Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка технологии очистки промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик природными сорбентами

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии очистки промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик природными сорбентами"

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ им. М.М. АДЫШЕВА

ссертационный совет Д 25.11.031

На правах рукописи УДК 553.44113/9

005012093

Узденбаева Жанат Казкеыовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК ПРИРОДНЫМИ СОРБЕНТАМИ

Геоэкология - 25.00.36

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 идр Ш

Бишкек-2012

005012093

Работа выполнена в Восточно-Казахстанском государственном техническом университете им. Д.Серикбаева

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Адрышев Айтказы Калиолданович

Официальные доктор технических наук, доцент

оппоненты: Родина Елена Михайловна

доктор технических наук, профессор Сейтказиев Адеубай Садакбайулы

Ведущая организация: Институт горного дела и горных технологий

им. Академика У. Асаналиева при Кыргызском Государственном Техническом Университете им. И.Раззакова

Защита состоится 2 марта 2012 года в 13.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 25.11.031 при Институте геологии им. М.М.Адышева HAH KP по адресу: 720481, г. Бишкек, бульвар Эркиндик, 30.

Тел.:+996 312 664737

e-mail: geol_kg@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геологии имени М.М. Адышева HAH KP по адресу: 720481, г. Бишкек, бульвар Эркиндик, 30.

Автореферат разослан 27 января 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Усубалиев Р. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В «Концепции экологической безопасности Республики Казахстан (РК) на 2004-2015 гг.» серьёзное внимание уделено предупреждению истощения и загрязнения водных ресурсов, в связи, с чем разработка и внедрение современных технологий по очистке промышленных стоков (промстоков) становится одной из главных проблем. Несмотря на строгий запрет сбросов отходов в водоемы, в последних содержание токсичных элементов и их соединений, превышающие предельно - допустимые концентрации (ПДК), приобретают устойчивую тенденцию роста.

Известно, что загрязнители - промстоки за счет миграции веществ как в природной, так и в техногенной среде попадают в атмосферу, гидросферу и литосферу, где, как следствие, нарушается ход естественных процессов и наносится нередко ущерб на биосферу.

В Восточно-Казахстанской области (ВКО) - в крупном промышленном регионе РК очаги повсеместного загрязнения водных ресурсов тяжелыми металлами тяготеют к районам расположения Шемонаихинского и Глубоковского, Риддерского и Зыряновского горно-обогатительных предприятий по добыче и переработке полиметаллических руд.

До недавнего времени получаемая экономическая выгода от этого промышленного сектора была намного важнее, хотя масштабы возможных негативных последствий никто не мог представить. Проявление такой обстановки связано из-за несовершенства способов эксплуатации этих месторождений, так как в обязательном порядке происходит накопление опасных элементов в обязательном порядке не только непосредственно на территориях, где расположены полиметаллические обогатительные фабрики но и на площадках, находящихся от них на сотни и тысяч километров.

Источниками региональных неблагополучных в экологическом отношении обстановок являются также отвалы и хвосты обогащения, из которых выносятся тяжелые металлы, а именно свинец, цинк и медь за счет процессов физического разрушения и химического разложения. Об этом свидетельствует то, что здесь как поверхностные, так и подземные воды содержат ионы свинца, цинка и меди в гораздо большем количестве, нежели таковые в других регионах.

Поэтому возникла необходимость оптимизации и усовершенствования способов очистки промстоков от токсичных компонентов и их соединений с привлечением в качестве сорбентов - местного сырья - бентонитов.

Методика исследований, основанная на сравнительном анализе, лабораторно-экспериментальных работах и опытно промышленных испытаниях, описана в главе 1.3 диссертации.

Связь темы диссертации с крупными научными программами и основными научно-исследовательскими работами. Настоящая диссертационная работа посвящена разработке оптимальной технологии очистки промстоков ПОФ, за счет использования местного сырья - бентонитов Таганского месторождения ВКО, а также улучшению способов утилизации отработанных сорбентов придав, статус вторичного сырья и добавки для производства кирпичей.

Существенный интерес в улучшении качества , позволяющих достичь наибольшего эффекта в очистке промстоков занимают одно из главных положений привлечение алюмосиликатов - бентонитов, имеющих на территории исследований наибольшее распространение. Но следует признать, что для этих природных минеральных соединений в естественном состоянии свойственна невысокие сорбционные свойства, в связи, с чем необходима дополнительная активация их сорбционных способностей, Это требует постановку экспериментальных работ, направленные на усовершенствование технологии очистки и способов по регенерации и утилизации остатков отработанных сорбентов.

