Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение эффективности флокуляции взвешенных глинистых частиц, накапливаемых в технологической воде при оборотном водоснабжении драг
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности флокуляции взвешенных глинистых частиц, накапливаемых в технологической воде при оборотном водоснабжении драг"

На правах рукописи

н

Сапожников Сергей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОКУЛЯЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ЧАСТИЦ, НАКАПЛИВАЕМЫХ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЕ ПРИ ОБОРОТНОМ ВОДОСНАБЖЕНИИ ДРАГ

Специальность 25.00.13 - Обогащение полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита - 2006

Работа выполнена на кафедре «Обогащение полезных ископаемых и вторичного сырья» ГОУ ВПО «Читинский государственный университет».

Ведущая организация:

Офи циап ьн ые оп пои енты:

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный работник высшей школы Мязин Виктор Петрович доктор технических наук, профессор Карасев Константин Иванович, кандидат технических наук, доцент Кирик Лариса Викторовна Байкальский институт природопользования СО РАН

Защита состоится 27 декабря 2006 г. в 14ой часов на заседании диссертационного совета Д 212.299,01 при Читинском государственном университете (г.Чита, ул.Александро-Заводская д. 30, зал заседаний ученого совета)

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим отправлять по адресу: ул. Апександро-Заводская д.30, г.Чита 672039, ученому секретарю совета. ФАКС: (302-2) 26-13-93.

Web-server:: www.chitgu.ru: E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Читинского государственного университета

Автореферат разослан 27 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. геол.-минерал, наук

Н.П. Котова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Драги относятся к числу универсальных плавучих землеройно-обогатительных комплексов, характеризующихся поточностью и тесной взаимоувязанностью технологических операций добычи и обогащения песков. В качестве обогатительных аппаратов широко используются шлюзы, отсадочные машины, а в доводочных операциях концентрационные столы. Технология дражных работ характеризуется большим водопотреблением и образованием значительного объема хвостов промывки песков в виде минеральных гидровзвесей, содержащих взвешенные частицы, накапливаемые при многократном использовании в обороте. Расход воды на промывку 1 м3 песков при шлюзовой технологии достигает 18 м3, В связи с этим образуется большое количество сточных вод, содержащих взвешенные минеральные частицы, которые трудно оседают под действием сил гравитации.

Жесткие экологические требования по предотвращению загрязнения окружающей среды драгами (хвостами промывки песков) потребовали применения эффективных систем оборотного водоснабжения, предусматривающих многократное использование технологической воды в обороте. Однако при этом резко ухудшается качество технологической воды, приводящей к снижению технологических показателей обогащения золота в гравитационных аппаратах. Проблема становится особо актуальной при вовлечении в переработку труднообогатимых глинистых россыпей с повышенным содержанием мелкого золота класса — 0,25 мм.

Для повышения качества технологической воды в системах оборотного водоснабжения драг широкое применение нашли специальные методы интенсификации осаждения глинистых частиц в процессах водоподготовки полиэлектролитными флокулянтами. Однако эффективность применения флокуля-ционной технологии водоподготовки сдерживается слабой изученностью режимов дозирования полиэлектролитов в системах оборотного водоснабжения драг и отсутствием рекомендаций по управлению процессом в условиях турбулентного перемешивания массопотокас флокулянтом.

Работа связана с выполнением НИР и ОКР в соответствии с координационными планами Госкомитета РФ по высшему образованию и Минэкологии по программам «Человек и окружающая среда» и «Арктика», с целью создания высокоэффективных технологий кондиционирования сточных и оборотных вод объектов россыпной золотодобычи.

Научная идея работы. Повышение эффективности процесса водоподготовки в условиях оборотного водоснабжения драг достигается путем образования флокул при интенсивном перемешивании реагента с массопотоком хвостов промывки песков и последующим осаждением сформированных агрегатов.

Цель работы. Повышение эффективности физико-химического кондиционирования технологической воды при оборотном водоснабжении драг.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи.

1. Исследование факторов, влияющих на качество технологической воды, эффективность образования и осаждения флокул из взвешенных глинистых частиц транспортирующего массопотока при замкнутом водоснабжении драг.

2. Физико-химическая оценка структуры и прочностных свойств сформированных хлопьев в процессах кондиционирования технологической воды.

3. Обоснование рациональных параметров гидродинамического режима перемешивания взвешенных глинистых частиц с фпокулянтом для управления процессом хлопьеобразовання и последующего выделения сформированных агрегатов.

4. Разработка режимов дозирования и перемешивания флокулянта в движущемся турбулентном массо потоке.

5. Эколого-эко ном ическая оценка флокул я иконного метода водоподго-товкн при оборотном водоснабжении драг.

Объект исследования. Минеральные гидровзвеси технологической воды при промывке золотосодержащих песков.

- Предмет исследования. Физико-химический процесс водоподготовки технологической воды, многократно используемой в обороте.

Методы исследования. Физико-химические и седиментационные методы оценки процесса образования флокул и их осаждения. Современные методы гранулометрического и минерального анализов. Комплекс физико-химических, микроскопических и фотометрических методов, Кондуктометрия, рН-метрия, вискозиметрия. Вероятностные методы математической статистики, а также методы математического и гидродинамического моделирования. Технико-экономические расчеты и комплексная эколого-эко ном ическая оценка ущерба от загрязнения прилегающих водотоков.

Научная новизна.

— выявлена закономерность эффективности флокуляции от конструктивных параметров смесителя-хлопьеобразователя через градиент скорости;

- предложена математическая модель гидродинамики потока в смесителе-хлопьеобразователе при перемешивании реагента с массопотоком гидросмеси;

— предложен способ повышения извлечения мелкого золота на драгах путем управления качеством технологической воды в схемах оборотного водоснабжения драг на основе использования устройства (смесителя-хлопьеобразователя) с поструйным распределением рабочего раствора флокулянта в массопотоке;

- разработана номограмма определения уровня извлечения золота различной крупности в гравитационных аппаратах драг по содержанию глинистых частиц в технологической воде.

Достоверность научных положений подтверждается достаточной сходимостью экспериментальных и опытно-промышленных исследований по флокуляции минеральных гидровзвесей при дражной разработке россыпных месторождений, реализованных на практике конструктивными разработками.

Личный вклад автора состоит в формировании целей, задач исследований, установлении физико-химических закономерностей хлопьеобразования и осаждения агрегатов, сформированных в замкнутых системах водоснабжения

драг, а также в разработке устройства и математической модели для определения конструктивных параметров смесителя-хлопьеобразователя.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Физико-химическими исследованиями подтверждено, что снижение качества технологической воды при накоплении в системах оборотного водоснабжения драг взвешенных глинистых частиц оказывает отрицательное влияние на технологические потери золота в гравитационных аппаратах и определяется не только физико-химическими свойствами дисперсионной среды (жидкой фазы), но и содержанием в ней твердой фазы различного соотношения глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюда, каолинит);

2. Повышение качества технологической воды при многократном использовании ее на драгах достигается физико-химическим управлением процесса формирования хлопьев из взвешенных глинистых частиц в воде путем интенсивного смешения флокулянта с транспортирующим массопотоком гидросмеси и последующего выделения агрегатов в отстойных сооружениях;

3. Предложена методика расчета градиента скорости через параметры перемешивающего устройства, оказывающего существенное влияние на эффективность хлопьеобразования из глинистых частиц в технологической воде и скорость осаждения сформированных агрегатов, позволяющую установить параболическую закономерность изменения скорости осаждения флокул и прозрачности осветленного слива воды.

Практическая значимость работы:

-разработано патентно-защищенное устройство — смеситель-хлопьеоб-разователь, позволяющее управлять режимами дозирования и перемешивания рабочего раствора флокулянта с минеральным потоком гидровзвесей;

-предложено аппаратурное оформление технологических схем кондиционирования технологической воды с. использованием смесителя-хлопьеобразователя при оборотном водоснабжении драг с учетом нормируемых технологических и экологических требований;

- разработаны рекомендации по построению замкнутых технологических схем водоснабжения драг на основе интенсивной физико-химической водопод-готовки;

- разработаны рекомендации по выбору точек дозирования рабочего раствора флокулянта в зонах интенсивного и медленного перемешивания массопо-токов взвешенных минеральных частиц.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Первой научной конференции по геолого-технологической изученности и повышению эффективности обогащения минерального сырья (Чита, 1997 г.), на Первой, Второй, Третьей и Четвертой научно-технических конференциях Горного института (Чита, 1998, 1999, 2000, 2003 гг.), на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2006 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 17 научных трудах, из них один патент и одна публикация в издании, входящем в перечень издательств ВАК России.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Материал изложен на 115 страницах, в том числе 41 рисунок, 15 таблиц, список литературы включает 118 наименований.

В первой главе представлены результаты оценки современного состояния физико-химической технологии очистки сточных и оборотных вод и эффективности гравитационного извлечения золота в условиях замкнутого водоснабжения драг.

Во второй главе дана комплексная физико-химическая оценка свойств глинистых гидровзвесей, накапливаемых в технологической воде систем оборотного водоснабжения драг.

В третьей главе представлены исследования по повышению качества промывочных вод путем использования интенсифицирующих флокулянтов полиакриламидного типа в замкнутых системах водоснабжения драг.

В четвертой главе дано обоснование эффективности режимов управления формированием хлопьев и осаждения агрегатов в транспортирующем мае-сопотоке гидросмеси.

В пятой главе приводится эколого-э ко ионическая оценка системы кондиционирования технологической воды с применением смеснтеля-хлольеобразователя в условиях оборотного водоснабжения драг.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Удельный вес дражной золотодобычи составляет 33 % в общем объеме добычи по России. При этом дражный способ добычи и переработки песков характеризуется значительным so до потреблением и образованием большого количества сточных вод, отрицательно влияющих на загрязнение прилегающих водотоков. Расход технологической воды на 1 м3 промывки песков достигает до 18 м3.

