 0,990; 0,966; 0,902 соответственно.

В результате рентгенофазового анализа на рентгеновском дифракто-метре Ultima IV Rigaku было установлено уменьшение интенсивности дифракционных пиков кварца (d=4,28 (20=20,84); 3,34 (26,62); 1,82 (50,1)) после измельчения отходов (рис. 3), что указывает на увеличение деструкции их кристаллической структуры. Именно этот процесс влияет на изменения реакционной способности отходов обогащения с измельчением.

Рис. 2. График зависимости предела прочности образцов при сжатии от содержания в отходах обогащения фракции менее 71-10 '6 м с различными вяжущими в составе.

Рис. 3. Наложение дифрактограмм текущих отходов обогащения мокрой магнитной сепарации до измельчения (1) и после (2).

Аппроксимацией полученных лабораторных исследований определены зависимости предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в них фракции менее 71-10 "б м, которая имеет вид: т = 0.184С2 - 28,732С + 1164,880, где т - предельное напряжение сдвига гидросмеси отходов обогащения, Па; С - содержание фракции менее 71-Ю"6 м, % по массе. Достоверность аппроксимации 112=0,965.

Установленные зависимости легли в основу разработанной технологии переработки отходов обогащения мокрой'магнитной сепарации, которая объединяет их использование в закладочных, бетонных и асфальтобетонных смесях и в составе шихты при производстве керамического кирпича путем введения в виде гидросмеси и минерального порошка, содержащих фракции менее 71-10 * м не менее 85% и 70% соответственно.

Известно, что, минеральный порошок является неотъемлемой составной частью асфальтобетона. Основное назначение минерального порошка состоит в переводе объемного битума в тонкопленочное состояние. В таком состоянии он обладает повышенной вязкостью, прочностью и теплоустойчивостью по сравнению со свободным битумом. Совместно с битумом минеральный порошок образует структурированную дисперсную систему, которая и выполняет роль вяжущего материала в асфальтобетоне.

Другое назначение минерального порошка - заполнение мелких пор между более крупными частицами. При недостаточном количестве минерального порошка возникает необходимость увеличения количества битума для заполнения пор в дорожном органоминеральном композите, а также возрастает вероятность получения некачественного материала.

Порошок из отходов обогащения не только не уступает по свойствам традиционному известняковому порошку (табл. 1), для производства которого в регионе КМА отсутствует сырьевая база, но и позволяет снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Приготовленные с минеральным порошком составы на основе запатентованной асфальтобетонной смеси полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128-97 (табл. 2). Опытная партия асфальтобетона объемом около 60 т была изготовлена на промышленном предприятии ГУДРСП «Автомагистраль» (г. Старый Оскол) и уложена в полотно действующей дороги. Пробы асфальтобетона, взятые из кузова самосвала, соответствовали нормам регламентирующего ГОСТа 9128-97 (табл. 3).

Введение минерального порошка позволяет снизить расход цемента до 20% для марки бетона М300 и выше (табл. 4). На этом основана запатентованная бетонная смесь. Лабораторные и промышленные образцы тротуарной плитки из бетона на отходах обогащения отличаются высокой морозостойкостью и прочностью.

Промышленные испытания отходов обогащения в составе запатентованной сырьевой смеси проводились на действующем кирпичном заводе. Было изготовлено 32 тыс. штук красного керамического кирпича. Испытания по 90 отобранным образцам удовлетворяют требованиям ГОСТа (табл. 5). Добавка отходов повышает прочность и морозостойкость кирпича: М150 против М125 и Мр50 против Мр15. При соблюдении технологии производства можно получать кирпич высоких марок.

Таблица 1

Физико-механические свойства минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации

Наименование показателей Требования ГОСТ Р 52129-2003 для МП-2 Минеральный порошок

из отходов обогащения из известняка

Зерновой состав по массе, не менее: мельче 1,25 мм мельче 0,315 мм мельче 0,71 мм 95 80-95 60 100 94 74,2 100 97 80

Истинная плотность, кг/м - 2870 2740

Набухшие образцов из смеси порошка с битумом, % (не более) 3,0 1,64 2,1

Пористость, % (не более) 40 26 25

Показатель битумоемкости (не более) 80 57,3 61

Таблица 2

Показатели физико-механических свойств асфальтобетона на битуме БНД 60/90 типа В и Г, содержащего в своем составе минеральный порошок из отходов обогащения железистых кварцитов

Асфальтобетон типа

Показатели Требования ГОСТ 9128-97 В Г

содержание минерального порошка в % по массе

19,5 13,7 7,0

Средняя плотность, кг/см* не нормируется 2,85 2,83 2,92

Водонасыщение, % объема 1,0-4,0 2,1 2,2 1,4

Набухание, % объема не нормируется 0,25 0,3 0,1

Прочность при сжатии, МПа: при 20°С, не менее при 50°С, не менее 2,2 1,2 4.4 1.5 4.3 1.4 3.4 1.5

Водостойкость, не менее 0,85 0,93 0,92 1,0

Для технологической реализации получения минерального порошка предлагаются два варианта схемы, включающие стандартное оборудование для сушки и измельчения отходов обогащения.

Для подготовки складированных текущих отходов требуется только сушка до 2,5% в сушильном барабане типа СМЦ 428.3М. Данная установка может выпускать в год 180-200 тыс. т порошка.

Таблица 3

Промышленные испытания асфальтобетона с минеральным порошком из отходов обогащения в составе

Компоненты Подбор в производство Наименование показателей ГОСТ 9128-97 марка Ш Фактически

% кг водонасыщение, % по объему 1,5-4,0 1,7

Щебень фракции 5-10 мм 29 203 предел прочности

Отсев фракции 0,07110 мм 47 329 при сжатии, МПа: при 20°С, не менее при 50° С, не ме- 2,0 3,4

Песок фракции 0,0710,63 мм 9 63 нее 1,1 1,1

Минеральный порошок из отходов обогащения 9 63

Битум БНД 60/90 6 42 водостойкость, не

Итого: 100 700 менее 0,75 0,94

Для переработки лежалых отходов, не удовлетворяющих требованиям ГОСТа Р 52129-2003 по гранулометрическому составу, потребуется их доиз-мельчение. С этой целью в технологическую схему вводится стандартная барабанная шаровая мельница с непосредственной центральной разгрузкой МШЦ-40x55.

По предлагаемым способам утилизации можно реализовать около 1100 тыс. т отходов в год только для Белгородской области, из них для производства асфальтобетона - 150 тыс. т, бетона - 800 тыс. т, кирпича керамического - 150 тыс. т. Ожидаемый годовой экономический эффект составит около 36,5 млн. руб.

Испытания минерального порошка из отходов обогащения в составе бетонной смеси

Количество цемента и минерального порошка в составе бетонной смеси, % по массе Предел прочности при сжатии бетона (МПа) в возрасте, сутки Снижение прочности, % Марка бетона

Цемент Минеральный порошок 7 28

100 - 21,0 31,5 - М300

90 10 15,64 30,6 2,85 М300

80 20 12,58 27,65 12,22 МЗОО

70 30 7,82 14,28 54,7 М150

60 40 6,65 13,2 58,0 М150

50 50 6,10 12,9 59,0 М150

Таблица 5

Промышленные испытания отходов обогащения в составе шихты для керамического кирпича

ГОСТ Содержание отходов в шихте,

Наименование показателей 530-95 для % по массе

марки М150 0 10 15

Предел прочности при сжатии, МПа:

средний 15,0 13,9 15,1 15,2

наименьший для образца 12,5 12,7 14,0 13,3

Предел прочности при изгибе, МПа:

средний 2,8 2,4 4,4 3,2

наименьший для образца 1,4 1,3 3,3 2,4

Водопоглощение, % (не менее) 8 11,8 12,8 12,5

Морозостойкость, циклы (не менее) 15 15 49 50

ОАО «Комбинат КМАруда» ведет разработку запасов железистых кварцитов подземным способом, в результате которого в недрах земли образуются пустоты отработанных камер, вызывающие деформацию земной поверхности. В настоящее время комбинат ведет поэтапную гидрозакладку выработанного пространства отходами обогащения. Исследованиям в этой области посвящены работы Р.В. Баллаха, В.Н. Ельникова, С.Н. Журина, С.Г. Лейзеровича, В.И. Кибирева, А.Е. Смолдырева и других исследователей.

Утилизация отходов обогащения путем складирования в подземных выработках позволяет свести до минимума объемы хвостохранилищ. Вместе с тем, специфические реологические свойства закладочных смесей, обусловлен-

ные большим содержанием воды и мелких фракций в отходах обогащения при гидрозакладке, требуют соблюдения определенного режима формирования искусственного массива. Для качественного формирования массива необходимо знание физических закономерностей транспортирования и размещения заполнителя в динамической среде, характеризующейся переменной интенсивностью и направленностью движений в вертикальных и горизонтальных сечениях выработанного пространства. Физико-механическое состояние закладочной смеси в камере во многом зависит от распределения частиц по крупности. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить корреляционную зависимость для расчета средневзвешенного диаметра частиц закладочной смеси в любой точке намываемого массива (рис. 4), а также выявить изменения реологических свойств от времени транспортирования (табл. 6) и в результате применения пластификаторов.

X 0,11

о

2

0,105

и 3 0,1

е

а г 0,095

4 размер йср, мм 0,09

2 0,085

г

I © 0,08

т

а

а> X 0,075

Ч

&

О 0,07

10 20 30 40 50

Расстояние от места сброса гидросмеси Ц м

Рис. 4. Распределение частиц гидросмеси в камере в зависимости от расстояния от места сброса

Распределение частиц закладочной смеси по крупности можно выразить в виде зависимости: (1 = 0,106ехр(-0.0079Ь), где (1 - средневзвешенный размер частиц гидросмеси отходов обогащения, мм; Ь - расстояние от места сброса гидросмеси (м). Достоверность аппроксимации 112=0,9б9.

Изменение реологических параметров 70%-ной гидросмеси отходов обогащения в зависимости от временн ее движения

X» п/п Интервалы времени движения гидросмеси, мин. Предельное напряжение сдвига, Па Вязкость, Пас

1 0 48,3 0,364

2 3,5 89,4 0,385

3 6,5 65,5 0,249

4 10,0 117,0 0,466

5 12,5 169,0 0,487

6 20,0 219,0 0,554

В результате экспериментов установлено, что предельное напряжение сдвига 70%-ной гидросмеси отходов обогащения увеличивается более чем в 4 раза за 20 мин. движения. Применение пластификатора СП-1 позволяет снизить эту цифру на 33%.

Для утилизации отходов обогащения в данной работе были разработаны безцементные и малоцементные составы для твердеющей закладки на основе отходов обогащения и доменного гранулированного шлака III сорта. Исследованиями в этом направлении занимались С.А. Атманских, Р.В. Баллах, О.П. Байконуров, A.JI. Вяткин, Н.И. Зощук, A.JI. Требуков, В.И. Хомяков, М.Н. Цыгалов и другие исследователи. Ими предложено большое количество природных и искусственных материалов, отходов металлургической, химической и энергетической промышленностей для замены цемента более дешевым и менее дефицитным вяжущим. Кислый доменный шлак, как правило, активировался цементом, а отходы обогащения рассматривались в качестве инертного наполнителя. Выполненные экспериментальные исследования доказали возможность получения нормативной прочности (5-6 МПа) искусственного массива без применения цемента при условии содержания фракции менее 71-10 "6 м в отходах и в шлаке не менее 85% и 90% соответственно. Для улучшения реологических характеристик в этом случае целесообразно введение пластифицирующей добавки СП-1 (табл. 7).

Сравнение свойств составов закладочных смесей на основе отходов обогащения

Состав смеси и количество компонентов на м3 Содержание фракции менее 0,071 мм,% • rio массе, отходы/шлак Консистенция (диаметр пятна растекания) по Сутгарду, мм Предел прочности при сжатии в возрасте 90 суток, МПа

1. Шлак гранулированный молотый-427 кг; отходы обогащения-1073 кг; вода-460 л 85/90 10,0 6,40

2. Шлак гранулированный молотый-427 кг; отходы обогащения-1073 кг; вода-460 л; суперпластификатор СП-1- 1,5 кг 85/90 16,5 6,50

3. Цемент ПЦ400 Д020-243 кг; отходы обогащения-1164 кг; вода-475 л 85/90 10,0 5,48

4. Шлак гранулированный молотый-309 кг; отходы обогащения-1108 кг; вода-475 л; цемент ПЦ400 Д020-77 кг 85/70 5 4,40

5. Шлак гранулированный молотый-309 кг; отходы обогащения-1108 кг; вода-475 л; цемент ПЦ400 Д020-77 кг 85/90 9,2 5,93

При объеме твердеющей закладки 300 ООО м3 в год минимальный ожидаемый экономический эффект только за счет экономии 20% цемента путем использования отходов обогащения мокрой магнитной сепарации, содержащих фракцию 71-10 "6 м не менее 70%, составит 9 млн. рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных экспериментальных и теоретических исследований определены закономерности изменения прочности материала и реологических свойств гидросмесей тонкодисперсных отходов обогащения железистых кварцитов в зависимости от содержания в них фракции менее 71-Ю"6 м и уточнены закономерности деструкции кристаллической решетки кварца при измельчении отходов обогащения мокрой магнитной сепарации, что позволило разработать эффективные способы их утилизации и использовать в качестве вторичного сырья.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов сбрасываются в хранилища, которые становятся зонами инфильтрации жидкой фазы в подстилающие породы и грунтовые воды, а высохшие пляжи - источниками пыли. И тем самым являются сильными источниками загрязнения окружающей среды. Существует целый ряд способов борьбы с пылением. Однако все они имеют временный и локальный характер. Кардинальным мероприятием по борьбе с пылением хвостохранилищ является утилизация отходов обогащения. Вместе с тем, несмотря на существующие способы утилизации, по-прежнему, большая часть отходов направляется в хвостохранилища. Это заставляет искать новые возможности использования данных техногенных продуктов, в частности, в производстве закладочных, бетонных и асфальтобетонных смесях и керамических материалов, поскольку постоянно растущие потребности данных отраслей промышленности в сырье можно покрыть многотоннажными отходами горного производства.

2. На основании теоретического анализа, лабораторных экспериментов и промышленных испытаний разработаны новые способы утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составах:

- асфальтобетонной смеси, включающей битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, отличающейся тем, что в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мае. % фракции с размером частиц менее 71-10"6 м с удельной с поверхностью не менее 250 м2/кг;

- бетонной смеси, включающей портландцемент, щебень, песок и воду, отличающейся тем, что она дополнительно содержит минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, имеющих, по крайней мере, не менее 70% по своей массе фракцию менее 71-10"6 м и удельную поверхность не менее 250 м2/кг, а в качестве песка использованы отходы обогащения сухой магнитной сепарации железистых кварцитов фракции (0,14-5)-10'3 м;

- сырьевой смеси для изготовления керамических изделий, преимущественно кирпича, включающей глину, содержащую раскислители, представленные А1203, Fe203 и СаО, и отходы обогащения железистых кварцитов, отличающейся тем, что глина содержит 18-29 мае. % раскислителей, представленных спекающими - AI2O3, Fe203 и щелочными - СаО, К20, Na20 составляющими, а отходы обогащения железистых кварцитов использованы в виде

порошка, полученного при мокрой магнитной сепарации последних и имеющего, по крайней мере, не менее 60% по его массе фракцию не менее 74-10 * м и удельную поверхность не менее 250 м2/кг.

3. Предложенные способы позволяют утилизовать 1100 тыс. т отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ежегодно только для нужд Белгородской области, при этом выпускать бетон, асфальтобетон и керамический кирпич с высокими технологическими свойствами.

4. Для технологической реализации предложенных способов утилизации возможно применение стандартного сушильного и измелшающего оборудования.

5. Утилизация отходов обогащения путем складирования в подземные выработки эффективна при условии знания закономерностей транспортирования и размещения гидросмеси в камере. Установленные экспериментально изменения реологических характеристик гидросмеси от времени транспортирования и содержания тонкодисперсной фракции рекомендуется применять при выборе способа ее транспортирования, а распределение частиц в камере по крупности - для контроля физико-механического состояния намываемого массива.

6. Доказана возможность получения нормативной прочности (5-6 МПа) составов твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения мокрой магнитной сепарации и молотого доменного гранулированного шлака III сорта при условии содержания в них фракции менее 71-10"* м не менее 85% и 90% соответственно. Для улучшения реологических свойств разработанных смесей целесообразно применять пластификатор СП-1.

7. По результатам работы разработаны и утверждены ТУ 5741-00900186813-2003 на «Камни бетонные стеновые, изготовленные с использованием мелкого наполнителя - минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5745-008-00186813-2003 «Бетоны тяжелые, мелкозернистые и растворы строительные, изготовленные с использованием мелкого наполнителя - минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5716-007-00186813-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации ОАО «Комбинат КМАруда»». Установленные эмпирические зависимости предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в них фракции менее 71-10 * м и времени транспортирования использованы для выбора способа и расчета дальности транспортирования пульпы при закладке выработанного пространства на шахте им. Губкина ОАО «Комбинат КМАруда». Разработанный способ утилизации отходов обогащения в составе бетонной смеси использован для изготовления тротуарной плитки ОАО «Комбинат КМАруда».

8. Экономический эффект от внедрения предлагаемых способов утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации может составить 45,5 млн. рублей в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, входящих в список ВАК:

1. Шок И.А., Ермолович Е.А. Испытания отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда» в составе шихты при производстве керамического кирпича // Проблемы региональной экологии. - М., 2005.-№ 5.-С. 104-111.

2. Ермолович Е.А., Сергеев C.B., Ковалева М.Г., Даньшина Е.П. Техногенные минеральные наночастицы в отходах обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М: МГТУ, 2009. - № 4. - С. 404-405.

3. Патент на изобретение «Асфальтобетонная смесь» № 2203238 от 27.04. 2003 г. / Гулев Л.П., Ельников В.Н., Ермолович Е.А., Сухарев A.A., Томаев В.К., Шок И.А.

4. Патент на изобретение «Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, преимущественно кирпича» № 2209795 от 10.08. 2003 г. / Гулев Л.П., Ельников В.Н., Ермолович Е.А., Сухарев A.A., Томаев В.К., Шок И.А.

5. Патент на изобретение « Бетонная смесь» № 2220120 от 27.12. 2003 г. / Гулев Л.П., Ельников В.Н., Ермолович Е.А., Сухарев A.A., Томаев В.К., Шок И.А.

Публикации в других изданиях:

6. Томаев В.К., Ермолович Е.А., Петин А.Н., Лисецкий Ф.Н., Шок И.А. Комплексное использование отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в промышленности // Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья: материалы Междунар. совещания «Плаксинские чтения-2005»- СПб.: Роза мира, 2005,- С. 153-154.

7. Ермолович Е.А., Шок И.А., Петин А.Н. Экологическая безопасность освоения недр // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: материалы Междунар. конф. - Курск: РАЕН, 2005.-4.II. С. 120-124.

8. Шок И.А. Ермолович Е.А., Петин А.Н. Использование отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе асфальтобетона // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах: материалы II Междунар. научной конф. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2006,- С. 287.

Подписано в печать 27.03.2009. Гарнитура Times New Roman.

Формат 60x84/16. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 55. Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в издательстве Белгородского государственного университета 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ермолович, Елена Ахмедовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1Л. Экологические проблемы функционирования техногенных массивов горнопромышленных отходов.

1Л Л. Влияние техногенных массивов на окружающую среду.

1Л .2. Влияние техногенной пыли на окружающую среду.

1.2. Мероприятия по снижению влияния пыления хвостохранилищ на состояние атмосферы в прилегающей местности.

1.3. Использование отходов горного и перерабатывающих производств в других отраслях промышленности.

Выводы.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ КМА.

2.1. Методика исследования.34 <

2.2. Лабораторные исследования физико-химических свойств и состава отходов обогащения железистых кварцитов КМА.

2.3. Лабораторные исследования минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации.

2.4. Лабораторные исследования способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе асфальтобетонной смеси.

2.5. Лабораторные исследования способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе бетонной смеси.