Цели и задачи исследования. Целью данной работы является разработка технологии очистки промстоков от тяжелых металлов за счет использования природных сорбентов - бентонитов, оптимизация и усовершенствование утилизации остатков отработанных сорбентов.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- систематизация, анализ и обобщение фактических материалов по химическому составу поверхностных водоемов;

- изучение промстоков ПОФ на содержание тяжелых металлов -меди, свинца и цинка;

- проведение сопоставительного анализа на экологическую безопасность между характеристиками промстоков ПОФ и рек

протекающих через территории расположения ПОФ;

- типизация поверхностных водоёмов по содержанию тяжелых металлов;

- оптимизация способа активации бентонитов для привлечения в качестве сорбентов при очистке промстоков;

- разработка новой технологии очистки промстоков ПОФ, содержащих цинк, свинец и медь.

- усовершенствование технологии обезвреживания и утилизации остатков отработанных сорбентов - бентонитов выявлением дальнейшего практического использования.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- выявлена идентичность набора и количественного содержания тяжелых металлов в поверхностных водоёмах и промстоках ПОФ;

- выяснено негативное влияние промстоков ПОФ на качество водных ресурсов на основе выявления закономерной связи между характером и степенью их загрязнения тяжелыми металлами;

- обоснована и усовершенствована технология очистки промстоков ПОФ от тяжелых металлов: цинка, свинеца и меди. Составлены уравнения регрессии, учитывающие воздействия всех техногенных факторов по матрице трёх уровнего планирования.

- Выяснено, что между начальной концентрацией тяжелых металлов - меди, свинца и цинка в промстоках, массой и временем контактов сорбента с ними существует прямая связь;

- предложен способ обезвреживания и утилизации остатков отработанных сорбентов, могущий служить основой ресурсосберегающей технологии при добыче и переработке полиметаллического сырья;

Практическая значимость результатов работы заключается в следующем:

- получены кислотно-щелочноактивированные бентониты, обладающие высокой сорбционной емкостью;

- расширена реальная возможность практического использования местного сырья - бентонитов в горнопромышленном секторе РК для очистки промстоков;

- снижается техногенная трансформация окружающей среды, в районах функционирования ПОФ;

- признано преимущество разработанной технологии очистки промстоков ПОФ как контролирующими организациями, так и родственными предприятиями, занимающимися добычей и переработкой полезных ископаемых.

Экономическая значимость полученных результатов. Разработанная технология очистки промстоков от тяжелых металлов природными сорбентами позволяет достичь высокой степени очистки, определяет дальнейшую возможность использования очищенных промстоков в технологических процессах.

Опытно-промышленный регламент очистки промстоков принят производственным объединением «Востокцветмет», состоящий из Березовской и Белоусовской горно-обогатительных фабрик.

По результатам опытно-промышленных испытаний предложены эколого-экономические показатели снижения негативного воздействия ПОФ на окружающую среду.

Реализация работы. Разработаны эколого-технологические схемы снижения негативного прессинга ПОФ на окружающую среду включают очистку их активированными бентонитами через утилизации остатков отработанных сорбентов и внедрение в производство керамических кирпичей.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Полученные сорбенты на основе кислотно-щелочной активации бентонита, имеющие высокую степень дисперсности, обуславливают повышенную гидрофильность. Наличие коллоидно-дисперсных минералов обеспечивают интенсивный выход глинозема и кремнезема и способствуют повышению сорбционной ёмкости бентонита.

2. Природные бентониты, взаимодействуя с водой, в присутствии кислоты и щелочи подвергаются активации путём интенсивного гидролиза, в результате чего минеральная составляющая сорбента переходит в предельно неравновесное состояние, характеризующееся повышенной химической активностью.

3. Остаток, отработанных сорбентов, являющиеся отходом очистки промстоков ПОФ, обезврежены что подтверждено отсутствием свободных гидрооксидов тяжелых металлов хемосорбционно-связанньтх с отрицательно заряженными коллоидными частицами, и становится экологически безопасным и пригодным для использования как строительный материал. ■

Личный вклад соискателя состоит в:

- постановке проблемы, решение которой основано на экспериментальных испытаниях и математического моделирования процесса очистки промстоков ПОФ от тяжелых металлов (Zn2+, Pb2+, Си2+);

- глубокой проработки по литературным источникам предшествующих исследований в данной области; Апробация результатов исследований. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: международной казахстанско-российской научно-практической конференции «Проблемы трансграничного загрязнения территории» (г. Усть-Каменогорск, 2004) и международной научно-технической конференции «Развитие строительного кластера - определяющее направление роста социально- экономической инфраструктуры региона» (г. Усть-Каменогорск, 2006), XII международном научном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2008), конференции «Аби-шевские чтения» (г. Караганды, 2006), конференции «Актуальные проблемы горно-металлургического комплекса Казахстана» (г. Караганды, 2007), конференции «ИНТЕХМЕТ-2008» (г. Санкт-Петербург, 2008), конференции «Динамика исследования - 2008» (г. София, Болгария), конференции «Nauka i inowacja - 2008» («Наука и инновации - 2008», г. Перемышль, Польша).