Жесткие экологические требования по защите прилегающих водотоков от загрязнения сточными водами драг предопределяют внедрение замкнутых систем водоснабжения (табл. 1).

Однако, при решении проблемы защиты прилегающих водотоков путем организации замкнутых систем водоснабжения драг, появляется проблема накопления взвешенных глинистых частиц в технологической воде, которая отрицательно сказывается не только на износе оборудования, ио и на гравитационном извлечении мелкого золота. Потери мелких классов золота при использовании технологической воды, содержащей повышенное содержание глинистых частиц могут достигать на гравитационных аппаратах 35 % (Курылев A.A., Назаров В.В., Матвеев A.A., Мязин В.П., Тальгамер Б.Л. и др.).

Качество многократно используемой технологической воды определяется всей совокупностью физико-химических свойств жидкой и твердой фазы гад-ровзвеси, поэтому, кроме изученной жидкой фазы, потребовалось оценить влияние твердой фазы гидровзвеси (крупность частиц и минеральный состав) на качество технологической воды (допустимое содержание взвешенных гли-

б

нистых частиц). С этой целью использована известная методика отбора и разделки проб технологической воды при дражной разработке россыпей для выделения из нее жидкой и твердой фаз. Определялись физико-химические свойства жидкой фазы и дисперсионный состав взвешенных глинистых частиц. Химическим, минералогическим и микроскопическим способами определялись физико-химический состав жидкой фазы и состав минеральных фракций. Затем устанавливался минеральный тип основного из глинистых минералов и их соотношение в твердой фазе.

Таблица 1. Классификация систем водоснабжения драг

Тип драги Система водоснабжения Минимальный приток воды, л/с

Малолитражн ые, до 100 л 1. Оборотное водоснабжение с осветлением технологических и сточных вод естественным гравитационным осаждением частиц; 2. Тупиковое водоснабжение «глухого» разреза 50

Среднелитражные, 100-250 л 1. Тупиковое водоснабжение «глухого» разреза; 2. Замкнутое водоснабжение разреза с осветлением технологических и сточных вод физико-химическими методами водоочистки 150

Крупнолитражные, более 250 л 1. Оборотное водоснабжение с осветлением технологических и сточных вод естественным гравитационным осаждением частиц; 2. Замкнутое водоснабжение разреза с осветлением технологических и сточных вод физико-химическими методами водоочистки 250

В результате проведенных анализов было установлено, что наиболее типичными минералами глинистых включений являются каолинит, монтмориллонит, гидрослюда и их различные ассоциации. В твердой фазе глинистых суспензий содержатся кварц, карбонаты, окислы и гидроокислы железа. Общее содержание глинистых минералов в пробах колеблется от 60 до 98,8 %. По преобладающей разности глины отнесены к гидрослюдистому, каолинито-гндрослюдистому и монтмориллонита-гидрослюдистому типу.

Реологическими исследованиями технологической воды на капиллярном вискозиметре под давлением подтверждено, что наиболее резкое увеличение эффективной вязкости начинается при крупности частиц менее 35-40 мкм. Поэтому при обосновании допустимых норм качества технологической воды необходимо учитывать содержание частиц этого характерного класса. Зависи-

мость эффективной вязкости от крупности глинистых частиц приведены на рис. 1.

Размер Г-ШМ1СТЫХ чести им

Рис. 1. Влияние крупности глинистых частиц на эффективную вязкость

Зависимость эффективной вязкости от крупности глинистых частиц подчиняется следующему уравнению регрессии:

(1=2,18 - 1,06 * 1ов(Э) + 0.24 * ^(Б)2, где |г - эффективная вязкость, мПа-с;

О - крупность взвешенных глинистых частиц в технологической воде, мкм. Коэффициент корреляции (II) составил — 0.7, среднеквадратичная ошибка (о) - 0.64.

Установлено, что жидкая фаза технологических вод по классификации Апельцина И.Э. относится к гидрокарбонатному типу (табл. 2).

Таблица 2. Классификация жидкой фазы технологической воды по регионам золотодобычи_

Регион Характерный тип жидкой фазы

Забайкалье ГидрокарбонатовыЙ класс натриевой и кальциевой группы

Приамурье Гидрокарбонатовый класс натриевой и кальциевой группы

Якутия ГидрокарбонатовыЙ класс натриевой и кальциевой группы

Север ГидрокарбонатовыЙ класс кальциевой группы

Восточная Сибирь ГидрокарбонатовыЙ класс натриевой и кальциевой группы

Западная Сибирь ГидрокарбонатовыЙ класс натриевой группы

Дальний Восток ГидрокарбонатовыЙ класс натриевой и кальциевой группы

Физико-химические свойства технологической воды наряду с особенностями коллоидно-дисперсной фазы существенно зависят от рН дисперсионной среды и соленакопления в ней катионов и анионов (Ка+, К+, Са2+, , НСО^', С1\ Б О.«2"). Величина ^-потенциала изменяется в пределах от 21 до 34 мВ и завиС1гг как от минерального состава глин, так и химического состава нсгталь-

зуемой воды. Изменение рН среды водных вытяжек от содержания твердого в технологической воде подчиняется следующей логарифмической зависимости: pH=10A(0,81+0,021og(Q>+i),001'Iog(Q)2).

Коэффициент корреляции равен 0,7, а ошибка а = 0,32.

В результате выполненных экспериментальных работ с глинистыми разностями отобранной технологической воды драг подтверждено, что физико-химические и реологические свойства ее определяются как фазово-дисперсной характеристикой илисто-глинистых частиц, так и изменением рН дисперсионной среды и величиной ^-потенциала на границе раздела фаз.

Для изучения основных закономерностей потерь золота от качества технологической воды при оборотном водоснабжении драг потребовалось смоделировать разное содержание глинистых частиц в технологической воде и оценить их влияние на уровень извлечения золота разной крупности в гравитационных аппаратах.

Исследования проводились на лабораторной установке, включающей узел приготовления суспензии, устройство для отбора проб и обогатительный аппарат. Для питания гравитационных аппаратов (шлюз, лабораторная отсадочная машина, концентрационный стол, винтовой сепаратор конструкций институтов ЦНИГРИ и Иргиредмета) использовалась мелкозернистая фракция

- 74 мкм с присадкой золотнн храктерного класса крупности — 500 + 250 мкм и

— 250 + 140 мкм, плотностью 16000 кг/м3, основной минерал глинистых частиц был представлен гидрослюдой с примесью каолинита в соотношении 1:0,8, Эффективность процесса обогащения на гравитационных аппаратах оценивали по количеству извлеченного золота и продуктов обогащения (концентрат и хвосты). Контроль продуктов обработки проб велся по балансу металлов.

Результатами полученных данных подтверждены данные других авторов, что потери зерен различного класса крупности от содержания твердой фазы неодинаковы. Так содержание глинистых частиц в воде до 40-60 г/дм5 не оказывает существенного влияния на потери золота класса - 250 + 150 мкм. Процент потерь более крупных зерен (класса — 500 + 250 мкм) находится в пределах допустимых норм при содержании твердого до 80 - 100 г/дм5. Для особо мелких зерен крупности - 150 мкм устанавливать допустимый предел взвеси технологической воды не имеет смысла, т.к. вероятность сноса таких зерен возрастает с повышением концентрации глинистых частиц в дисперсионной среде.

Полученные автором данные были обобщены с данными других исследователей и на основании этого была разработана номограмма (рис. 2), позволяющая определять технологические потери ценного компонента от качества промывочных вод и крупности золотнн. Ключ пользования номограммой представлен в правом нижнем углу рисунка.

Таким образом, первое научное положение сформулировано следующим образом: физико-химическими исследованиями подтверждено, что снижение качества технологической воды при накоплении в системах оборотного водоснабжения драг взвешенных глинистых частиц увеличивают технологические потери золота в гравитационных аппаратах ы определяется не только

физико-хилшчестши свойствами дисперсионной среды (жидкой фазы), но и содержанием в ней твердой фазы различного соотношения глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюда, каолинит).

Рис.2. Номограмма для определения влияния качества технологической воды на уровень извлечения золота: I — шлюз; П — винтовой сепаратор; Ш — отсадочная машина; IV - концентрационный стал

Для подготовки технологической воды до качества, определяемого нормами, необходимо изучение режимов дозирования реагента и влияния интенсивности перемешивания массопотока с реагентом. Для повышения эффективности очистки технологической воды при оборотном водоснабжении драг используют различные методы кондиционирования воды. К ним относятся гравитационные, механические, электрохимические, физико-химические и комбинированные методы очистки оборотных вод.

Для снижения взвешенных частиц в технологической воде широкое применение получили физико-химические методы водоочистки на основе водорастворимых полимеров. К ним относятся Санфлок 520Р, ПАА-гель, ПАА-ГС, DPI-4937, а также некоторые виды Магнафлоков.

Большой вклад в развитие теоретических основ влияния полимеров на коллоидно-химические свойства дисперсных систем внесли как отечественные, так и зарубежные ученые: К.С. Ахмедов, JI.A. Баранский, М.А. Борц, Ю.И. Вейцер, В.П. Небера, П.А. Ребиндер, И.А. Якубович, В.П. Мязин, К.И. Карасев, А.Д. Рид, С.Т, Холл и к, A.A. Ковалев, A.A. Байченко и др. Однако, не существует единого мнения по поводу структуры образования флокул и режимов дозирования полиэлектролитов в условиях турбулентного перемешивания потока. Это сдерживает применение физико-химической технологии водоочистки в системах замкнутого водоснабжения драг.

Исследования влияния дозы рабочего раствора полиакриламида (как наиболее распространенного флокулянта) на скорость осаждения флокул и про-

мрачность слива проведены на объектах дражной золотодобычи. Обработку технологической воды осуществляли в мерных цилиндрах путем подачи в них заданной дозы рабочего раствора 0,05-1 % с последующим переворотом. Эффективность флокуляцин определялась косвенным путем, по скорости осаждения флокул и по прозрачности слива. Дня измерения прозрачности слива в осветленном слое воды определяли оптическую плотность на фотоколориметре ФЭК-60.

По обобщенным результатам исследований на технологической воде с различным минеральным составом твердой фазы выявлена параболическая зависимость вида: где О — доза реагента. Значения коэффициен-

тов приведены в табл. 3.

Анализируя табличные данные, можно заключить, что при использовании катионактивного полиакрил амида скорость осаждения выше (коэф. А), чем при ПАА-ГС анионного типа. Преобладающая глинистая разность тоже влияет на эффективность флокуляцин. При ПАА-ГС каолинитовый тип взвешенных в воде частиц оседает быстрее, чем при использовании ВПК-402 В то же время осаждение монтмориллонитовой разности глин выше при использовании катионактивного флокулянта.

Таблица 3. Численные значения коэф( шциентов

Преобладающий минерал Коэфф. А Коэфф. В Коэфф. С Коэфф. кор., к Ошибка, С

При воздействии анионактивного реагента ПАА-ГС

Каолинит 1,3 11,9 -8,6 0,77 0,12

Гидрослюда 0,9 11,5 -8,0 0,82 0,14

Монтмориллон ит 0,4 12,6 -9,2 0,79 0,24

При воздействии катионактивного реагента ВПК-402

Каолинит 5,3 7,5 -7,0 0,79 0,16

Гидрослюда 4,1 15,0 -10,7 0,85 0,19

Монтмориллонит 8,9 9,9 -9,8 0,84 0,40

Многие ученые, занимающиеся процессами физико-химической водо-подготовкн, связывают скорость флокуляцин частиц в воде с числом их столкновений межоу частицами, т.е. с соотношением количества свободных частиц (несфлокулировзнных) с количеством частиц, столкнувшихся с макромолекулой полимера. Это соотношение, по-видимому, связано с турбулентностью, которая возникает при перемешивании суспензии с флокулянтом. Такое предположение дает основание сделать заключение о влиянии на эффективность флокуляцин интенсивности перемешивания потока с флокулянтом.

Предложена рабочая гипотеза, объясняющая структуру образования флокул, размер которых можно выразить через эквивалентный диаметр.

Каждая минеральная частица обладает адсорбционным и диффузным слоями ионов. Наличие диффузного слоя (рис. 3, А) вынуждает минеральные частицы отталкиваться друг от друга. Чем больше диффузный слой, тем больше

силы отталкивания, тем больше расстояние между частицами. Уменьшение диффузного слоя вызывается движением частицы или жидкости — той среды в которой находится частица. Это может быть вызвано броуновским движением или турбулентностью. При турбулентном режиме диффузный слой уменьшается до размеров вихрей, вызванных турбулентностью.

При возникновении условий для сближения частиц на достаточно близкое расстояние, частицы могут столкнуться. При этом вытесненный диффузный слой позволит слиться адсорбционным слоям частиц (рис. 3, Б). Таким образом при возникновении достаточной турбулентности, частицы могут объединяться в комплексы и вызывать коагуляцию. Причем скорость коагуляции зависит от числа столкновений между частицами, т.е. интенсивностью перемешивания.

4 •

Рис.3. Представление структур образования флокул: 1 - минеральная частица; 2 — поверхность частицы, заряженная отрицательно; 3 - адсорбционный слой; 4 —диффузный слой; 5 - макромолекула полимера

При появлении в среде макромолекулы полимера, появляется возможность столкновения ее с минеральной частицей. При этом, в зависимости от заряда макромолекулы, могут возникать различные агрегаты. Положительно заряженные макромолекулы замещают собой адсорбционный слой, как показано на рис. 3(В), и образуют комплексы из минеральных частиц, объединенных макромолекулой. При достаточной интенсивности перемешивания комплексы

собираются в агрегаты. Крепкое соединение макромолекулы с минеральной частицей позволяет получить более плотные агрегаты, которые быстро оседают.

При отрицательном заряде макромолекулы соединение с частицей происходит за счет положительного заряда «хвостов» макромолекулы (рис. 3, Г)-Такое соединение является слабым, поэтому интенсивное перемешивание может разорвать такое соединение, но длительное и медленное перемешивание позволит образоваться большим и рыхлым агрегатам, которые своими порами при осаждении будут собирать оставшиеся частицы.

Таким образом, второе научное положение сформулировано следующим образом: повышение качества технологической воды при многократном использовании ее на драгах достигается физико-хгшичестш управлением процессам формирования хлопьев из взвешенных глинистых частиц в воде путем интенсивного смешения флокулянта с транспортирующим массопотоком гидросмеси и последующего выделения агрегатов в отстойных сооружениях.

Для оценки влияния интенсивности перемешивания потока автором предложено патентно-защищеное устройство, позволяющее оценить зависимость эффективности флокуляции от режима турбулентного перемешивания через градиент скорости и эквивалентный диаметр флокул.

Устройство - смесигель-хлопьеобразователь (патент № 2273509 от 10 апреля 2006 г.) представлен на рис. 4. Особенностью его является равномерное распределение реагента по потоку технологической воды за счет поочередно установленых дисков и колец, оснащенных направляющими потока для деления последнего на элементарные струи.

Поток

\Р«генг I /

•уу;'

ж

Рис. 4. Смесигель-хлопьеобразователь; 1 - загрузочный узел; 1 — смесительная камера; 3 — диски; 4 — кольца.

Рис,5. Поструйная подача реагента

Для ввода реагента в очищаемую технологическую воду разработана система дозирования, которая предусматривает поструйную подачу реагента в смеситель-хлопьеобразо ватель.

Для этого весь поток разбивается на отдельные элементарные струи (рис. 5) и в каждую из них подается своя порцию реагента т.е.:

где У - объем технологической воды в единицу времени; & - расход реагента;

п - количество элементарных струй потока.

Для нахождения градиента скорости, определяющего эффективность перемешивания, разработана математическая модель гидродинамики потока, позволяющая связать конструктивные параметры смесителя-хлопьеобразователя с эффективностью флокуляции глинистых частиц, взвешенных в воде.

В основе модели лежит уравнение расхода (С>) при истечении жидкости через большое незатопленное отверстие;

где: р — динамическая вязкость жидкости; ю - площадь отверстия, м1; g - ускорение свободного падения, сек/сек; Н — напор, м.

Выражая скорость движения гидровзвеси (V) через расход (О) получим:

&

Подставим значение скорости в формулу общей потери напора (Аал„):

Градиент скорости находится по формуле:

о—З^д 21.(1 *

где: Ь — длина смесителя-хлопьеобразователя, м; Я - радиус смесителя-хлопьеобразователя, м; р - плотность суспензии, кг/м3.

После замены А на ее значение получим:

с = _8ртуН (к_г_П. . 2Ь [ К)'

где: г — радиус отверстия в кольцах смесителя-хлопьеобразователя, м.

Лабораторные исследования проведены на приготовленной глинистой суспензии с содержанием взвешенных глинистых частиц - 50 г/л. Приготовленная суспензия подавалась в верхнюю часть смесителя-хлопьеобразователя вместе с 0,1-процентным рабочим раствором полиакриламнда при одинаковом расходе - 4 г/л.

На рис. б, 7 приведены экспериментальные данные, полученные опытным путем (на графиках отмечены точками), которые лежат в области резуль-

тагов, полученных по предложенной модели. Это говорит о сходимости результатов и о возможности использования предложенной модели для дальнейших расчетов.

!

ч\ |

1

41

1 и

Количество дисков л коник в устройстве

Рис.6. Зависимость скорости движения потока в смесит еле-хлопьеобразователе от количества дисков и колец

О 0.01 1102 003 1'(Н 005 006

Радпус отаерстпя в кодык устройств«, и

Рис.7. Зависимость скорости движения потока в смес1 гтеле-хлопьеобразовдтеле от радиуса отверстия в кольце

Зависимость градиента скорости от количества дисков и колец смесителя -хлопьеобразоеателя представлена на рис. 8. Зависимость потери напора от радиуса отверстия в кольцах смесителя-хлопьеобразователя отражено на рис. 9. На основании полученных данных можно заключить, что градиент скорости снижается при увеличеннн количества дисков и колец. Выявлен проявляющийся оптимум потери напора при 6 дисках и кольцах и радиусе отверстия равном 0,04 м (рис. 9). Это говорит о максимальном сопротивлении в смеснтеле-хлоп ьеобразователе.

<3(т.О0Ш»> 2 — - Количество диске® я юшедв устройств»

Рис.8. Зависимость градиента скорости от количества дисков и колец

осм — го

<3(10,0

¿¡м,й о

1

1 1

У

0.01 оог «.оз (им ом <ш Радиус огверстнг в кольце устройства, м

Рис.9. Зависимость потери напора от радиуса отверстия в кольцах смесителя-хлопьеобразователя

Можно отметить, что оптимальным вариантом для интенсивного перемешивания является вариант с 3 дисками и 3 кольцами. Радиус отверстия,

дающий рациональную зону изменения градиента скорости (90 с'1) равен 0,04 м.

Эффективность флокуляции оценивалась по скорости осаждения сформированных флокул и чистоте слива.

Зависимости скорости осаждения флокул от градиента скорости приведена на рис. 10. Максимальная скорость осаждения возникает при градиенте равном 70 с'1 при 16 дисках и кольцах и 80-90 с"1 при б дисках и кольцах. Зависимость прозрачности слива от градиента скорости приведена на рис. 11. Заметен перегиб в области 80 с1. Полученные результаты позволяют заключить, что вариант размещения б дисков и колец в устройстве является оптимальным вариантом для эффективного перемешивания рабочего раствора ПАА с потоком гидровзвеси.