2.6. Лабораторные исследования способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе шихты для производства керамического кирпича.

2.7. Лабораторные исследования утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе закладочных смесей.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ МОКРОЙ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ КМА.

3.1. Промышленные испытания способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе асфальтобетонной смеси.

3.2. Промышленные испытания способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе бетонной смеси для тротуарной плитки.

3.3. Промышленные испытания способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе шихты для производства керамического кирпича.

Выводы.

4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ.

4.1. Экономическое обоснование технологии получения минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов.

4.2. Экономическое обоснование способа утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составе закладочных смесей.

Выводы.

5. ТЕХНОЛОГИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗИСТЫХ

КВАРЦИТОВ.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и исследование способов утилизации отходов обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии"

Актуальность работы. Современный техногенез по масштабам преобразования геологической среды ощутимо превысил природные процессы. На готовую продукцию приходится только часть добытого сырья. Более 75 млрд. т минеральной массы идет в отходы. В России ежегодный рост минеральных отходов составляет по разным оценкам от 2,5 до 7 млрд. т, а всего их заскладировано около 85 млрд. т. Подобная ситуация актуальна и для региона Курской магнитной аномалии. Уже сейчас в железорудном бассейне КМА скопились сотни миллионов тонн отходов обогащения, и продолжается ежегодное их складирование в объеме около 50 млн. т.

С экологических позиций хвостохранилища отходов обогаще-ния-локальные источники длительного воздействия на окружающую среду, для которых характерно дифференцированное влияние на все элементы биосферы (недра, воздушный и водный бассейны, земную поверхность, флору и фауну). Экологический ущерб от огромных масс минеральных отходов очевиден: они занимают большие площади земли, создают уродливые ландшафты, загрязняют окружающую среду. Вместе с тем, существенная часть этих отходов может быть использована в качестве ценного минерального сырья для нужд промышленности.

В ближайшее время магнитная сепарация останется основным методом обогащения железных руд КМА, причем для максимального извлечения полезных компонентов требуется все большее измельчение исходного продукта. Поэтому хвостохранилища будут ежегодно пополняться мелкими отходами мокрой магнитной сепарации, а емкости их уже ограничены, и, естественно, требуется экстренное решение вопроса утилизации мелкодисперсных отходов. В этой связи разработка новых технологий использования отходов обогащения мокрой магнитной сепарации (ММС)-это решение проблемы экологической обстановки в горнорудном регионе КМА, так как в идеале обеспечит полную их утилизацию, следовательно, разработка и исследование способов утилизации отходов железистых кварцитов Курской магнитной аномалии весьма актуальны.

Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)».

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей изменения активности взаимодействия отходов обогащения мокрой магнитной сепарации с вяжущими материалами и формирования надмолекулярных структур кварца в структуре железистых кварцитов для разработки эффективных способов утилизации мелкодисперсных отходов мокрой магнитной сепарации Курской магнитной аномалии.

Идея работы заключается в том, что эффективные технологии утилизации отходов мокрой магнитной сепарации реализуются введением их в составы закладочной, бетонной и асфальтобетонной смесей и шихты для производства керамического кирпича в виде гидросмеси и минерального порошка, содержащих фракцию менее 71-10"6 м не менее 85% и 70% соответственно.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Содержание в отходах обогащения ММС железистых кварцитов КМА фракции менее 71-Ю"6 м (далее тонкодисперсной фракции) положительно влияет на их активность по отношению к вяжущим веществам.

2. Утилизация тонко дисперсных отходов обогащения ММС железистых кварцитов КМА в составе бетонной, асфальтобетонной и сырьевой смесей для производства керамического кирпича позволяет получить бетон, асфальтобетон и кирпич высокой прочности и морозостойкости.

3. Предельное напряжение сдвига гидросмеси отходов обогащения ММС железистых кварцитов КМА зависит от содержания в них тонкодисперсной фракции.

4. Практически целесообразным является применение пластифицирующей добавки к гидросмеси отходов обогащения и твердеющей закладочной смеси со шлаковым вяжущим для изменения их реологических свойств в сторону улучшения текучести.

5. Нормативно прочные закладочные смеси (5-6 МПа) можно получить без цемента на одном шлаковом вяжущем III сорта и отходах обогащения при условии содержания в них тонкодисперсной фракции не менее 85% и 90% соответственно.

Новизна основных научных и практических результатов.

1. Разработаны:

- асфальтобетонная смесь, включающая битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мае. % фракции с размером частиц менее 71 -10"6 м, с удельной с поверхностью не менее 250 м2/кг;

- бетонная смесь, включающая портландцемент, щебень, песок и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, имеющих, по крайней мере, не менее 70 % по своей массе фракцию ме

6 2 нее 71-10 ми удельную поверхность не менее 250 м /кг, а в качестве песка использованы отходы обогащения сухой магнитной сепарации железистых о кварцитов фракции (0,14-5)-10" м.

- сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, преимущественно кирпича, включающая глину, содержащую раскислители, представленные А12Оз, Ре2Оз и СаО, и отходы обогащения железистых кварцитов, отличающаяся тем, что глина содержит 18-29 мас.% раскислителей, представленных спекающими - АЬОз, Ре2Оз и щелочными - СаО, К20, Иа20 составляющими, а отходы обогащения железистых кварцитов использованы в виде порошка, полученного при мокрой магнитной сепарации последних и имеющего, по крайней мере, не менее 60% по его массе фракцию не

6 9 менее 74-10" ми удельную поверхность не менее 250 м"/кг.

2. Установлены эмпирические зависимости прочности образцов с различными вяжущими в составе и предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в отходах обогащения фракции менее 71-Ю"6 м.

3. Установлена эмпирическая зависимость для расчета средневзвешенного диаметра частиц закладочной пульпы отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов КМА в любой точке намываемого массива при гидрозакладке выработанного пространства.

4. Обоснована целесообразность применения пластифицирующих добавок для улучшения реологических свойств гидросмеси отходов обогащения и разработанных безцементных твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения и молотого доменного гранулированного шлака III сорта, содержащих тонкодисперсную фракцию не менее 85% и 90% соответственно.

Методы исследования', аналитические, методы математической статистики. В работе использованы лабораторные исследования свойств отходов обогащения железистых кварцитов с применением ситового, седимента-ционного и лазерного дифракционного анализа дисперсности материала, адсорбционного (БЭТ) и фильтрационного (КК) методов определения удельной поверхности частиц, рентгеновского дифракционного анализа фазового состояния и спектрофотометрического, титрометрического и атомно-абсорбционного методов химического анализа вещественного состава, морфологического состава с помощью растрового электронно-ионного микроскопа, а также методы определения реологических характеристик на ротационном вискозиметре. Работа выполнена с использованием комплекса методов исследований, включающих системный анализ проблемы, патентно-информационный анализ, лабораторные и промышленные методы испытания физико-химических и технологических свойств разработанных материалов.

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты экспериментов, проведенных автором на текущих отходах обогащения и техногенных грунтах с хвостохранилища ОАО «Комбинат КМАруда» в лабораторных условиях, а также результаты промышленных испытаний на действующей технологической линии кирпичного завода ООО «Бригада» (филиал в п. Волоконовка) и действующей технологической линии асфальтобетонного завода ГУДРСП «Автомагистраль» (г. Старый Оскол).

Достоверность научньгх положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием методов математической статистики и достижений вычислительной техники; большим объемом лабораторных и промышленных испытаний (около 1 ООО лабораторных экспериментов), результаты которых свидетельствуют об эффективности технических решений, обоснованности выво дов и рекомендаций; положительными решениями государственной патентной экспертизы технических решений.

Практическая значимость работы: разработаны способы утилизации отходов обогащения в составах бетонной, асфальтобетонной смесей и шихты для производства керамического кирпича, позволяющие реализовать около 1100 тыс. т отходов в год только для нужд Белгородской области, сократить объемы хвостохранилищ и тем самым улучшить экологическую обстановку на объектах горного производства и территориях к ним прилегающих.

Реализация результатов исследований. По результатам работы разработаны и утверждены ТУ 5741-009-00186813-2003 на «Камни бетонные стеновые, изготовленные с использованием мелкого наполнителя - минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5745-008-00186813-2003 «Бетоны тяжелые, мелкозернистые и растворы строительные, изготовленные с использованием мелкого наполнителя — минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5716-007-00186813-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации ОАО «Комбинат КМАруда»». Установленные эмпирические зависимости предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в них фракции менее 71-10 "6 м и времени транспортирования использованы для выбора способа и расчета дальности транспортирования пульпы при закладке выработанного пространства на шахте им. Губкина ОАО «Комбинат КМАруда». Разработанный способ утилизации отходов обогащения в составе бетонной смеси использован для изготовления тротуарной плитки в ОАО «Комбинат КМАруда».

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: на Международной конференции «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, РАЕН, 2005); Международном совещании «Плак-синские чтения-2005» - «Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» (Санкт-Петербург, СПГГИ, 2005); II Международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах» (Белгород, БелГУ, 2006); IX Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, РГГРУ, 2009); научном симпозиуме «Неделя горняка - 2009» (Москва, МГГУ, 2009).

Публикации. По основным результатам диссертации опубликовано 5 статей в научных журналах, в том числе 2 в изданиях, входящих в список ВАК. Получено три патента на изобретения.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность управляющему директору ОАО «Комбинат КМаруда» В.К. Томаеву, техническому директору В.В. Сидорчуку и коллективу технического отдела того же предприятия за содействие, поддержку и практическую помощь в проведении научных исследований. . .

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Ермолович, Елена Ахмедовна

Выводы

1. На основании проведенных исследований предлагается два варианта технологических схем для получения минерального порошка из отходов обогащения ММС железистых кварцитов на основе стандартного сушильного и измельчающего оборудования.

2. Для переработки складированных текущих отходов обогащения ММС железистых кварцитов необходима только их сушка до 2,5% в сушильном барабане типа СМЦ 428.3М.

3. Для переработки лежалых отходов, не удовлетворяющих требованиям ГОСТа Р 52129-2003 для МП-2 по гранулометрическому составу, потребуется их доизмельчение. С этой целью в технологическую схему вводится стандартная барабанная шаровая мельница с непосредственной центральной разгрузкой МШЦ-40-55.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных экспериментальных и теоретических исследований определены закономерности изменения прочности материала и реологических свойств гидросмесей тонкодисперс - у ных отходов обогащения железистых кварцитов в зависимости от содержания в них фракции менее 71-10"6 м и уточнены закономерности деструкции кристаллической решетки кварца при измельчении отходов обогащения мокрой магнитной сепарации, что позволило разработать эффективные способы их утилизации и использовать в качестве вторичного сырья.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов сбрасываются в хранилища, которые становятся зонами инфильтрации жидкой фазы в подстилающие породы и грунтовые воды, а высохшие пляжи I источниками пыли. И тем самым являются сильными источниками загрязнения окружающей среды. Существует целый ряд способов борьбы с пылени-ем. Однако все они имеют временный и локальный характер. Кардинальным мероприятием по борьбе с пылением хвостохранилищ является утилизация отходов обогащения. Вместе с тем, несмотря на существующие способы утилизации, по-прежнему, большая часть отходов направляется в хвостохрани-лища. Это заставляет искать новые возможности использования данных техногенных ,продуктов,,властности, в производстве закладочных, бетонных и асфальтобетонных смесях и керамических материалов, поскольку постоянно растущие потребности данных отраслей промышленности в сырье можно покрыть многотоннажными отходами горного производства.

2. На основании теоретического анализа, лабораторных экспериментов и промышленных испытаний разработаны новые способы утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации в составах:

- асфальтобетонной смеси, включающей битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, отличающейся тем, что в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мае. % фракции с размером частиц менее 71 -10"6 м с удельной с поверхностью не менее 250 м /кг;

- бетонной смеси, включающей портландцемент, щебень, песок и воду, отличающейся тем, что она дополнительно содержит минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, имеющих, по крайней мере, не менее 70% по своей массе фрак

6 2 цию менее 71-10" ми удельную поверхность не менее 250 м /кг, а в качестве песка использованы отходы обогащения сухой магнитной сепарации железистых кварцитов фракции (0,14-5)-10"3 м;

- сырьевой смеси для изготовления керамических изделий, преимущественно кирпича, включающей глину, содержащую раскислители, представленные А1203, Ре2Оз и СаО, и отходы обогащения железистых кварцитов, отличающейся тем, что глина содержит 18-29 мае. % раскислителей, представленных спекающими - А12Оз, Ре2Оз и щелочными - СаО, К20, Ыа20 составляющими, а отходы обогащения железистых кварцитов использованы в виде порошка, полученного при мокрой магнитной сепарации последних и имеющего, по крайней мере, не менее 60% по его массе фракцию не

6 2 менее 74-10 " м и удельную поверхность не менее 250 м /кг.

3. Предложенные способы позволяют утилизовать 1100 тыс. т отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ежегодно только для нужд Белгородской области, при этом выпускать бетон, асфальтобетон и керамический кирпич с высокими технологическими свойствами.

4. Для технологической реализации предложенных способов утилизации возможно применение стандартного сушильного и измельчающего оборудования.

5. Утилизация отходов обогащения путем складирования в подземные выработки эффективна при условии знания закономерностей транспортирования и размещения гидросмеси в камере. Установленные экспериментально изменения реологических характеристик гидросмеси от времени транспортирования и содержания тонкодисперсной фракции рекомендуется применять при выборе способа ее транспортирования, а распределение частиц в камере по крупности — для контроля физико-механического состояния намываемого массива.