Также были опубликованы статьи: «Вестник ВКГТУ» №1 (г. Усть-Каменогорск, 2006), «Горный журнал Казахстана» №8 (г. Алматы, 2007), «Вестник ВКГТУ» №4 (г. Усть-Каменогорск, 2008), «Вестник СГУ» №1 (г. Семей, 2010), «Известия вузов», №1, (г. Бишкек, 2011), «Наука и новые технологии», (г. Бишкек, 2010) и получен патент №027004 2011г.

Полнота отражения результатов диссертации в публикациях.

По теме диссертации опубликовано 18 научных статей, в том числе: из которых 3 статьи выпущены в изданиях, рекомендованных ВАК Кыргызской Республики, выдан 1 инновационный патент РК «Сорбент на основе алюминия» в 2011 году.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, 4 главы, заключение, список использованных источников из 106 наименований и 5 приложений, изложена на 176 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 30 рисунками и 60 таблицами.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н. проф. Адрышеву А.К., старшему научному сотруднику Алтайского института геологии и экологии Кравченко М.М. за внимание и помощь в подготовке диссертационной работы.

Особую признательность и благодарность автор выражает к.т.н., доценту Хайруллиной А.А. за предоставленные научные консультации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены основные защищаемые положения,, приводятся методика исследований, определена научная новизна, практическая ценность работы, а также приведены публикации, апробация результатов и кратко излагается структура диссертации.

В первой главе «Промстоки ПОФ и окружающая среда» дано подробное описание последствий влияния горно-обогатительных комплексов на изменение качества поверхностных вод, в которых присутствие тяжелых металлов - меди, свинеца и цинка в повышенных концентрациях обязано как промстокам, так и отвалам вскрышных пород, и дренажным водам хвостохранилищ.

Приведена изученность данного вопроса на основе глубокой проработки опыта во всем мире по существующим литературным источникам и по достижениям степени очистки действующих технологий горнопро-мышленных комплексов.

На территории исследований практически все ПОФ расположены в зонах наиболее развитой речной сети, активно способствующей проникновению токсичных элементов содержащихся в промстоках, в реки. В них основные механические примеси представлены тонкодисперсной взвесью растворенной руды, содержащей ионы цинка, свинца и меди, а также флотореагенты. Например, в промстоках ПОФ, обнаруженные (в %) остаточные флотореагенты и водорастворимые рудные соли в количестве 60, ионы тяжелых металлов - цинка, свинца и меди - 30 и мелкодисперсной взвеси около 10, прослеживаются в поверхностных водах, протекающих через зоны ПОФ.

Необходимо подчеркнуть, что наиболее насыщены вышеназванными тяжелыми металлами сливы промстоков со сгустителей.

Поэтому с учётом индекса загрязненности вод (ИЗВ) оценены

качество и класс вод в различных водных объектов, в результате чего выявлен временный ход динамики их изменения, из которого следует, что шахтные воды действующих рудников и дренажные воды отвалов соответствуют классам загрязнений, варьирующихся от «очень грязного» до «чрезвычайно грязного».

При этом выяснили, что наибольшее загрязнение тяжелыми металлами характерно для р. Красноярка, которая в р. Иртыш впадает в районе расположения Березовской ЛОФ. Как видно из рис. 1 их динамики загрязненности, в 2007 году оценивается как «чрезвычайно грязное».

ИЗВ

.2004 2005 2006 2007 2008 годы

ж ИЗВ

» Каасс качества воды

Рис. 1 - Динамика индекса загрязненности и класса качества воды р. Красноярки в районе Березовской ПОФ.

Следует подчеркнуть, что в р. Глубочанка сбрасываются условно-очищенные воды Белоусовской ПОФ и Иртышского медеплавильного завода, включая их отвальных хозяйств, тогда как в низовьях р. Бухтарма можно четко проследить негативные последствия деятельности Зыряновского горно-обогатительного комплекса. Такая же экологическая обстановка доминирует в поверхностных водах р. Уба, являющейся притоком р. Ульба, за счет прессинга воздействия дренажных вод отвала и подземных выработок Тишинского рудника.

Таким образом, основными источниками загрязнения притоков р. Иртыш, - Красноярка, Глубочанка, Бухтарма, Ульба, Березовка являются промстоки ПОФ.

В настоящее время для очистки их, которых во всем мире все большее применение находят природные сорбенты - тонкодисперсные глины. Использование природных минеральных соединений обусловлено их высокой сорбционной ёмкостью, дешевизной и доступностью добычи.

Во второй главе «Природные сорбенты-бентониты и их сорбционные свойства» приведены сведения о них, основанные на результатах физико-химического исследования, с освещением механизмов сорбции тяжелых металлов из промстоков ПОФ.

Нами в качестве природных сорбентов приняты бентониты Таганского месторождения, которые в соответствии с геотехнической классификацией разделены на шесть литологических горизонтов, различающиеся по гранулометрическому составу, что в конечном итоге приводит к неоднородной дисперсности -основному показателю оценки их качества практического использования:

- «почвенные глины», насыщенные гумусом, водорастворимыми соединениями железа, кремнезема.

- «геохимический барьер», состоящий из карбонатов кальция, магния и минералов опала и цеолита;

- «восковидные» щелочные бентониты, залегающие непосредственно под карбонатно-щелочноземельным барьером -бентонитом 11-го горизонта;

- «пятнистые» глины, насыщенные скоплениями минералов ферриярозита и псиломелана;

- «материнские» глины монтмориллонитовые и монтморил-лонит-каолинит-галлуазитовые, где верхняя часть, имеющая мощность от 1 до 2,5 м насыщена водорастворимыми органическими соединениями, вследствие чего приобретают черные разновидности.

- пестроцветные глины с прослоями кварц-полевошпатового разнозернистого песка.

В результате проведенных нами исследований, основанных на учёте щелочных свойств установлено соответствие его качества к требованиям щелочных реагентов с содержанием активного геля кремневой кислоты-опала. С учетом этого вышеназванный бентонит использован для щелочной активации и повышения рН

среды от 2 до 7,5. Химический состав этого бентонита представлен в табл.1

Таблица 1

Химический состав бентонита 11 горизонта Таганского месторождения

Химические элементы 8І02 ТЮз А12Оз Ре203 СаО МцО К20 Ыа20 С

Процентное содержание, % 6,72 0,1 2,24 2,05 82,51 2,24 0,1 0,1 6,27

В третьей главе «Лабораторно экспериментальные и опытно-промышленные исследования по разработке технологии очистки промстоков ПОФ освещены режим проведения экспериментов с использованием бентонита в естественном состоянии и приведён ход испытаний. Результатами опытов доказано, что наибольшая очистка природными сорбентами в естественном состоянии составляет 65-75%.

В исследованиях для сравнения использованы модельные 10% растворы тяжелых металлов - 7,п \ РЬ2+, Си2+ и натурные промстоки Березовской ПОФ, а эксперименты очистки промстоков проводились в статических условиях при РН колеблющихся, от 7 до 8,5.

Известные способы очистки промстоков от тяжелых металлов, проводимые с использованием бентонита без активации, композита флокулянт- «Магнофлок 10» и бентонита, а также термически активированного бентонита, не обеспечивают достижения уровня ПДК для водоёмов рыбохозяйственного назначения, в связи с чем разработка новой технологии за счет кислотной активации бентонита приобрела производственную необходимость..

Для оценки существующих способов очистки промстоков и выбора среди них эффективного способа нами изучались два способа кислотной активации бентонитов. Первый - известный заключается в том, что наибольшую степень очистки можно достичь при использовании кислотно-активированного бентонита 14 горизонта, нейтрализацией аммияком с промывкой от

аммонийных солей дистиллированной водой. Технология такой кислотной активации бентонитов обеспечивает существенное повышение их сорбционной ёмкости за счет вытеснения щелочных и щелочноземельных металлов, причем очистка по результатам эксперимента по цинку составила до 74,1 % по цинку, а по меди 75% и по свинцу 71 %.

Второй, предлагаемый нами способ включает кислотную активацию 20%-й серной кислотой и щелочной нейтрализацией водной суспензией щелочного бентонита.

По этому способу технология получения алюмосиликатных поглотителей повышенной сорбционной емкости включает обработку в нормальных условиях бентонита кислыми реагентами, в качестве которого используют растворы 20%-ной серной кислоты, а как щелочной реагент выступает водная суспензия экспериментального бентонита. В отличие от первого способа второй является менее трудоёмким, самое главное степень их очистки от тяжелых металлов составляет более 95-98%.