Разработаны рекомендации по размещению смесителя-хлопьеобра-зователя в характерных узлах технологических схем при построении замкнутых водозащитных систем водоснабжения драг, К характерным узлам следует отнести (рис. 12): хвостовые колоды драг, оснащенные грохотом для удаления крупной фракции хвостов промывки песков; переливы гидровзвеси из дражного разреза в пруд-отстойник; сливы из трубопровода насосной станции. Установка смесителя-хлопьеобразователя в указанных узлах необходима для эффективности хлопьеобразования, исключающем процесс деструкции флокул.

Градиент скорости, с

Градиент скорости, с*1

Рис. 10. Зависимость скорости осаждения флокул от градиента скорости при различном количестве дисков и колец: 1) 8 дисков, 8 колец, 2) 5 дисков, 5 колеи, 3) 3 диска, 3 кольца

Рис.11. Зависимость прозрачности слива от градиента скорости при различном количестве дисков и колец: 1) 3 диска, 3 кольца, 2) 5 дисков, 5 колец, 3) 8 дисков, 3 колец

Эффективность процесса флокуляции с применением ПАА при размещении смесителя-хлопьеобразователя на хвостовых колодах, оснащенных грохотом для удаления крупной фракции проверена в условиях работы малолит-

ражной (10 литров) драги на месторождении Горохон, отрабатывающей глинистую россыпь с высоким содержанием мелкого золота (- 0,25 мм).

Зона размещения смесителя-хлопьеобразователя и подачи реагента выбиралась исходя из возможности самотечного движения воды (сверху вниз), поэтому оптимальным вариантом для размещения устройства были хвостовые колоды драги. В качестве параметров оценки эффективности флокуляции использовали содержание взвешенных веществ в технологической воде. Среднее содержание взвешенных веществ до применения системы кондиционирования составлял 84 г/л . Среднесуточный выход золота составил 33 грамма. Извлечение рассчитанное по предложенной номограмме составило 55 %.

Рис. 12. Схема водоснабжения при работе драги по восстанию: 1 - драга, 2 - водоток, 3 - насосная станция, 4 - станция приготовления раствора, 5 - смеситель-хлопьеобразователь в характерных узлах схемы, 6 - разрез, 7 — пруд-отстоГшик

По мере обработки воды в дражном разрезе рабочим раствором полнак-риламида происходило снижение взвешенных веществ в технологической воде. Через трое суток оно достигло уровня 32 г/л, при этом количество золота при суточном сполоске поднялось до 39 г/сутки. Извлечение составило 62 %.

Прирост золота за сезон составит: 180 * 6 г = 1080 грамм, В стоимостном выражении: 1080 г * 600 р. = 648000 р. С учетом затрат на применение данной системы дополнительная прибыль составит 647724 рУсезон.

Плата за сброс взвешенных веществ рассчитывалась по известной методике:

где Мфщ, — фактическая масса загрязняющего вещества, т;

М« - масса загрязняющего вещества, равная утвержденному ПДС, т;

П=(МФ«Т - МЩК)*5+П2*К + М№ * П, * К

П| — базовый норматив платы, р.;

Пг -норматив платы в пределах установленных лимитов, р.;

К — коэффициент экологической ситуации.

Снижение количества взвешенных веществ в сточной воде на 38 % (с 84 г/л до 32 г/л) позволило сократить фактический сброс сточных вод до 60000 кг/год:

(60-4,7) * 1475 * 5 *1,1 + 4,7 * 295 * 1,1 =450146 р.

Экономическая эффективность от доизвлечения золота мелких классов в гравитационных аппаратах при использовании технологической воды более высокого качества составила 648000 рублей.

Эколого-экономический эффект за счет снижения площади отстойных сооружений и предотвращения загрязнения прилегающих водотоков составил 292050 рублей.

Общие выводы и рекомендации:

В диссертации успешно решена задача физико-химической технологии водоочистки технологической воды для достижения требуемого уровня гравитационного извлечения золота и установленных экологических нормативов по предотвращению загрязнения водотоков.

1. Комплексными физико-химическими исследованиями подтверждены данные, полученные рядом авторов об ухудшении качества технологической воды при накоплении в ней взвешенных глинистых частиц с преобладающей разностью в твердой фазе различных соотношений основных глинистых минералов: каолинита, гидрослюды и монтмориллонита.

2. Разработана номограмма оперативной оценки влияния содержания взвешенных глинистых частиц на извлечение золота различной крупности в гравитационных аппаратах.

3. Установлена закономерность образования хлопьев и осаждения агрегатов от режимов дозирования водорастворимых полимеров полиакриламидного типа при смешении рабочих растворов с минеральной .гидровзвесью технологической воды.

4. Предложено в качестве критериев управления качеством технологической воды в процессах физико-химической водоподготовки использовать эквивалентный диаметр сформированных хлопьев и градиент скорости перемешивания потока. Эффективность осаждения агрегатов в большей степени определяется плотностью и эквивалентным диаметром сформированных флокул.

5. Разработана математическая модель гидродинамики потока и методика расчета градиента скорости потока через конструктивные параметры смесите-

ля -хлоп ьеобразователя, позволяющая выдать рекомендации по эффективности кондиционирования технологической воды в системах водоснабжения драг.

6. Выявлена параболическая зависимость скорости осаждения хлопьев из взвешенных в технологической воде глинистых частиц, которая возрастает при управлении градиентом скорости в смесителе-хлопьеобразователе по сравнению с неуправляемыми режимами перемешивания потока до 30 %.

7. Разработано патентно-защищенное техническое устройство смесителя-хлопьеобразователя для управления качеством технологической воды в системах оборотного водоснабжения драг, позволяющее повысить скорость осаждения сформированных флокул в воде и прозрачность осветленного слоя.

Научно обоснованы точки дозирования реагента в характерных зонах турбулентного потока и на этой основе разработаны рекомендации по размещению смесителя-хлопьеобразователя в замкнутых системах водоснабжения Драг.

9. Результаты опытно-промышленных испытаний разработанной конструкции смесителя-хлоп ьеобразователя в замкнутой системе водоснабжения малолитражной драги на месторождении Горохон с повышенным содержанием (до 30 %) мелкого золота показали, что за счет повышения качества технологической воды дополнительно может быть получена прибыль в размере 648000 рублей.

10. Предотвращенный ущерб за счет попадания взвешенных глинистых частиц сточных вод при физико-химической водоочистке в прилегающий водоток - реку Туру составит - 292050 рублей.

11. Предложенная конструкция смесителя-хлопьеобразователя внедрена в учебный процесс ЧитГУ при проведении лабораторных работ по курсу «Вспомогательные процессы обогащения полезных ископаемых».

12. Разработанное устройство см есителя-хлопьеобразователя включено в план НИР и ОКР АК «Алроса» Саха-Якутия на 2007 г. при дражной разработке алмазов на месторождении Горное.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Замкнутое водоснабжение транспоргно-обогатительных комплексов / С.Ю. Сапожников [и др.] // Хозяйственно-питьевые сточные воды: проблемы очистки и использования: сб. материалов науч.-практ. конф. - Пенза, 1996.- С. 183-185.

2. Сапожников С.Ю. Моделирование процесса магшггно-флокуляцион-ного извлечения тонких классов немагнитных металлов / Н.И. Закиева, С.Ю. Сапожников // Первая научная конференция по геолого-технологической изу-

ченности и повышению эффективности обогащения минерального сырья — Чита: ЧитГТУ, 1997. - С. 35-37.

3. Изучение изменения ^-потенциала глинистых суспензий при флокуля-ции их полиэлектролитами / С.Ю. Сапожников [и др.] // Вестник ЧитГТУ. Выпуск 5. Чита: ЧитГУ, 1997. - С. 3-7.

4. Сапожников С.Ю, Оценка процесса флокуляции минеральных частиц с использованием методов математического моделирования / С.Ю. Сапожников И Первая научная конференция по геолого-технологической изученности и повышению эффективности обогащения минерального сырья. - Чела: ЧитГТУ, 1997.-С. 50-52.

5. Сапожников С.Ю. Выбор полиэлектролитных комплексов для осветления оборотных вод при разработке высокоглинистых россыпных месторождений / А.Ю, Лавров, С.Ю. Сапожников // Первая научно-техническая конференция, посвященная открытию Горного института. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - С. 5354.

6. Сапожников С.Ю. Анализ основных факторов, влияющих на эффективность флокуляции глинистых суспензий / С.Ю. Сапожников // Первая научно-техническая конференция, посвященная открытию Горного института. -Чита: ЧитГТУ, 1993. - С. 62-63.

7. Сапожников С.Ю. Применение противофильтрационных завес из модифицированных отходов промывки глинистых россыпей в условиях Забайкалья / А.Ю. Лавров, Г.Ю. Попова, С.Ю. Сапожников // Вторая научно-техническая конференция. Часть 2. — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 1999. -С. 30-33.

8. Сапожников С.Ю. Обоснование применения математических методов анализа при оценке эффективности флокуляции сточных и оборотных вод промприборов / А.Ю. Лавров, С.Ю. Сапожников // Обогащение руд: сб. науч. трудов. - Иркутск: ИрГТУ, 1999. - С. 41-43.

9. Сапожников С.Ю. Перспективы использования композиционных материалов в стройиндустрии из илисто-глинистых отходов промывки песков / Г.Ю. Попова, А.Ю. Лавров, С.Ю. Сапожников // Вторая научно-техническая конференция. Часть 2. — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 1999: - С. 49-51.