6. Доказана возможность получения нормативной прочности (5-6 МПа) составов твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения мокрой магнитной сепарации и молотого доменного гранулированного шлака III сорта при условии содержания в них фракции менее 71-10"6 м не менее 85% и 90% соответственно. Для улучшения реологических свойств разработанных смесей целесообразно применять пластификатор СП-1.

7. По результатам работы разработаны и утверждены ТУ 5741-00900186813-2003 на «Камни бетонные стеновые, изготовленные с использованием мелкого наполнителя — минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМА-руда»»; ТУ 5745-008-00186813-2003 «Бетоны тяжелые, мелкозернистые и растворы строительные, изготовленные с использованием мелкого наполнителя — минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАруда»»; ТУ 5716-00700186813-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации ОАО «Комбинат КМАруда»». Установленные эмпирические зависимости предельного напряжения сдвига гидросмеси отходов обогащения от содержания в них фракции менее 71-10 6 м и времени транспортирования использованы для выбора способа и расчета дальности транспортирования пульпы при закладке выработанного пространства на шахте им. Губкина ОАО «Комбинат КМАруда». Разработанный способ утилизации отходов обогащения в составе бетонной смеси использован для изготовления тротуарной плитки ОАО «Комбинат КМАруда».

8. Экономический эффект от внедрения предлагаемых способов утилизации отходов обогащения мокрой магнитной сепарации может составить 45,5 млн. рублей в год.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ермолович, Елена Ахмедовна, Белгород

1. Авдеев Н.Я. Расчет гранулометрических характеристик полидисперсных систем. Р. на/Д.: Ростовское книжное изд-во, 1966.

2. Алымов В.Т., Крапчатов В.П., Тарасова Н.П. Анализ техногенного риска. М: Круглый, 2000.

3. А,с. 261320, Чехословакия, МКИ ЕО 4В 1/12, С04В 7-26.

4. Обеспыливающий защитный слой на отвалах твердых промышленных отходов.

5. Атманских С.А., Светланов К.Н., Герман JI.K. Транспортирование твердеющих закладочных смесей самотечным способом // Горный журнал. 1990.-№2.-С. 36-38.

6. Ю.М. Баженов. Технология бетона. М.: Высшая школа, 1978.455 с.

7. Балах Р.Б. Разработка месторождений с закладкой хвостами обогащения. Алма-Ата: Наука Каз.ССР, 1977. - 231 с.

8. Байконуров О.П., Крупник JI.H. и др. Технология добычи руд с твердеющей закладкой. М.: Недра, 1979. -С. 151.

9. Барсуков И.М., Кириенко И.С. Нормативы землепользования при формировании намывных массивов на горных предприятиях // Горный журнал. 1992.-№ 4.

10. Белецкий Р.К., Григина H.H. Измерение параметров пылегазо-вых потоков в черной металлургии. М.: Металлургия, 1979.

11. Бересненич П.В. и др. Аэрология карьеров: справочник. М.: Недра, 1990. - 279 с. , . . ,

12. Бересневич П.В. Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилшц. М.: Недра, 1993.

13. Бронников Д-Мч Замесов Н.Ф, Кирпиченко Г.С., Богданов Г.И. Основы технологии подземной разработки рудных месторождений с закладкой.- М.: Изд-во Наука, 1973. С. 200.

14. Бессонов И.И. Гидрозакладка выработанного пространства на пологом маломощном месторождении // Горный журнал. — 1985. № 4. - С. 26-28.

15. Вредные вещества в промышленности. М.: Химия, 1976.

16. Временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. — Новороссийск, 1989.

17. Волков М.И., Головко В.А., Гридчин А.М. и др. Исследование ресурсов местных каменных материалов и отходов промышленности с составлением каталога местных строительных материалов Белгородской области // Отчет по НИИ. Харьков: ХАДИ, 1976. - 95 с.

18. Вяткин A.JI. , Горбачев В.Г., Рубцов В.А. Твердеющая закладка на рудниках. М.: Недра, 1983. - С. 168.

19. Гальперин A.M., Ферстер В., Шеф Х.Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды: учеб. для вузов. Изд. 2-е. - М.: МГТУ, 2001.S534 с.

20. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна КМА. — М.: Стройиздат, 1970. Т.1, кн.1. - 398 с.

21. Гидравлическая закладка выработанного пространства угольных шахт / под ред. Кузьмича. М.: Недра, 1975. - 232 с.

22. Глазунов Г. П., Гендушв В. М. Механизмы ветровой эрозии почв //Почвоведение. 2001. - № 6 -С. 741-755.

23. Глазунов ГЛ. Гендугов В.М О выдувании почв // Вести Моск. унта. Сер. № 17: 1997. - Почвоведение № 3. - С.10-14.

24. Глазунов Г.П., Гендуков В.М. Модель безвозвратного уноса почвыветром. // Вестник Московского ун-та. Серия № 17. Почвоведение. 1999. -№1. С. 38-45.

25. Григорьянц Р. К, Горяев М.И. Новый способ закреплении пылящих поверхностей хвостохранилищ с применением алкилсиликонатов натрия: Труды науч.-исслед. и проект, ин-та по обогащению руд цветных металлов «Казмеханобр». 1974. - Сб. 13. - С. 79-82.

26. Гридчин A.M. Дорожно-строительные материалы из отходов промышленности: учеб. пособие. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997. -204 с.•ч

27. Гридчин A.M. Повышение эффективности дорожных бетонов путем использования заполнителя из анизотропного сырья: автореф. дис. д-ра техн. наук. -М., 2002. 47 с.

28. Гридчин A.M., Лесовик Р.В. Особенности производства вяжущих низкой водопотребности и бетона на его основе с использованием техногенного полиминерального песка // Строительные материалы. — 2002. — № 1.-С. 36-38.

29. Гридчин A.M. Производство и применение щебня из анизотро-поного сырья в дорожном строительстве. Белгород: Изд-во БелГТАСМ,2001.- 149 с.

30. Гордон Г. М., Пейсахов И. Л. Контроль пылеулавливающих установок. М.: Металлургия, 1979.

31. Горелов В. Д. Расчет величины запыления земель, прилегающих к отвальному массиву // Горный журнал. М., 1990. - № 7. - С. 52-54.

32. Горлов В.Д., Горлов Ю.В. Оценка социально-экологических издержек от запыленных сельхозугодий, прилегающих к отвальному массиву // Горный журнал. М., 1999. - № 7. - С. 99-101.

33. Горячев И. К. Фильтровальные материалы для очистки газов. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1980.

34. Дикарев В.И., Рогалев В. А., Денисов В. А. и др. Методы и средства защиты человека и окружающей среды. СПб.: МЛНЭБ, 1999. - с.

35. Долгилевич М.И. Научные основы комплексных мероприятий по защите почв от ветровой эрозии /Сер. Земледелие, мелиорация и химизация. Обзорная информация М. - 1982. - 62 с.