Кислотно-щелочноактивированный бентонит готовится следующим образом: к 150-170 г.- материнских глин естественного состояния добавляют 100 мл. 20%-ной серной кислоты; а для достижения наибольшей кислотной активации их оставляют на 24 часа; для подготовки водной суспензии бентонита 150- 170 г. щелочного бентонита заливают 100 мл. дистиллированной водой; к водной суспензии добавляют кислотноактивированный бентонит из «материнских глин» для достижения щелочной активации сорбента с величиной рН 7,5-8,5.

Полученный кислотно-щелочноактивированный сорбент в виде суспензии имеет влажность 70-80%, а как паста - 35-40%.

На рис.2 представлена описанная схема приготовления кислотно-щелочноактивированного сорбента.

Рис. 2 - Технологическая схема приготовления кислотно-щелочноактивированного сорбента

Аппаратурное обеспечение очистки промстоков ПОФ вышеописанными сорбентами включает: подачу сточных вод в адсорбер; контакт промстоков в адсорбере с сорбентом; отделение очищенной воды и вывод ее из адсорбента; вывод отработанного адсорбента с утилизацией или регенерацией его; загрузка в адсорбер чистого адсорбента.

В проводимых нами исследованиях очистка промстоков ПОФ проводилась кислотно-щелочноактивированными бентонитами полученными в виде пасты и суспензии по схеме, приведенной на рис. 2.

В опытно промышленных испытаниях был использован прометок с общим содержанием тяжелых металлов 7,5 мг / литр. Нами проведены серии опытов по очистке промстоков от тяжелых металлов (Си2+, РЬ2+, 2п2+), где масса сорбентов была принята 40 . Результаты проведенных экспериментов приведены в табл. 2

Таблица 2

Активация бентонита 20% серной кислотой и нейтрализацией водной _суспензией бентонита 11 горизонта__

Сорбент Концентрация Си2\ з мг/дм Степень очистки а, % Концентрация РЬ2+, мг/дм3 Степень очистки а, % Концентрация гп2+, з мг/дм Степень очистки а, %

с г ^ост Сисх г 'ОСТ с ^исх с

14 горизонт 3,5 0,001 99,97 2,1 0,1 95,24 1,9 0,01 99,47

13 горизонт 3,5 0,001 99,97 2,1 0,1 95,24 1,9 0,01 99,47

В четвертой главе «Утилизация остатков отработанных сорбентов и оценка эколого-экономическая эффективности очищения промстоков с применением активированных алюмосиликатных сорбентов - бентонитов» рассмотрен способ их утилизации для внедрения в производство керамического кирпича.

Пределы прочности образцов цилиндров керамического кирпича определены испытаниями на сжатие, а их экологическая безопасность на масс-спектрометре с определением содержания тяжелых металлов в остатках отработанных сорбентов и в образцах керамического кирпича. Конечные результаты анализа образцов остатков отработанного сорбента дали следующие показатели (в % от общей массы): меди - 0,01, цинка - 0,02, свинца - 0,008, а их вытяжки дистиллированной водой содержащие тяжелые металлы в следующем количестве (мкг/дм3): по меди -0,658, по цинку — 0,971, по свинцу - 4,48, что допустимо по санитарным нормам содержания тяжелых металлов в строительных материалах.

Остаток перед добавлением в производство керамического кирпича (влажность 60-70%) высушивается при температуре 150180°С и добавляется в виде порошка.

Также выяснилось, что при использовании шамота-отощителя в составах опытных образцов вместо песка, исключается образование трещин и тем самым увеличивается предел прочности на сжатие (рис. 3).

р

I

§ 1 а 3

е

Г

5

1.5 +■ 1

0,5 0

□ бе1} применения

шамот И с применением

Ш.ШОГ.1

3

11 1Л 15

содержание ГОВДНЯ. °0 Рис. 3 - Значения предела прочности на сжатие полученных образцов цилиндров керамических кирпичей полученных с добавлением остатков отработанных сорбентов

Испытания на сжатие образцов проведены в двух вариантах: в первом случае с использованием песка и остатков отработанных сорбентов; во втором случае с применением шамота — отощителя вместо песка. В каждом случае при добавлении остатка отработанных сорбентов в качестве добавки в количестве- 3%, 5%, 7%, 9%, 11%, 13%, 15% от веса глины. По полученным результатам испытаний предела прочности на сжатие, также проведенными нами испытаниями на растяжение и морозостойкость можно сделать вывод, что согласно ГОСТ 530-2007 образцы соответствуют марке кирпича М-200.