10. Сапожников С.Ю. Физико-химическое моделирование флокуляции / С.Ю. Сапожников // Международная конференция по проблемам прогнозирования в современном мире.— Чита: ЧитГТУ, 1999. - С. 18-20.

П. Сапожников С.Ю. Защита природных водотоков при разработке россыпных месторождений / Г.Ю. Попова, С.Ю. Сапожников П Третья научно-техническая конференция. — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2000. - С. 36-38.

12. Сапожников С.Ю. К модели расчета скорости падения флокул, сформированных из минеральных частиц / С.Ю. Сапожников И Третья научно-техническая конференция. — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2000. - С. 53-55.

13. Сапожников С.Ю. Анализ математических моделей коагуляции и флокуляции минеральных суспензий / В.П. Мязин, С.Ю. Сапожников // Региональная конференция по проблемам освоения и рационального использования природных ресурсов Забайкалья.-Чита: ЧитГТУ, 2000. - С. 81-84.

14. Сапожников С.Ю. Оптимизация основных показателей при выборе реагентов-флокулянтов полиакриламндного типа / С.Ю. Сапожников // Четвертая научно-техническая конференция. Часть 2. — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2003. - С. 23-25.

15. Сапожников С.Ю. Обоснование выбора критериев флокуляции минеральных суспензий для разработки математической модели этого процесса / В.П. Мязин, С.Ю. Сапожников И Четвертая научно-техническая конференция, — Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2003, - С. 94-97,

16. Пат. 2273509 Российская Федерация, МПК В 01 О 21/08. Смеситель-хлопьеобразователь сточной воды / С.Ю. Сапожников, Ю.С. Шевченко; заявл. 17.02.05.

17. Природоохранный комплекс по защите водотоков от загрязнения сточными водами промприборов и драг/ С.Ю. Сапожников // Горный журнал, №9,10,- М.: 1996.-С.83-87.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 Подписано в печать 24 ноября 2006 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,04 Тираж 100 экз. Заказ № 152

Читинский государственный университет 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30 РИК ЧитГУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Сапожников, Сергей Юрьевич

Введение.

Глава 1. Современное состояние физико-химической технологии очистки сточных и оборотных вод в условиях замкнутого водоснабжения драг.

1.1. Анализ эффективности применения замкнутых систем водоснабжения драг с использованием специальных методов кондиционирования технологической воды.

1.2. Теоретические основы физико-химических методов водоочистки путем применения флокулянтов для удаления из технологической воды взвешенных минеральных частиц.

1.3. Цели и задачи исследования.

Глава 2. Комплексная физико-химическая оценка свойств глинистых гидровзвесей, накапливаемых в технологической воде систем оборотного водоснабжения драг.

2.1. Методика отбора проб технологической воды и подготовка их к анализу.

2.2. Методика физико-химических исследований.

2.3. Анализ полученных данных и их интерпретация.

2.3.1. Характеристика распределения взвешенных частиц по крупности с учетом содержания основных глинистых минералов в твердой фазе.

2.3.2. Экспериментальные данные по изменению реологических свойств промывочных сред при гравитационном обогащении песков.

Выводы по главе

Глава 3. Повышение качества промывочных вод путем использования интенсифицирующих флокулянтов полиакриламидного типа в замкнутых системах водоснабжения драг.

3.1. Характеристика флокулянтов полиакриламидного типа, как наиболее широко используемых в процессах водоочистки.

3.2. Методика экспериментальных исследований.

3.3. Исследование эффективности физико-химического кондиционирования технологической воды на основе применения полиакриламидных флокулянтов.

3.4. Влияние условий формирования хлопьев в технологической воде на скорость их осаждения и прозрачность осветленного слива.

3.5. Математическая обработка и анализ полученных данных.

Выводы по главе.

Глава 4. Обоснование эффективности режимов управления формированием хлопьев и осаждением агрегатов в транспортирующем потоке гидросмеси глинистых гидровзвесей.

4.1. Обоснование к выбору физико-химических критериев оценки эффективности флокуляции взвешенных глинистых частиц в технологической воде.

4.2. Разработка методики и лабораторного стенда (устройства) для изучения режимов флокуляции взвеси минеральных частиц в транспортирующем потоке.

4.3. Разработка математической модели оценки гидродинамики взвесенесущего потока.

4.4. Методика проведения экспериментальных исследований.

4.5. Анализ полученных данных с использованием методов математической статистики и физико-химического моделирования.

4.6. Рекомендации по размещению смесителя-хлопьеобразователя для дозирования полиакриламида в характерных зонах оборотного водоснабжения драг.

Выводы по главе.

Глава 5. Технологическая и эколого-экономическая оценка эффективности применения смесителей-хлопьеобразователей при кондиционировании сточных и оборотных вод драг.

5.1. Результаты опытно-промышленных испытаний смесителя-хлопьеобразователя в системе оборотного водоснабжения малолитражных драг.

5.2. Экономическая и эколого-экономическая оценка эффективности применения смесителей-хлопьеобразователей при физико-химическом кондиционировании воды.

5.3. Внедрение результатов исследований.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности флокуляции взвешенных глинистых частиц, накапливаемых в технологической воде при оборотном водоснабжении драг"

Актуальность работы. Драги относятся к числу универсальных плавучих землеройно-обогатительных комплексов, характеризующихся поточностью и тесной взаимоувязанностью технологических операций добычи и обогащения песков. В качестве обогатительных аппаратов широко используются шлюзы, отсадочные машины, а в доводочных операциях концентрационные столы. Технология дражных работ характеризуется большим водопотреблением и образованием значительного объема хвостов промывки песков в виде минеральных гидровзвесей, содержащих взвешенные частицы, накапливаемые при многократном использовании в о обороте. Расход воды на промывку 1 м песков при шлюзовой технологии о достигает 18 м . В связи с этим образуется большое количество сточных вод, содержащих взвешенные минеральные частицы, которые трудно оседают под действием сил гравитации.

Жесткие экологические требования по предотвращению загрязнения окружающей среды драгами (хвостами промывки песков) потребовали применения эффективных систем оборотного водоснабжения, предусматривающих многократное использование технологической воды в обороте. Однако при этом резко ухудшается качество технологической воды, приводящей к снижению технологических показателей обогащения золота в гравитационных аппаратах. Проблема становится особо актуальной при вовлечении в переработку труднообогатимых глинистых россыпей с повышенным содержанием мелкого золота класса - 0,25 мм.

Для повышения качества технологической воды в системах оборотного водоснабжения драг широкое применение нашли специальные методы интенсификации осаждения глинистых частиц в процессах водоподготовки полиэлектролитными флокулянтами. Однако эффективность применения флокуляционной технологии водоподготовки сдерживается слабой изученностью режимов дозирования полиэлектролитов в системах оборотного водоснабжения драг и отсутствием рекомендаций по управлению процессом в условиях турбулентного перемешивания массопотока с флокулянтом.

Работа связана с выполнением НИР и ОКР в соответствии с координационными планами Госкомитета РФ по высшему образованию и Минэкологии по программам «Человек и окружающая среда» и «Арктика», с целью создания высокоэффективных технологий кондиционирования сточных и оборотных вод объектов россыпной золотодобычи.

Научная идея работы. Повышение эффективности процесса водоподготовки в условиях оборотного водоснабжения драг достигается путем образования флокул при интенсивном перемешивании реагента с массопотоком хвостов промывки песков и последующим осаждением сформированных агрегатов.

Цель работы. Повышение эффективности физико-химического кондиционирования технологической воды при оборотном водоснабжении драг.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи.

1. Исследование факторов, влияющих на качество технологической воды, эффективность образования и осаждения флокул из взвешенных глинистых частиц транспортирующего массопотока при замкнутом водоснабжении драг.

2. Физико-химическая оценка структуры и прочностных свойств сформированных хлопьев в процессах кондиционирования технологической воды.

3. Обоснование рациональных параметров гидродинамического режима перемешивания взвешенных глинистых частиц с флокулянтом для управления процессом хлопьеобразования и последующего выделения сформированных агрегатов.

4. Разработка режимов дозирования и перемешивания флокулянта в движущемся турбулентном массопотоке.

5. Эколого-экономическая оценка флокуляционного метода водоподготовки при оборотном водоснабжении драг.

Объект исследования. Минеральные гидровзвеси технологической воды при промывке золотосодержащих песков.

Предмет исследования. Физико-химический процесс водоподготовки технологической воды, многократно используемой в обороте.

Методы исследования. Физико-химические и седиментационные методы оценки процесса образования флокул и их осаждения. Современные методы гранулометрического и минерального анализов. Комплекс физико-химических, микроскопических и фотометрических методов.

Кондуктометрия, рН-метрия, вискозиметрия. Вероятностные методы математической статистики, а также методы математического и гидродинамического моделирования. Технико-экономические расчеты и комплексная эколого-экономическая оценка ущерба от загрязнения прилегающих водотоков.

Научная новизна.

- выявлена закономерность эффективности флокуляции от конструктивных параметров смесителя-хлопьеобразователя через градиент скорости;

- предложена математическая модель гидродинамики потока в смесителе-хлопьеобразователе при перемешивании реагента с массопотоком гидросмеси;

- предложен способ повышения извлечения мелкого золота на драгах путем управления качеством технологической воды в схемах оборотного водоснабжения драг на основе использования устройства (смесителя-хлопьеобразователя) с поструйным распределением рабочего раствора флокулянта в массопотоке;

- разработана номограмма определения уровня извлечения золота различной крупности в гравитационных аппаратах драг по содержанию глинистых частиц в технологической воде.

Достоверность научных положений подтверждается достаточной сходимостью экспериментальных и опытно-промышленных исследований по флокуляции минеральных гидровзвесей при дражной разработке россыпных месторождений, реализованных на практике конструктивными разработками.