36. Долгилевич М.И. Пыльные бури и агромелиоративные мероприятия // Научные труды ВЛСХНИЛ М.: Колос, 1978. - 159 с,

37. Долгилевич М.И., Васильев Ю.И. Механизм отрыва эрозионной частицы от поверхности почвы // Бюл. Всесоюз. науч.-иссл. ин-та агролесомелиорации. -1973. Вып. 12 — 66 с.

38. Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск: Изд-во Си-бир. отдю АН СССР, 1963. - 378 с.-

39. Ельников В.Н., Лейзерович С.Г., Усков Н.Х. Перспективы подземной разработки месторождений железистых кварцитов по безотходной технологии // Горный журнал. 1998. № 9. - С. 31-33.

40. Жиленков В.Н. Новые эффективные средства пылеподавления на отвалах промышленных отходов // Экология промышленного производства. -2002.-№3.- С. 23-29.

41. Закладочные работы в шахтах: справочник /под ред. Д.М. Бронникова, М.Н. Цыгалова. М.: Недра, 1989. - 400с.

42. Зарайский В.Н., Стрельцов В.И. Рациональное использование и охрана недр на горнодобывающих предприятиях. М.: Недра, 1987. - 293 с.

43. Защита окружающей среды от техногенных воздействий: учеб. пособие / под ред. Г.В. Невской. М.: Недра, 1993. -180 с.

44. Зезин А.Б. Желе из полимеров: сто рецептов применения // Новости науки и техники (прил. к вестнику АПН «Советская панорама»). -М., 1988.-№ 13.

45. Золотарский А.З., Шейнман Е.Ш. Производство керамическогокирпича. М.: Высшая школа, 1989. - 264 с.^

46. Зощук Н.И., Бабин А.Е. Кристаллические сланцы Курской магнитной аномалии как заполнителя для бетонов // Комплексное использование нерудных материалов пород КМА в строительстве.- М.: МИСИ, БТИСМ, 1978. Вып. 13.-Т.1.- С.100-119.

47. Зощук Н.И., Боровский Л.П., Карпов Г.Н. Свойства кристаллических сланцев Старооскольского железорудного района // Комплексное использование нерудных материалов пород КМА в строительстве. М.:

48. МИСИ; БТИСМ, 1978. Вып. 13. -Т.1. - С. 25-35.

49. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошка. М.: Химия, 1967, 372 с.

50. Ильина Т. Н.,' Михайлова С.Д. О закреплении пылящих поверхностей техногенных материалов: Хвостохранилища ГОКов. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Белгород, 2003. - № 6. Ч. 3. - С. 39 - 42.

51. Измеров Н.Ф. Медицина труда в третьем тысячелетии // Медицина труда промышленная экология. М., 1998, № 6. — с. 4-9.

52. Инструктивно-методические указания по взыманию платы за загрязнение окружающей природной среды (редакция на 15.02.2000). Письмо министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 26 января 1993 г.

53. Ищук И.Г., Поздняков Г.Л. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий: справочник. М.: Недра, 1991. - 253 с.

54. Классификация пластифицирующих добавок по эффекту их действия / Ф.М. Иванов, В.Г. Батраков, В.М. Москвин и др. // Бетон и железобетон. 1981. - №4.- С. 33-37.

55. Кириченко Ю.З. Геологические аспекты формирования техногенных массивов // Геология и разведка. 1999. - № 6. - С. 124-129.

56. Козин В.З. Безотходные технологии горного производства // Горный журнал. 2002. -№4,5.

57. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия почв. М: Изд-во МГУ. -1985. -91 с.

58. Кузьменко П.А., Бересневич П.В., Неженцева Н.Г. и др. Предотвращение пыления поверхностей хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов // Черная металлургия: бюл. ин-та «Черме-тинформация». -М., 1985.-Вып. 18.

59. Коваленко А.И. и др. Прогнозная оценка воздействия пылевого фактора па окружающую среду // Горный журнал. М., 1990. - №5.1. С. 58-60.

60. Лазурина Л.П., Соломко В.М., Самохвалова К.В. и др. Эколого-гигиеническая оценка здоровья жителей Курской области: Тезисы научных докладов 3-й Междунар. конф. // Экология и развитие Северо-запада России. СПб.: АГОБ, 1998. - С. 63-64.

61. Лебедев Г.Л., Филиппов В.Л. Методические подходы к комплексной оценке ущерба здоровью, наступившего под влиянием неблагоприятных факторов среды обитания // Медицина труда и промышленная экология. М., 1993. - № 7, С. 9-14.

62. Лесовик B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: автореф. дис. д-ра техн. наук. Москва, 1997. - 33 с.

63. Лесовик B.C. Строительные материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии: учеб. пособие. Белгород: Изд-во АСВ, 1996. -155с.

64. Ломаченко В.А. Суперпластификатор для бетонов СБ-3 И Фи-зикохимия строительных материалов. М.: МИСИ; БТИСМ, 1983. - С.6-12.

65. Макаров В.Н. Экологические проблемы хранения и утилизациигорнопромышленных отходов. Апатиты: КНЦ РАН, 1998. - 4.1.

66. Малецкий H.A., Кабанов A.B., Баришполец В.Т. Комплексное освоение минерально-сырьевых ресурсов при обогащении руд черных металлов. -М.: Недра, 1986. 192 с.

67. Марченко К.И., Чунзменко C.B., Ревенко Р.И. Тяжелые бетоны из отходов руд Днепропетровского ГОКа // Комплексное использование нерудных пород КМА в строительстве. М.: МИСИ; БТИСМ, 1978. - Вып.13. -Т.1.-С. 100-119.

68. Мосейкин В.В. Геолого-экологическая оценка намывных техногенных массивов хранилищ горнопромышленных отходов: автореф. дис. д-ра техн. наук. М: МГГУ, 2000. - 32 с.

69. Мосинец В.Н., Шестаков В.А., Авдеев O.K., Мельниченко В.М. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. -М.: Недра, 1981.- 309 с.

70. Мочалова JI.A., Игнатьева М.Н., Пахомчик Г.Ю. Управление природоохранной деятельностью в горнодобывающей промышленности: учеб. пособие. Екатеринбург, 2000.

71. Михайлов В.А., Борисов В.Г. Расчет пленок из битумной эмульсии на ветровую нагрузку. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1975.- №1. - С. 51-57.

72. Отчет НИР «Разработка физико-химических методов закрепления пылящих поверхностей хвостохранилища ЛГОКа». — Белгород: Бел-ГТАСМ, 1998.

73. Олейников А.Г., Поплавский В.Г. Физико-химическое закрепление хвостохранилищ. М: Центр науч.-иссл. ин-т информации и техн.-эконом. исследования цветной металлургии: обзорная информация . - 1976. -26 с.