Остатки отработанных сорбентов после очистки промстоков ПОФ от тяжелых металлов -2п2+, РЬ2+, Си2+ рекомендуется использовать в качестве добавки в количестве 10% от общей массы глины для приготовления керамического кирпича.

На основании анализа технологических схем очистки промстоков от 2п2+, РЬ2', Си2+ было произведено эколого-эконо-мическое сравнение: схема удаления тяжелых металлов - 2п1+, РЬ2+, Си2+ из промстоков традиционным методом - нейтрализацией известью и схема удаления тяжелых металлов - 2п2+, РЬ2+, Си2+ -предлагаемый нами способ, сорбционной технологией с исполь-

зованием кислотно-щелочноактивированных сорбентов - бентонитов Таганского месторождения.

Годовой экономический эффект от внедрения рекомендуемой технологической схемы очистки промстоков от тяжелых металлов (Си2+, РЬ2+) составляет 395371,74 тенге.

Нами предложены пути решения актуальной задачи уменьшения загрязнения поверхностных водоемов тяжелыми металлами заключающейся, в очистке промышленных стоков до уровня предельно допустимого сброса активированными сорбентами.

Остаток после очистки промышленных стоков кислотно-щелочноактивированными бентонитами утилизируется в производство керамического кирпича и относится к ресурсосберегающей и безотходной технологие.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе результатов проведенных исследований, сделаны следующие выводы:

1. Определен характер промстоков ПОФ и указаны их негативное воздействие на окружающую среду. Качество поверхностных вод региона оценено путём расчета индекса загрязненности вод.

Глубоко проанализированы современные методы очистки промстоков ПОФ. Во многих странах перспективным для повышения качества очистки промстоков ПОФ от тяжелых металлов является сочетание традиционных - реагентных способов с сорбционными свойствами природных минеральных соединений.

2. Изучены физико-химических свойств бентонитов Таганского месторождения ВКО. Обоснована реальность использования активированных бентонитов как наиболее приемлемых для очистки промстоков ПОФ от тяжелых металлов. Выявлены среди природных сорбентов наиболее перспективные для для очистки;

Разработан способ производства эффективных сорбентов из бентонитов в виде пасты и суспензии путем кислотно-щелочной активации. Приведена технологическая схема приготовления такого сорбента.

3. Усовершенствована технологическая схема очистки промстоков ПОФ с использованием кислотно - шелочноактивированных бентонитов, у которой оптимальный режим очистки базируется на данных математического моделирования.

Разработаны способы обезвреживания и утилизации остатков отработанных сорбентов после очистки промышленных стоков от

тяжелых металлов -2п2\ РЬ2+, Си2+, и предложены пути дальнейшего применения в производстве строительных материалов.

4. Эколого-экономическая оценка эффективности разработанной сорбционной технологии очистки от тяжелых металлов -Ъа , РЬ2+, Си2+ кислотно-щелочноактивированными бентонитами обоснована путем сравнительного анализа полученных значений с данными существующих широко действующих спосов очистки с помощью извести.

Годовая экономическоя эффективность от внедрения нашей технологии очистки составияет 395371,74 теше в год, что в 6 раз превышает, чем выгода от существующей технологии.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Узденбаева, Ж.К. Мониторинг безопасной эксплуатации хвостовых хозяйств предприятий цветной металлургии Восточно-Казахстанской области. Тезисы докладов международной конференции [Текст] / Ж.К. Узденбаева, М,Касейн-улы // Тезисы докладов Теоретические и экспериментальные исследования строительных конструкций». - Алматы, 2004. - С. 18-22.

2 Узденбаева, Ж.К. Трансграничные загрязнения поверхностных вод отходами обогатительных фабрик цветной металлургии [Текст] / Ж.К. Узденбаева // Материалы международной казах-станско-российской научно-практической конференции «Проблемы трансграничного загрязнений территорий». ВКГТУ им. Д.Серик-баева. - Усть-Каменогорск, 5-6 октября 2004 г., часть 1 - С. 123-126.

3 Узденбаева, Ж.К., Очистка сточных вод и оборотное водоснабжение обогатительных фабрик цветной металлургии [ Текст] / Ж.К. Узденбаева, А.К Адрышев // Вестник ВКГТУ им. Д.Серик-баева. - Усть-Каменогорск, 2006, №1. - С. 74-77.

4 Узденбаева, Ж.К. Экологическое воздействие предприятий цветной металлургии на окружающую среду [Текст] Ж.К Узденбаева //Абишевские чтения «Жидкость на границе раздела фаз, теория и практика» - Караганда, 18-19 мая 2006 г.- С. 405-409.