Личный вклад автора состоит в формировании целей, задач исследований, установлении физико-химических закономерностей хлопьеобразования и осаждения агрегатов, сформированных в замкнутых системах водоснабжения драг, а также в разработке устройства и математической модели для определения конструктивных параметров смесителя-хлопьеобразователя.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Физико-химическими исследованиями подтверждено, что снижение качества технологической воды при накоплении в системах оборотного водоснабжения драг взвешенных глинистых частиц оказывает отрицательное влияние на технологические потери золота в гравитационных аппаратах и определяется не только физико-химическими свойствами дисперсионной среды (жидкой фазы), но и содержанием в ней твердой фазы различного соотношения глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюда, каолинит);

2. Повышение качества технологической воды при многократном использовании ее на драгах достигается физико-химическим управлением процесса формирования хлопьев из взвешенных глинистых частиц в воде путем интенсивного смешения флокулянта с транспортирующим массопотоком гидросмеси и последующего выделения агрегатов в отстойных сооружениях;

3. Предложена методика расчета градиента скорости через параметры перемешивающего устройства, оказывающего существенное влияние на эффективность хлопьеобразования из глинистых частиц в технологической воде и скорость осаждения сформированных агрегатов, позволяющую установить параболическую закономерность изменения скорости осаждения флокул и прозрачности осветленного слива воды.

Практическая значимость работы:

- разработано патентно-защищенное устройство - смеситель-хлопьеоб-разователь, позволяющее управлять режимами дозирования и перемешивания рабочего раствора флокулянта с минеральным потоком гидровзвесей;

- предложено аппаратурное оформление технологических схем кондиционирования технологической воды с использованием смесителя-хлопьеобразователя при оборотном водоснабжении драг с учетом нормируемых технологических и экологических требований;

- разработаны рекомендации по построению замкнутых технологических схем водоснабжения драг на основе интенсивной физико-химической водоподготовки;

- разработаны рекомендации по выбору точек дозирования рабочего раствора флокулянта в зонах интенсивного и медленного перемешивания массопотоков взвешенных минеральных частиц.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Первой научной конференции по геолого-технологической изученности и повышению эффективности обогащения минерального сырья (Чита, 1997 г.), на Первой, Второй, Третьей и Четвертой научно-технических конференциях Горного института (Чита, 1998, 1999, 2000, 2003 гг.), на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2006 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 17 научных трудах, из них один патент и одна публикация в издании, входящем в перечень издательств ВАК России.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Сапожников, Сергей Юрьевич

Общие выводы и рекомендации

В диссертации успешно решена задача физико-химической технологии водоочистки технологической воды для достижения требуемого уровня гравитационного извлечения золота и установленных экологических нормативов по предотвращению загрязнения водотоков.

1. Комплексными физико-химическими исследованиями подтверждены данные, полученные рядом авторов об ухудшении качества технологической воды при накоплении в ней взвешенных глинистых частиц с преобладающей разностью в твердой фазе различных соотношений основных глинистых минералов: каолинита, гидрослюды и монтмориллонита.

2. Разработана номограмма оперативной оценки влияния содержания взвешенных глинистых частиц на извлечение золота различной крупности в гравитационных аппаратах.

3. Установлена закономерность образования хлопьев и осаждения агрегатов от режимов дозирования водорастворимых полимеров полиакриламидного типа при смешении рабочих растворов с минеральной гидровзвесью технологической воды.

4. Предложено в качестве критериев управления качеством технологической воды в процессах физико-химической водоподготовки использовать эквивалентный диаметр сформированных хлопьев и градиент скорости перемешивания потока. Эффективность осаждения агрегатов в большей степени определяется плотностью и эквивалентным диаметром сформированных флокул.

5. Разработана математическая модель гидродинамики потока и методика расчета градиента скорости потока через конструктивные параметры смесителя-хлопьеобразователя, позволяющая выдать рекомендации по эффективности кондиционирования технологической воды в системах водоснабжения драг.

6. Выявлена параболическая зависимость скорости осаждения хлопьев из взвешенных в технологической воде глинистых частиц, которая возрастает при управлении градиентом скорости в смесителе-хлопьеобразователе по сравнению с неуправляемыми режимами перемешивания потока до 30 %.

7. Разработано патентно-защищенное техническое устройство смесителя-хлопьеобразователя для управления качеством технологической воды в системах оборотного водоснабжения драг, позволяющее повысить скорость осаждения сформированных флокул в воде и прозрачность осветленного слоя.

8. Научно обоснованы точки дозирования реагента в характерных зонах турбулентного потока и на этой основе разработаны рекомендации по размещению смесителя-хлопьеобразователя в замкнутых системах водоснабжения драг.

9. Результаты опытно-промышленных испытаний разработанной конструкции смесителя-хлопьеобразователя в замкнутой системе водоснабжения малолитражной драги на месторождении Горохон с повышенным содержанием (до 30 %) мелкого золота показали, что за счет повышения качества технологической воды дополнительно может быть получена прибыль в размере 648000 рублей.

10. Предотвращенный ущерб за счет попадания взвешенных глинистых частиц сточных вод при физико-химической водоочистке в прилегающий водоток - реку Туру составит - 292050 рублей.

11. Предложенная конструкция смесителя-хлопьеобразователя внедрена в учебный процесс ЧитГУ при проведении лабораторных работ по курсу «Вспомогательные процессы обогащения полезных ископаемых».

12. Разработанное устройство смесителя-хлопьеобразователя включено в план НИР и ОКР АК «Алроса» Саха-Якутия на 2007 г. при дражной разработке алмазов на месторождении Горное.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Сапожников, Сергей Юрьевич, Чита

1. Argaman J. Turbulence and Flocculation / J. Argaman, W.J. Kaufman. // J. the Sanitary Eng. Div. 1970. - April, SA-2. - P. 223-241.

2. Camp T.R. Flocculation and Flocculation Basins / Camp T.R. // Proceedings of American Society of Civil Engineers. 1953. - 283 p.

3. Haney P.D. Principles of Flocculation Related to Water Treatment / P.D. Haney // Proceedings of American Society of Civil Engineers: Hydraulics div.- 1956.-82: HY 4.- 1036 p.

4. Harris H.S. Orthokinetic Flocculation in Water Purification / H.S. Harris, W.J. Kaufman, R.B. Krone // J. SED, ASCE. 1966. - v. 92: № SA-6. - 95 p.

5. Hudson H.E. Physical Aspects of Flocculation / H.E. Hudson // J. AWWA. -1965.-№7.-P. 885-892.

6. Souser J. The use of a Dimensionless Criction in the Characterization of Flocculation / J. Souser, J. Sindelar, // Praha-Podbaba, Vyzkumny ustav vodohospodarsky prace a studie, sesit 119. 1967. - 102 p.

7. Tolman L.S. Water Conditioning by Flocculation / L.S. Tolman // J. AWWA.- 1942. v.34. - 404 p.

8. Tolman S.L. The Mechanics of Mixing and Flocculation / S.L. Tolman // Public Works. 1962. - December: 88-90. - 152 p.

9. Walker J.D. High Energy Flocculation and Air-and Water Back washing / J.D. Walker. // J. AWWA. - 1968. - v.60: № 3. - P. 321-330.

10. Weber W.J. Physicochtmical processes for Water Quality Control / W.J. Weber // John Wiley and Sons, Inc. 1972.

11. Антонова Н.Б. Некоторые результаты исследований бактериального выщелачивания золота. / Н.Б. Антонова, В.В. Медведкова. М.: ВИЭМС, 1986. № 260.

12. Бабичев Н.И. Совершенствование технологических процессов гидравлической разработки россыпных и осадочных месторождений / Н.И. Бабичев, О.П. Кравченко, Ю.М. Найденко. М.: Цветметинфор-мация, 1974. - 68 с.

13. Багазеев В.К. Исследование на дражных разработках Урала осветления сточных вод путем устройства отстойных прудов и определение условий их сброса: автореф. дис. . канд. тех. наук / В.К. Багазеев. М., 1978. -24 с.

14. Байченко А.А. Агрегативная устойчивость глинистых дисперсий / А.А. Байченко, Ал.А. Байченко, М.А. Мельников // Горный журнал. М. 1987.-№ 1.-С. 100-105.

15. Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии / С.А. Балезин. М.: Просвещение, 1972. - 277 с.

16. Беневольский Б.И. Золото России / Б.И. Беневольский. М.: Геоинформмарк, 2002. - 464 с.

17. Бимбереков А.П. Изучение физико-химических свойств полиакрила-мидных флокулянтов и их флокулирующее действие при осветлении высокозольных шламов: дис. . канд. тех. наук / А.П. Бимбереков. -Новосибирск, 1974. 215 с.

18. Бойко В.Ф. Теоретические основы экологизации и ресурсосбережения при освоении труднообогатимых россыпей золота: автореф. дис. . док. тех. наук / В.Ф. Бойко. Владивосток, 1998. - 44 с.

19. Борц М.А. Обезвоживание хвостов флотации угольных шламов / М.А. Борц, Ю.П. Гупало. М.: Недра, 1972. - С. 144.

20. Вейцер Ю.И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод / Ю.И. Вейцер, Д.М. Минц. М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.

21. Волощук В.В. Морфологические изменения самородного золота в россыпях / В.В. Волощук // Четвертая научно-техническая конференция Горного института (материалы конференции), часть 1. Чита: ЧитГТУ, 2003. 42-46 с.

22. Волощук В.М. Кинетическая теория коагуляции / В.М. Волощук JL: Гидрометеоиздат, 1984. - 283 с.

23. Глембоцкий В.А. Флотационные методы обогащения / В.А. Глембоцкий, В.И. Классен // учебник для вузов. 2-е изд.л перераб. и доп. М., Недра, 1981.- 304 с.

24. Грим Р.Е. Минералогия и практическое использование глин: пер. с англ. / Р.Е. Грим. М.: 1967.