74. Пашкевич М.А. Оценка воздействия техногенных массивов на природную среду в горнопромышленных регионах. — СПб. — 2001. 40 с.

75. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. СПб. - 2000.

76. Перельман А .И Касымов Н .С . Геохимия ландшафта. М.: Ас-трея, 2000. - 1999.- 764 с.

77. Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах, обуславливающее отнесение этих отходов к категории по токсичности.-М., 1984.

78. Пособие к СНиП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации «Охрана окружающей, среды». М.: ГП «ЦЕНТРИНВЕСТпро-ект», 2000.

79. Писанец Е.П., Титовский В.И., Бурыкин A.M. Исследование воздействия горных работ на прилегающие земли КМА // Горный журнал. 1989. -№2.

80. Проблемы сохранения разнообразия природы степных и лесостепных регионов: материалы Российско-Украинской научной конференции, посвященной 60-летию Центр.-Чернозем. заповедника (пос.Заповедный, Курская область, 22-27 мая 1995.). М., 1995.

81. Пестов Н. Е. Физико-химические свойства зернистых и порошкообразных химических продуктов. М. - JL: Изд-во АН СССР, 1947.

82. Персиц В.З. Технико-экономические проблемы создания и внедрения безотходной технологии обогащения полезных ископаемых. М.: ВНИИЦветметинформация, 1978.

83. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. -М.: Недра, 1990.- 235 с.

84. Пат. 2084636 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей Жиленков В.Н., Билев А.Е. Бюл. // Изобретения. 1997. - № 20. - с. 295.

85. Певзнер М.Е., Беленький П.Г., Валерьянов Л.И. Укрепление пес-чано-глинистых пород с применением постоянного электрического поля: труды науч.-иссл. ин-та горнохимического сырья. М, 1974. - Вып. 28. - С. 134160.

86. Пикалова Г.М., Сррая Г.П., Никулина М.В. Структура и производительность растительных сообществ на золоотвалах Центральной части Восточно-Европейской равнины. Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976.-Сб. 4. - С. 31-46.

87. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов. Киев, Высшая школа, 1981. -С. 296.

88. Потапов А.П., Рекитар А .Я., Репина Д.И. Экономическая эффективность и направления развития производства строительных материалов на основе отходов и вторичных ресурсов. М.: ВНИИЭСМ, 1978.

89. Разработка и внедрение технологии наращивания дамбы хвосто-хранилища ЛГОКа для поддержания мощности комбината и защиты заповедника «Ямская степь»; отчет ВИОГЕМ. Белгород, 1989. - 198 с.

90. Ребиндер П. А. Поверхностно-активные вещества. Серия IX. -М.: Знание, 1961.

91. Ревелль П., Ревелль Ч. Среди нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. 2, Загрязнения воды и воздуха: пер, с англ. М,: Мир, 1995. - 296 с.

92. Руководство по контролю загрязнения атмосферы . // Нормативный документ РД 52.04.186.89. М .: Гидрометеоиздат , 1991. - 319 с .

93. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -183 с.

94. Синица И. В. Разработка и исследование параметров способа закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ: авгореф. дис. канд. техн. наук // Тульский гос. унт. -Тула, 2009. 23 с.

95. Сагимбаев Г.К. Экология и экономика. Алматы, 1997. - С. 96100.

96. Саранчук В.И., Журавлев В.П. и др. Химические вещества для борьбы с пылью. К.: Наукова думка, 1987.

97. Сидаков Л.Г. Природоохранные технологии управления состоянием хвостохранилищ: авгореф. дис. канд. техн. наук. Владикавказ: Северо-Кавказск. горно-металлург. инт. - 2004. - 24 с. 4

98. Смолдырев А.Е. Технология и механизация закладочных работ.- М.: Недра, 1974. С. 328S

99. Турчанинов И .А . Проблемы закрепления пылящей поверхности действующих хвостохранилищ Заполярья //Инженерная геология. 1981. — №5. - С. 107-110.

100. Таужнянская З.А. Стабилизация и рекультивация хвостохрани-лищ за рубежом // Цветная металлургия. 1975. - №11-. С. 19-22.

101. Татасов В.М., Лапшин В.М. Исследования пылезащитных покровов в шламохранилищах. М., 1993.

102. Томаков П. И., Коваленко B.C. Михайлов A.M. и др. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: МГТУ, 1994. - 418 с.

103. Требуков А.Л. Применение твердеющей закладки при подземной добыче руд. М.: Недра, 1981. - С. 172

104. Федоров И.С., Захаров М.Н.Складирование отходов руд ©обогащения. М.: Недра, 1985.

105. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообо-гащения. -М.: Недра, 1985.

106. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (с изменениями от 22. 08 .2004 г.).

107. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. - 237 с.

108. Цыгалов М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. М.: Недра, 1985. - С. 272

109. Чередниченко B.C., Стороженко Н.Д., А.Г. Олейников и др. К оценке влияния хвостохранилища Соколовско-Сарбайского обогатительного объединения на окружающую среду // Гидрометеорология и экология. 1997. -№ 2.- С. 192-202.

110. Шухов В.И. Дорожные цементобетоны с заполнителями из железистых отходов горнорудной промышленности Курской магнитной аномалии: автореф. дис. канд. техн. наук. Харьков, 1990. - 20 с.

111. Щеголев И.Н., Селезнев В.Н., Кирьянчук В.Е. и др. Основы рационального освоения недр КМА. Воронеж: изд-во ВГУ, 1991. - 176 с.

112. Щербакова Е.П. Инженерно-геологическое и геоморфологическое обоснование техногенного рельефа намывных территорий гидроотвалов: автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МГГУ, 1997. 22 с.

113. Экология / под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. М.: Ин-термет Инжиниринг, 2000.

114. Ядыкина В.В., Кузнецов А.В., Высоцкая М.А. Эффективный асфальтобетон//Автомобильные дороги. — 2003. №5-. С.100-101.

115. Cent J., Brewer R. Preparation of Thin Sections of soil materials using synthetic resins/ J. Cent and R, Brewer/Melbourne, 1971.

116. Cutting O. Spray answer to blowing problem. Arabl farming, 1977. - Vol. 4. — № 3. - P. 31-33. - ,

117. Dean K.C., Havens R. Methods and costs for stabilizing tailings ponds Mining Congr. J., 1973. - Vol. 59. - № 12. - P. 41-46

118. Maly V. Chemicke prostredky omezeni prasnosti. Vondi hospodar-stvi «В». - 1975. - N 1-12.-p. 174-179.

119. Maly V. Pouzitizavlahy к omezeni prasnosti slozist elektraren. -Vondi hospodarstvi. 1976. -№1. - P. 171-176.

120. Millword G.E., Moore R.M. The adsorption Cu, Mn and Zn by iron oxyhydrooxide in model estuarine solutions // Water Research. 1982. - Vol. -16.- P. 981-985.