5 Узденбаева, Ж.К. Геоэкологические аспекты оптимизации работы очистных сооружений ГОК. [Текст] / ,Ж.К Узденбаева // Тезисы докл. международной научно-технической конференции «Развитие строительного кластера - определяющее направление роста социально-экономической инфраструктуры региона». - Усть-Каменогорск, 2006. - С. 277-280.

6 Узденбаева, Ж.К., Применение бентонитов для очистки

промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик[Текст] / Ж.К Узденбаева // Горный журнал Казахстана. -Алматы, 2007, №8. - С. 20-22.

7 Узденбаева, Ж.К. Использование сорбентов - основа ресурсосберегающих методов очистки сточных вод.[Текст] / Ж.К Узденбаева, А.К. Адрышев // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы горно-металлургического комплексам Казахстана». - Караганды, 2007. - С. 458-460.

8 Узденбаева, Ж.К. Теоретические основы хемосорбционной технологии очистки промышленных сточных вод полиметаллических обогатительных фабрик. [Текст] / Ж.К. Узденбаева // Труды XII международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр», Томский политехнический университет. - Томск, 14-18 апреля 2008 г. - С. 792-793.

9 Адрышев, А.К. Очистка промышленных сточных вод полиметаллических обогатительных фабрик природными сорбентами бентонитами Таганского месторождения [Текст] / А.К. Адрышев, Ж.К. Узденбаева // Материалы международной научно-практической конференции «ИНТЕХМЕТ-2008». - Санкт-Петербург, 2008. - С. 108109.

10 Адрышев, А.К. Экологическое воздействие предприятий цветной металлургии на окружающую среду [Текст] / А.К Адрышев, Ж.К Узденбаева // Материалы Интернет- конференции «Динамика изследвания - 2008», том 23. - София (Болгария), 2008. - С. 54-60

11 Адрышев, А.К. Основы создания ресурсосберегающих технологий очистки сточных вод полиметаллических обогатительных фабрик. [Текст] / А.К. Адрышев, В.П. Колпакова, Ж.К. Узденбаева // Материалы Интернет-конференция «Nauka i inowacja - 2008» («Наука и инновации - 2008»), том 10, сборник «rolnictwo, ekologia, geografía i geología» (сельское хозяйство, экология, география и геология), издательство «nauka i studia». - Перемышль (Польша), 7-15 октября2008г.-С. 37-40.

12 Адрышев, А.К. Способы активации природных сорбентов -бентонитов и цеолитовых туфов Таганского месторождения Южного Призайсанья. [Текст] / А.К. Адрышев, М.М. Кравченко, Ж.К. Узденбаева // Материалы Интернет-конференция «Nauka i inowacja -2008» («Наука и инновации - 2008»), том 10, сборник «rolnictwo, ekologia, geografía i geología» (сельское хозяйство, экология, география и геология), издательство «nauka i studia». - Перемышль

(Польша), 7-15 октября 2008 г. - С. 31-36.

13 Кравченко, М.М. Бентониты и цеолитовые туфы -эффективные сорбенты для очистки промышленных сточных вод полиметаллических обогатительных фабрик [Текст] / М.М. Кравченко. А.К. Адрышев., Ж.К. Узденбаева // Вестник ВКГТУ им. Д.Серикбаева. - Усть-Каменогорск, 2008, №4. - С. 102-107

14 Узденбаева Ж.К. Технология получения высокоэффективных алюмосиликатных сорбентов [Текст] / Ж.К. Узденбаева // Вестник СГУ им. Шакарима. - Семей, 2010, №1. -С. 32-34.

15 Узденбаева, Ж.К. Геохимические нагрузки промстоков полиметаллических обогатительных фабрик на водную среду и методы их минимизации. [Текст] / Ж.К. Узденбаева // «Известия вузов» - Бишкек, 2011, № 1. - С. 47-51.

16 Узденбаева, Ж.К. Использование алюмосиликатов -бентонитов для очистки промстоков полиметаллических обогатительных фабрик [Текст] / Ж.К.Узденбаева // «Наука и новые технологии» - Бишкек, 2011, №1. -С. 69-72.

17 Узденбаева, Ж.К. Утилизация осадков промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик и эколого -экономическая оценка эффективности применения активированных бентонитов для очистки промстоков [Текст] / Ж.К. Узденбаева // «Наука и новые технологии» - Бишкек, 2011, №1. - С. 75-79.

18 Узденбаева, Ж.К., Адрышев А.К., Хайруллина A.A., Кравченко М.М. Сорбент на основе соединений алюминия. Инновационный патент на изо-бретение [Текст] / Ж.К. Узденбаева, А.К., Адрышев, A.A., Хайруллина М.М Кравченко // Уведомление №027004 от 25.10.2011 собственности Министерства юстиции республики Казахстан.