25. Дробаденко В.П. Влияние загрязненности воды на потери металла, износ оборудования и затраты на водоснабжение / В.П. Дробаденко, В.М. Селезнев // Цветметинформация, серия «Охрана окружающей среды». -М.: 1975. 23 с.

26. Духин С.С. Электрофорез / С.С. Духин, Б.В. Дерягин. М.: Наука, 1976. - 255 с.

27. Замкнутое водоснабжение транспортно-обогатительных комплексов / С.Ю. Сапожников и др. // Хозяйственно-питьевые сточные воды: проблемы очистки и использования: сб. материалов науч.-практ. конф. -Пенза, 1996,- С. 183-185.

28. Замятин О.В. Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов / О.В. Замятин и др.. М.: Недра, 1975. - 264 с.

29. Изучение изменения ^-потенциала глинистых суспензий при флокуляции их полиэлектролитами / С.Ю. Сапожников и др. // Вестник ЧитГТУ. Выпуск 5. Чита: ЧитГУ, 1997. С. 3-7.

30. Испытать и внедрить новые коагулянты и флокулянты для водоподготовки на высокоглинистых россыпях: науч.-техн. отчет / ЧитПИ; рук. К.И. Карасев; № ГР 117121. Чита, 1985. - 76 с.

31. Испытать и внедрить технологию очистки с флокулянтами полиакриламидного типа на объектах россыпей золотодобычи на объединениях «Якутзолото», «Приморзолото»: науч.-техн. отчет (промеж.)/ ЧитПИ; рук. В.П. Мязин; № ГР 01860042117. Чита, 1986. -52 с.

32. Исследования и разработка природоохранных систем рационального водопользования и кондиционирования сточных вод при переработке редкометального сырья: науч.-техн. отчет / ЧитПИ; рук. В.П. Мязин; № ГР 01900010783. Чита, 1991. - 69 с.

33. Кабакова Т.С. О работе драг по бессточной схеме водоснабжения / Т.С. Кабакова, В.П. Мязин, З.И. Солдатова // Колыма, 1973. № 4. - С. 9-10.

34. Казимиров М.П. Организационно-технический механизм повышения эффективности и конкурентоспособности добычи золота из россыпных и техногенных месторождений: автореф. дис. . док. тех. наук / М.П. Казимиров. С.-Петербург, 2002. - 48 с.

35. Карасев К.И. Использование водорастворимых полимеров при добыче и переработке минерального сырья / К.И. Карасев, В.П. Мязин, В.Г. Гальперин. М.: Центр НИИ экономики и информации цвет, мет., 1990. -55 с.

36. Карасева В.И. Промышленные испытания катионного флокулянта для осветления сточных вод / В.И. Карасева и др. // Всесоюзное совещание по физико-химическим основам бессточной технологии переработки полезных ископаемых. Алма-Ата: Наука, 1981. - С. 73-74.

37. Кисляков В.Е. Разработка технологии оборотного водоснабжения в сложных горнотехнических условиях освоения золотосодержащих россыпей: автореф. дис. . док. тех. наук / В.Е. Кисляков. М., 1999. -36 с.

38. Классен В.И. Улучшение технологических свойств воды воздействием магнитного поля / В.И. Классен, С.В. Щербакова // Горный журнал. -1965.-№5.-С. 73-76.

39. Классен В.И.О влиянии магнитной обработки воды на агрегативную устойчивость суспензий / В.И. Классен, Ю.З. Зиновьев // Коллоидный журнал. 1967. - T.XXIX, № 5. - С. 96-103.

40. Ковалев А.А. Теоретические и технологические основы флокуло-гравитационной минералоподготовки и переработки золотосодержащих песков: дис. . докт. тех. наук / А.А. Ковалев. Хабаровск, 1994. - 510 с.

41. Кузькин С.В. Синтетические Флокулянты в процессах обезвоживания / С.В. Кузькин, В.П. Небера. -М.: Госгортехиздат, 1963. С. 195-205.

42. Кульский А.А. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов / А.А Кульский и др.. Киев: Будевельник, 1972. - 126 с.

43. Кульский А.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды / А.А Кульский. Киев: Наукова думка, 1983. - 528 с.

44. Кульский JT.A. Технология очистки природных сточных вод / JI.A. Кульский. Киев.: Высшая школа, 1986. - 352 с.

45. Кустов А.С. Осветление технологической воды и очистка сточных вод путем взрывоимпульсной обработки при освоении россыпных месторождений / А.С. Кустов и др. // Горный журнал 1988. - № 6. - С. 17-20.

46. Лавров А.Ю. Использование полиэлектролитных комплексов для очистки сточных и оборотных вод при разработке высокоглинистых россыпей и конгломератов: дис. . канд. тех. наук / А.Ю. Лавров. М., 1989.- 157 с.

47. Лебухов В.И. Разработка комбинированного флокуляционно-ультразвукового способа очистки оборотных и сточных вод предприятий россыпной золотодобычи: дис. . канд. тех. наук / В.И.Лебухов . -Хабаровск, 1997.- 130 с.

48. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика / В.Г. Левич. М.: Физматгиз, 1959.

49. Лешков В.Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпаковыми драгами / В.Г. Лешков. М.: Недра, 1980. - 352 с.

50. Литвинцева О.В. Повышение эффективности физико-химического кондиционирования сточных и оборотных вод при примывке ожелезненных глинистых золотосодержащих песков: дис. . канд. тех. наук / О.В. Литвинцева. Чита, 1995. - 138 с.

51. Личаев В.Р. Руководство по выбору и проектированию систем водоснабжения, водоотведения и способам водоподготовки при разработке россыпных месторождений / В.Р. Личаев, Л.Н. Есеновская, Ю.М. Чикин. Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1990. - 160 с.

52. Матвеев А.А. Повышение эффективности очистки промстоков при разработке россыпей / А.А. Матвеев, В.М. Волкова. М.: Недра, 1981. -136 с.

53. Матвеев А.А. Повышение эффективности очистки промышленных стоков при разработке россыпей / А.А. Матвеев, В.М. Волкова. М.: Недра, 1981,- 136 с.

54. Матвеев А.А. Теория и практика предохранения речных систем от загрязнения дражными разработками россыпей (на примере уральскихместорождений) : автореф. дис. . док. тех. наук / А.А.Матвеев. М., 1982.-46 с.

55. Мельников В.И. Очистка воды в виброциклонах / В.И. Мельников, И.В. Киреева // Очистка воды и стоков: межвуз. сб. науч. трудов НИИ высоких напряжений. Томск, 1994. - С. 132-135.

56. Мязин В.П. Изыскание эффективных способов снижения мутности воды в дражном разрезе при разработке глинистых россыпей (на примере комбината «Енисейзолото»): дис. . канд. тех. наук / В.П. Мязин. -Красноярск, 1975. 185 с.

57. Мязин В.П. Методические указания по применению водорастворимых полимеров для кондиционирования воды при разработке россыпных месторождений / В.П. Мязин, и др.. Иркутск: ИрГТУ, 1995 - 95 с.

58. Мязин В.П. Обоснование нормативных показателей технологической воды при гравитационных методах обогащения золотосодержащих песков (предпроектная и проектная стадия работ) / В.П. Мязин // метод, указ. Чита: ЧитГТУ, 1997. - 20 с.

59. Мязин В.П. Повышение эффективности переработки глинистых золотосодержащих песков: учеб. пособ., часть 1 / Мязин В.П. Чита: ЧитПИ, 1995. - 108 с.

60. Мязин В.П. Повышение эффективности переработки глинистых золотосодержащих песков: учеб. пособ. часть 2 / Мязин В.П. Чита: ЧитПИ, 1997. - 132 с.

61. Мязин В.П. Повышение эффективности переработки труднообогатимых золотосодержащих песков в условиях оборотного водоснабжения / В.П. Мязин, А.А. Ковалев, А.Ю. Лавров // Переработка труднообогатимых руд: теория и практика. М.: Наука, 1987. - С. 97-101.

62. Мязин В.П. Технология обогащения золотосодержащих песков: учеб. пособ. / В.П. Мязин, О.В. Литвинцева, Н.И. Закиева. Чита: ЧитГУ, 2006. - 269 с.

63. Мязин В.П. Физико-химические методы интенсификации процессов первичной переработки и водоподготовки труднообогатимых золотосодержащих песков: дис. . докт. тех. наук / В.П. Мязин. Чита, 1987.-478 с.

64. Назаров В.В. Водоснабжение и очистка сточных вод при разработке россыпных месторождений / В.В. Назаров, Ю.М. Чикин, В.Р. Личаев. -М.: Недра, 1975. 184 с.

65. Назаров В.В. Временная инструкция по выбору способов водоснабжения, водоподготовки, и осветления промстоков при разработке россыпей / В.В. Назаров и др.. Иркутск, 1971. - 17 с.

66. Назаров В.В. Выбор способов водоснабжений и осветления промстоков при разработке россыпей / В.В Назаров и др. // Цветная металлургия. -1972. № 16. - С. 50-53.

67. Небера В.П. Флокуляция минеральных суспензий / В.П. Небера. М.: Недра, 1983.-288 с.

68. Никифоров К.А. Механизм устойчивости глинистых дисперсий / К.А. Никифоров- Улан-Удэ: БНЦ СО АН СССР, 1990. 56 с.

69. О порядке определения платы за загрязнение водных объектов и контроля за сбросом загрязняющих веществ: постановление правительства РФ № 632 от 29.08.92 г. М.: 1993.

70. Пат. 2273509 Российская Федерация, МПК В 01 D 21/08. Смеситель-хлопьеобразователь сточной воды / С.Ю. Сапожников, Ю.С. Шевченко; заявл. 17.02.05.

