Личный кабинет 
Перспективные технологии обезвреживания отходов гидрометаллургической переработки
Ольберг Е.П., старший научный сотрудник отдела охраны окружающей среды АО "Иргиредмет"
Петров С.В., начальник отдела охраны окружающей среды АО "Иргиредмет", канд. техн. наук
Непомнящих М.П., ведущий научный сотрудник отдела охраны окружающей среды АО "Иргиредмет", канд. биол. наук
Бывальцев А.В., ведущий научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии АО "Иргиредмет", канд. техн. наук
Чикин А.Ю., д-р. техн. наук, профессор ФГБОУ ВО "Иркутский государственный университет"
Поиск технологических решений по обезвреживанию хвостов – важная задача природоохранной деятельности предприятия. Отделом охраны окружающей среды АО "Иргиредмет" разрабатываются и внедряются новые перспективные технологии, способные составить конкуренцию традиционным методам.
В настоящее время для детоксикации хвостов цианирования, образующихся в результате гидрометаллургического передела, в основном применяется метод хлорирования. Используемый с этой целью гипохлорит кальция является эффективным окислителем токсичных соединений, которые в значительном количестве присутствуют в хвостах. При этом отмечается вторичное загрязнение обезвреженных отходов кальцием и хлоридами. Балластные соединения снижают экологический эффект детоксикации, а также приводят к образованию коррозийно-агрессивных вод и уменьшают возможность использования вод в оборотном водоснабжении.
Поиск и опробование технологических решений по обезвреживанию хвостов гидрометаллургической переработки является важной задачей природоохранной деятельности предприятия. Отделом охраны окружающей среды АО "Иргиредмет" разрабатываются и внедряются новые перспективные технологии, способные составить конкуренцию традиционным методам не только по эффективности обезвреживания и экологичности, но и экономичности.
На сегодняшний день в АО "Иргиредмет" протестированы и опробованы такие перспективные технологии, как озонирование, пероксидирование, Каро-метод, ионный обмен, микробиологическая очистка.
Представленные технологии использовали при проведении изысканий способов обезвреживания процианированных хвостов обогащения руд одного из месторождений Республики Башкортостан с целью снижения операционных затрат.
Основными токсичными соединениями жидкой фазы хвостов выступали тиоцианаты (табл. 1). В ходе работ были определены несколько технологий, пригодных для детоксикации отходов:
- Вариант 1: противоточная декантационная отмывка (ПДО) хвостов и обезвреживание образующихся промвод методом хлорирования.
- Вариант 2: прямое озонирование хвостовой пульпы.
- Вариант 3: ПДО хвостов и обезвреживание образующихся промвод методом озонирования.
- Вариант 4: ПДО хвостов и обезвреживание образующихся промвод методом пероксидирования.
- Вариант 5: ионообменное обезвреживание хвостовой пульпы.
- Вариант 6: ПДО хвостов и обезвреживание образующихся промвод кислотой Каро.
Таблица 1. Химический состав жидкой фазы хвостов цианирования до и после детоксикации
|
Определяемые компоненты |
Исходный состав |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 |
|
Концентрация, мг/л |
|||||||
|
Кальций |
850,0 |
2025,0 |
120,0 |
788,0 |
144,0 |
1130 |
570,0 |
|
Магний |
˂ 0,2 |
˂ 0,2 |
˂ 0,2 |
˂ 0,2 |
0,22 |
0,321 |
8,1 |
|
Хлориды |
108,0 |
3124,0 |
108,0 |
118,0 |
41,9 |
1850,0 |
13,5 |
|
Сульфаты |
2150,0 |
1628,0 |
7203,0 |
3344,0 |
524,0 |
735,0 |
920,0 |
|
Цианиды |
˂ 0,02 |
˂ 0,02 |
0,34 |
0,07 |
- |
0,15 |
˂ 0,02 |
|
Тиоцианаты |
134,6 |
0,13 |
0,213 |
0,2 |
0,26 |
||
|
Алюминий |
˂ 0,02 |
˂ 0,02 |
0,34 |
˂ 0,02 |
0,032 |
0,109 |
˂ 0,02 |
|
Мышьяк |
0,094 |
0,067 |
0,213 |
<0,01 |
0,018 |
<0,01 |
˂ 0,01 |
|
Кадмий |
<0,005 |
<0,005 |
0,163 |
<0,005 |
<0,005 |
<0,005 |
˂ 0,005 |
|
Кобальт |
0,0134 |
˂ 0,005 |
˂ 0,005 |
<0,005 |
0,057 |
<0,005 |
˂ 0,005 |
|
Медь |
7,3 |
0,01 |
˂ 0,005 |
0,01 |
3,37 |
0,016 |
˂ 0,005 |
|
Железо |
<0,05 |
0,247 |
0,017 |
0,159 |
<0,05 |
<0,05 |
0,79 |
|
Марганец |
<0,005 |
<0,005 |
0,192 |
<0,005 |
0,034 |
<0,005 |
<0,005 |
|
Никель |
<0,005 |
0,037 |
<0,005 |
<0,005 |
0,051 |
<0,005 |
˂ 0,005 |
|
Свинец |
<0,005 |
<0,005 |
<0,005 |
<0,005 |
<0,005 |
<0,005 |
0,019 |
|
Сурьма |
<0,005 |
0,018 |
0,012 |
0,02 |
<0,005 |
0,014 |
0,007 |
|
Цинк |
0,039 |
0,027 |
<0,005 |
<0,005 |
0,067 |
<0,02 |
˂ 0,01 |
По данным проведенных лабораторных исследований, глубина удаления основных токсичных примесей из хвостов цианирования – тиоцианатов – для всех вариантов практически идентична (табл. 1). Однако с точки зрения общего качества очистки более предпочтительным является метод, включающий озонирование. При обработке озоном вторичное загрязнение продуктами распада реагентов, в первую очередь хлоридами, не происходит.
Технико-экономическое сравнение вариантов технологий обезвреживания хвостов цианирования по укрупненным показателям позволило определить экономически целесообразную технологию. Основным критерием оценки технических решений являлись эксплуатационные (операционные) затраты (рис. 1).
Рисунок 1. Эксплуатационные затраты
Эксплуатационные затраты по Варианту 1 – ПДО хвостов и обезвреживание образующихся промвод методом хлорирования – составили 226,63 руб./т, при этом не учтены склады и дополнительные издержки на логистику и транспортировку. Основную долю операционных расходов составляют реагенты. Потребляемая мощность оценена на уровне 1,1 мВт.
Конкурирует по эксплуатационным затратам с хлорированием Вариант 3 – ПДО хвостов и обезвреживание образующихся промвод методом озонирования. Расходы в данном случае в основном представлены затратами на электроэнергию и амортизацией оборудования (рис. 2).
Рисунок 2. Структура эксплуатационных затрат
Вариант 3 требует меньших эксплуатационных затрат: минимальные операционные расходы на него составили 137,47 руб./т. Также реализация данной технологии требует наличия свободных мощностей (электроэнергии) не менее 5,2 мВт.
Таким образом, косвенный метод обезвреживания, включающий декантационную отмывку хвостов и последующее обезвреживание образующихся промвод методом озонирования, является более перспективным и экономически выгодным по сравнению с ПДО и обезвреживанием промвод хлорированием.