Узденбаева Жанат Казкеновнанын "Полиметалл байытуучу фабрикалардын внвр жай агындыларын табигый сорбенттер менен тазалоонун технологиясын иштеп чыгуу" диссерта-циясына

РЕЗЮМЕ

Туйуидуу свздвр: енержай агындылары, табигый сорбенттер, тазалоо даражасы, оор металлдар, утилдештируу-

Изилдоонун объектти: внор жай агындыларын оор металл-дардан тазалоо, тазалоо технологиясын иштеп чыгуу. Табигый сорбентгерди активдештируу. Чогундулерду курулуш материал-дарын чыгарууга кайра пайдалануу.

Изилдоонунметоддору: анализдин атомдук-адсорбциялык, рентгенофазалык, эколого-экономикалык методдору жана курчап турган чейрену булгоону азайтуу боюнча азыркы ыкмаларга баа беруу.

Алынган натыйжалар жана алардын жацыльпы: Алгачкы жолу табигый сорбентгер-бентониттердин негизинде суспензия жана паста турундвгу кислоталык -щелочтук активдештирилген сорбенттер алынган. Оор металлдарды камтыган онер жай агындыларын тазалоонун технологиясы еркундетулген. ©нор жайлык агындылар-ды кислоталык -щелочтук активдештирилген сорбенттер менен тазалагандан кийинки зыянсыздантууга жана утилдештирууго геоэкологиялык жана физикалык-химиялык негиздеме берилген.

Колдонуу чвйресу: табигый сорбенттер байытуучу фабрикалардын енер жайлык агындьшарын оор металлдардан: жез, корго-шун, цинктен тазалоодо пайдаланылат. Диссертациялык иште иште-лип чыккан кислоталык-щелочтук активдештирилген формалар сорбциялык сыйымдуулуктарды жогорулатуу учун колдонулат.

РЕЗЮМЕ

диссертации Узденбаевой Жанат Казкеновны «Разработка технологии очистки промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик природными сорбентами»

Ключевые слова: промышленные стоки, природные сорбенты, степень очистки, тяжелые металлы, утилизация

Объект исследования: Очистка промышленных стоков от тяжелых металлов, разработка технологии очистки. Активация природных сорбентов, Утилизация остатков отработанных сорбентов в производство строительных материалов.

Методы исследования: атомно-адсорбционный, рентгенофазо-вый, Полученные результаты и их новизна: впервые получены кислотно-щелочноактивированные сорбенты в виде суспензии и пасты на основе природных сорбентов- бентонитов. Усовершенствована технология очистки промышленных стоков содержащих тяжелые металлы. Дано геоэкологическое и физико-химическое обоснование обезвреживания и утилизации остатков отработанных сорбентов после очистки промышленных стоков кислотно-щелочноактивированными бентонитами.

Область применения: природные сорбенты применяются для очистки промышленных стоков полиметаллических обогатительных фабрик от тяжелых металлов: меди, свинца, цинка. Кислотно-щелочноактивированные формы разработанные в диссертационной работе применяются для повышения сорбционной ёмкости.

THE SUMMARY

of Uzdenbaeva Zhanat Kazkenovna's dissertation «Working out of purification technology for sewage of polymetallic dressing-works using natural sorbents»

Keywords; sewage, natural sorbents, purification degree, heavy metals, recycling

Research object: Sewage purification from heavy metals, working out of purification technology. Natural sorbents activation, sediment

utilization to building materials.

Research methods: atomic absorption analysis, X-ray and phase analysis, ecology and economy based new methods and estimation of existing ones, which can reduce environmental pollution.

Results and novelty: During research work was generated for a first time in the world acid and alkaline activated sorbents in the suspension and dough forms based on natural sorbents-bentonites. Improved purification technique for a sewage containing heavy metals. There is geoecological and physical and chemical substantiation of sediment neutralisation and utilizing after sewage purification using acid and alkaline activated sorbents.

Application range: Natural sorbents are applied to sewage purification on polymetallic dressing-works plants from heavy metals, they are copper, lead, zinc, acid and alkaline activated forms developed in dissertational research are applied to sorptive capacity increase.

Подписано к печати 24.01.2012 г. Формат 60X84 1/16. Бумага офсет. Печать офсет. Объем. 1,5 п.л. г. Бишкек, ул. Раззакова, 49. ЧП «Сарыбаев Т.Т.» т. 62-67-76 e-mail: talant550@gmail.com