71. Передерий О.Г. Исследование методов получения оксигидратов алюминия для осветления сточных вод предприятий золотодобывающей промышленности: автореф. дис. . канд. техн. наук / О.Г. Передерий. -Свердловск, 1973. 22 с.

72. Петровская Н.В. Морфология и структура самородного золота / Н.В. Петровская, А.И. Фасталович // Материалы по минералогии золота. М.: Наука, 1952.

73. Плаченов Т.Г. Порометрия / Т.Г. Плаченов, С.Д. Колосенцев. JL: Химия, 1988. - 176 с.

74. Пономарчук Г.П. Совершенстьвование технологии дражной разработки глубокозалегающих россыпей приамурья: автореф. дис. . канд. тех. наук / Г.П. Пономарчук. Хабаровск, 1997. - 22 с.

75. Попова Г.Ю. Использование хвостов промывки металлоносных песков при строительстве гидротехнических сооружений / Г.Ю. Попова // Вестник ЧитГТУ: выпуск № 5. Чита: ЧитГТУ, 1997. - 165 с.

76. Попова Г.Ю. Обоснование применения водорастворимых полимеров для противофильтрационной защиты гидротехнических сооружений / Г.Ю. Попова // Очистка воды и стоков: межвуз. сб. науч. трудов НИИ высоких напряжений. Томск, 1994.

77. Природоохранный комплекс по защите водотоков от загрязнения сточными водами промприборов и драг/ С.Ю. Сапожников // Горный журнал, № 9, 10. М.: 1996. - С. 83-87.

78. Проскуряков В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. Л.: «Химия», 1977. - 464 с.

79. Разработать и внедрить рациональные схемы водоснабжения, способы водоподготовки и очистки сточных вод на драгах объединения «Амурзолото»: науч.-техн. отчет (заключ.)/ ЧитПИ; рук. В.П. Мязин; № ГР 80038371. Чита, 1983. - 96 с.

80. Рекомендации по технологии обработки речных вод с применением аэрирования на водопроводных очистных сооружениях. М.: институт ВОДГЕО, 1975.

81. Рочестер К. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел: пер. с англ. / Под ред. Г. Парфита. М.: Мир, 1986. - 488 с.

82. Сапожников С.Ю. Анализ основных факторов, влияющих на эффективность флокуляции глинистых суспензий / С.Ю. Сапожников // Первая научно-техническая конференция, посвященная открытию Горного института. Чита: ЧитГТУ, 1998. - С. 62-63.

83. Сапожников С.Ю. Защита природных водотоков при разработке россыпных месторождений / Г.Ю. Попова, С.Ю. Сапожников // Третья научно-техническая конференция. Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2000. - С. 36-38.

84. Сапожников С.Ю. К модели расчета скорости падения флокул, сформированных из минеральных частиц / С.Ю. Сапожников // Третья научно-техническая конференция. Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2000. - С. 53-55.

85. Сапожников С.Ю. Обоснование применения математических методов анализа при оценке эффективности флокуляции сточных и оборотных вод промприборов / А.Ю. Лавров, С.Ю. Сапожников // Обогащение руд: сб. науч. трудов. Иркутск: ИрГТУ, 1999. - С. 41-43.

86. Сапожников С.Ю. Оптимизация основных показателей при выборе реагентов-флокулянтов полиакриламидного типа / С.Ю. Сапожников // Четвертая научно-техническая конференция. Часть 2. Чита: ЧитГТУ: Горный институт, 2003. - С. 23-25.

87. Сапожников С.Ю. Организация и планирование: мет. указ. / С.Ю. Сапожников. Чита: ЧитГТУ, 2000. - 24 с.

88. Сапожников С.Ю. Физико-химическое моделирование флокуляции / С.Ю. Сапожников // Международная конференция по проблемам прогнозирования в современном мире. Чита: ЧитГТУ, 1999. - С. 18-20.

89. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых / В.И. Смирнов. -М.:Недра, 1982. 669 с.

90. Смолич С.В. Решение горно-геологических задач методом «Монте-Карло»: учеб пособ. / С.В.Смолич, К.С.Смолич. Чита: ЧитГУ, 2004. -103 с.

91. Справочник по обогащению руд: Специальные и вспомогательные процессы, испытания обогатимости, контроль и автоматика: под ред. О.С. Богданова, В.И. Ревнивцева, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1983. - С. 376.

92. Юб.Тальгамер Б.Л. Обоснование технологии разработки труднодрагируемых россыпей с повышением экологической чистоты горных работ: автореф. дис. . док. тех. наук / Б.Л. Тальгамер. С.-Петербург, 1995. - 40 с.

93. Татаринов В.В. Исследование свойств противофильтрационных экранов из полу скальных глинистых пород / В.В. Татаринов, A.M. Шульгин // Вторая научно-техническая конференция, посвященная 25-летию Горного института: часть 1. Чита: ЧитГТУ, 1999. - 166 с.

94. Тумольская Т.В. Разработка способов и устройств для интенсификации процесса дезинтеграции при обогащении глинистых золотосодержащихпесков: автореф. дис. . канд. тех. наук / Т.В.Тумольская. Иркутск, 1983.- 15 с.

95. Тютрина С.В. Влияние ультразвука на процесс флокуляции тонкодисперсных минеральных систем при очистке сточных и оборотных вод: дис. . канд. тех. наук / С.В. Тютрина. Чита, 2004. -142 с.

96. Ульрих Е.В. Интенсификация процессов обезвоживания угольных шламов модифицированными полиэлектролитами: автореф. дис. . канд. тех. наук / Е.В.Ульрих. Кемерово, 2005. - 20 с.

97. Установить предельные концентрации взвешенных веществ в воде для эффективного извлечения золота гравитационными аппаратами»: науч.-техн. отчет (заключ.)/ ЧитПИ; рук. В.П. Мязин; № ГР 79032265. Чита, 1980.-78 с.

98. Хаммер М. Технология обработки природных и сточных вод: пер. с англ. / М. Хаммер. М.: Стройиздат, 1979. - 400 с.

99. Шило Н.А. Основы учения о россыпях / Н.А. Шило. М.: Наука, 1985. -400 с.

100. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп / Д.В. Штеренлихт. М.: КолосС, 2004. - 656 с.

101. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод: учеб. пособ. / С.В. Яковлев и др.. М.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

102. Ястребов K.JI. Гидроаэромеханика процессов обогащения полезных ископаемых: учебное пособие, раздел 1 / К.Л. Ястребов, И.М. Куликов, С.Б. Леонов. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1991- 224 с.

103. Ястребов K.JI. Гидроаэромеханика процессов обогащения полезных ископаемых: учебное пособие, раздел 2 / K.JI. Ястребов, И.М. Куликов, С.Б. Леонов. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1991- 176 с.

104. Данная система предусматривает применение смесителя-хлопьеобразователя сточной воды для интенсификации перемешивания полиакриамидного флокулянта с глинистыми суспензиями сточных и оборотных вод.

105. В смеситель-хлопьеобразователь, установленный на стоке шлюза, равномерно подавался 0,1 %. раствор флокулянта полиакриламидного типа DPI 4937 и перемешивался в нем. Расход при этом составлял 4 мг/л.1. Полученные результаты:

106. Содержание твердого в оборотной воде:- до применения смесителя-хлопьеобразователя 84 г/л;- после применения 32 г/л;

107. Количество снятого золота:до применения смесителя-хлопьеобразователя 33 г/сутки;- после применения 39 г/сутки.

108. Размер флокул при применении смесителя-хлопьеобразователя составлял 3 мм, а скорость осаждения равна 0.02 м/сек. До применения смесителя-хлопьеобразователя эти данные не измерялись.

109. По полученным . результатам моэкно заключить, что интенсивное перемешивание суспензии с реагентом, используя предложенный смеситель-хлопьеобразователь, позволяет увеличить извлечение мелкого золота за счет снижения содержания твердого в воде!т.

110. Представители от предприятия: Начальник ПТО

111. Главный механик-Главный энергетик Главный бухгалтер

112. Представители от ЧитГУ; Зав. кафедрой ОПИиВС, д.т.н., проф. Соискатель, старший преподаватель1. Мязин В.П.1. Сапожников С.Ю.1. Щ^ТВЕРЖДАЮ: .

113. Затраты на применение данной системы кондиционирования слагаются из затрат на приобретение, доставку и монтаж (или изготовление) смесителя-хлопьеобразователя сточной воды (патент № 2273509 от 10 апреля 2006 г.)

114. Цена смесителя-хлопьеобразователя (по весу металла) 1000 рублей.

115. Цена с доставкой и монтажом 1000 * 1,15 * 1,2 = 1380 руб.

116. Амортизационные отчисления 1380 руб / 5 лет = 27.6 руб.

117. Дополнительная прибыль от реализации данной технологии составит:

118. Повышение извлечения золота при снижении содержания твердого с 84 г/л до 32 г/л составляет:39г/сут-33 г/сут = 6 г/сут. '.'"'•'

119. Количество дополнительного металла, которое можно будет получить при внедрении, данной системы кондиционирования:6 г/сут * 180 дн. = 1080 г/сезон.

120. При цене золота 600 руб, за грамм можно получить доход в размере:- 600 руб* 1080 г/сезон = 648000 руб.

121. Без учета экономии полиакриламида экономический эффект или дополнительная прибыль от применения системы кондиционирования воды с применением смесителя-хлопьеобразователя составит:648000 руб 276 руб = 647724 руб/год.

122. Представители от предприятия: Начальник ПТО Главный механик Главный энергетик Главный бухгалтер

123. Представители от ЧитГУ: . Зав. кафедрой ОПИиВС, Д.Т.Н., проф. Соискатель, старший преподаватель

124. Сазонова В.JI. Зенкович В. А. Мишаков С.А. Шереметьева Н.В.1. Мязин В.П.1. Сапожников СЮ.