Гірничодобувні підприємства мають істотний негативний вплив на водні об'єкти. Його наслідком є постійне скорочення запасів і погіршення якості водних ресурсів, внаслідок відкачування та скиду неочищених шахтних і кар'єрних вод у поверхневі водойми. Найбільш негативно на поверхневі водні об'єкти впливає скид у величезній кількості мінералізованих шахтних вод.
Метою роботи є розробка технології комплексної переробки високомінералізованих шахтних вод з отриманням знесоленої води та товарних мінеральних продуктів, що можуть використовуватися в якості цінної сировини на потреби народного господарства.
При розробці технології очищення мінералізованих стічних вод найбільші складнощі викликають процеси демінералізації. Аналіз існуючих способів знесолення показав, що не всі методи придатні для демінералізації шахтних вод із високим вмістом солей та/чи з великим обсягом шахтних вод. Тому з усіх відомих способів знесолення води єдиним доцільним методом є зворотний осмос в поєднанні з випарюванням та кристалізацією. Технологічний процес очищення мінералізованих шахтних вод включає наступні основні стадії:
- прийом і усереднення вихідних шахтних вод;
- реагентне вапняно-содове пом'якшення й освітлення шахтної води, що очищується, з відділенням суспензій, що утворюються, відстоюванням і додатковою фільтрацією на зернистих фільтрах;
- мембранне знесолення шахтних вод з попереднім коригуванням рН;
- обробка концентрату зворотного осмосу випарюванням на випарному блоці;
- концентрування насиченого розсолу після випарного блоку в вакуум-кристалізаторі;
- центрифугування суспензії кристалічних солей (хлориду натрію);
- досушування кристалічних солей (хлориду натрію) до вологості 15-20%.
Запропонована технологія комплексної переробки високомінералізованих шахтних вод представлена на рис. 1.
Рис. 1. Технологія комплексної переробки високомінералізованих шахтних вод гірничодобувних підприємств
1 – ставок-накопичувач шахтних вод; 2 – контактний освітлювач; 3 – фільтрпрес шламу коагуляції; 4 – двошаровий фільтр з зернистим завантаженням; 5 – декарбонізатор; 6 – установка зворотного осмосу; 7 – випарна установка; 8 – освітлювач для осадження кристалів сульфату кальцію; 9 – кристалізатор; 10 – центрифуга для зневоднення сольового шламу; 11 – сушарка
В процесі попереднього очищення шахтних вод у контактних освітлювачах зі стоків видаляються завислі та колоїдні речовини, сполуки кальцію та магнію, що будуть зосереджені у фракції шламу. Зазначений шлам після ущільнення та фільтрування на фільтрпресі може використовуватися в якості сировини для виготовлення цементу та інших будівельних сумішей.
При зворотному осмосі приблизно три чверті витрат рідини, що надходить на знесолення, перетворюються на демінералізовану воду. Приймаємо, що на виході з установки зворотного осмосу утворюється приблизно 70% знесоленої води та 30% висококонцентрованого сольового розчину.
Отриманий високомінералізований розсіл надходить на останній етап процесу знесолення – випаровування/кристалізація, під час якого приблизно 93,5% витрат висококонцентрованого сольового розчину перетворюються на демінералізовану воду. Отже, на виході з вакуум-кристалізатора утворюється приблизно 28% демінералізованої води та 2% твердого соляного продукту.
Отриманий в процесі комплексної переробки продукт являє собою суміш мінеральних солей, в основному хлориду натрію, який в подальшому може використовуватися в якості реагенту для пом’якшення води або в комунальному господарстві в якості технічної солі.
Крім того, сульфат кальцію, що виділяється з концентрованого сольового розчину після випарювання в освітлювачі, може використовуватися в подальшому в будівництві для виготовлення сухої штукатурки, плит і панелей для перегородок тощо. Також він може застосовуватися в медицині для виготовлення гіпсових пов’язок, що забезпечують фіксацію окремих частин тіла, та в мистецтві, переважно в скульптурі та архітектурі.
Таким чином, після комплексної переробки високомінералізованих шахтних вод за запропонованою технологією буде отримано приблизно 98% знесоленої води та близько 2% твердого соляного продукту. Отже, запропонована технологія переробки високомінералізованих шахтних вод може вважатися практично безвідходною, оскільки всі домішки вилучаються з води у вигляді цінної сировини.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter