Отходы процессов обогащения полезных ископаемых

Введение

В настоящее время, данная тема, актуальна тем, что к основным обогатительным процессам причисляются такие физические и физико-химические процессы разделения минералов, при которых полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода - в хвосты. Процессы разделения минералов при обогащении полезных ископаемых весьма многочисленны и систематизируются по их принадлежности к тому или иному методу обогащения, разделительному признаку, характеру разделяющих сил и конструктивному исполнению аппаратов.
К вспомогательным процессам причисляются процессы обезвоживания продуктов обогащения (путем их сгущения, фильтрования и сушки) для доведения их влажности до определенной нормы или для получения оборотной воды; процессы облагораживания продуктов и подготовки их к металлургическому или химическому переделу (агломерация, окомкование, брикетирование и др.).
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых случается большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. В результате этого выражается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое влияние влечет за собой негативные последствия.
На современном этапе общественного развития горнодобывающая деятельность причисляется к одним из самых воздействующих на состояние природной среды занятий человечества.
Введенные или располагаемые к вводу в эксплуатацию горнодобывающие предприятия, с экологической точки зрения, являются существенными источниками нарушения и загрязнения всех элементов биосферы. В связи с этим оценка и прогноз степени их влияния на окружающую среду обнаруживаются весьма актуальными и необходимыми, поскольку разрешают заранее разрабатывать эффективные природоохранные мероприятия, чтобы не нанести непоправимый ущерб экологии. Поскольку человечество на сегодняшний день не может обойтись без добычи и переработки полезных ископаемых в высоких объёмах, то задачей горной экологии возникает предельное уменьшение влияния процессов их добычи на окружающую среду, что имеет значительное значение для обеспечения безопасности жизнедеятельности.
Влияние деятельности чрезвычайно многообразно по формам своего проявления. Помимо количественного сокращения продуктивных земельных площадей вследствие изъятия их из народнохозяйственного оборота при эксплуатации горнодобывающих предприятий происходит существенное изменение структуры и состава поверхностного слоя земной коры, повергающее нередко к полной или частичной потере плодородия земельных угодий.
Предметом и объектом данной работы являются отходы процессов обогащения полезных ископаемых.
Цель и задачи работы рассмотреть и изучить: классификацию методов и процессов обогащения; основные обогатительные процессы; вспомогательные процессы, воздействие отходов обогащения полезных ископаемых на окружающую среду; методы уменьшения воздействия отходов полезных ископаемых на окружающую среду; загрязняющее действие деятельности горных предприятий на водные объекты; загрязнение атмосферного воздуха в зоне деятельности предприятий горной промышленности и влияние деятельности предприятий горной промышленности на состояние земельных ресурсов.


1.Классификация методов и процессов обогащения
На обогатительных фабриках полезные ископаемые подвергаются ряду последовательных процессов обработки, которые по своему назначению делятся на подготовительные, основные обогатительные, вспомогательные и процессы производственного обслуживания.
Подготовительные процессы
К подготовительным причисляются процессы дробления и измельчения, при которых достигается выявление минералов вследствие разрушения сростков полезных минералов с пустой породой (или сростков одних полезных минералов с другими). С созданием механической смеси частиц и кусков разного минерального состава, а также процессы грохочения и классификации, применяемые для разделения, по крупности приобретенных при дроблении и измельчении механических смесей. Задача подготовительных процессов - доведение минерального сырья до крупности, нужной для следующего обогащения, а в отдельных случаях - получение конечного продукта заданного гранулометрического состава для прямого использования в народном хозяйстве, (сортировка руд и углей).
2.Основные обогатительные процессы
К основным обогатительным процессам причисляются те физические и физико-химические процессы разделения минералов, при которых полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода - в хвосты. Процессы разделения минералов при обогащении полезных ископаемых весьма многочисленны и систематизируются по их принадлежности к тому или иному методу обогащения, разделительному признаку, характеру разделяющих сил и конструктивному исполнению аппаратов. Методы обогащения классифицируют в зависимости от того, какое свойство минералов применяется в качестве разделительного признака и каковы основные разделяющие силы.
Различают вытекающие методы обогащения:
1. Метод гравитационного обогащения (гравитационное обогащение), созданный на различии в плотности разделяемых зерен минералов, реализовываемый в поле гравитационных сил.
2. Метод магнитного обогащения (магнитное обогащение), организованный на различии в магнитной восприимчивости разделяемых минералов, исполняемый в поле магнитных сил.
3. Метод электрического обогащения (электрическое обогащение), образованный на различии электропроводности разделяемых минералов, реализовываемый в поле электрических сил.
4. Метод флотационного обогащения (флотационное обогащение, или флотация), созданный на различии физико-химических свойств (смачиваемости) делимых минералов.
5. Специальные методы обогащения, созданные на различии комбинаций свойств разделяемых минералов.
К последним относятся разделение по различию радиоспектроскопических свойств, растворимости, механической прочности, декрипитации, форме и трению, упругости отскока и др. Наибольшее значение имеют методы радиометрического и химического обогащения.
5.1. Метод радиометрического обогащения (радиометрическое обогащение), основанный на различии радиоспектроскопических свойств разделяемых минералов, осуществляемый с использованием механических разделяющих сил.
5.2. Метод химического обогащения (химическое обогащение), созданный на различии химических свойств (растворимости) разделяемых минералов или вредных примесей.
5.3. Метод механического обогащения (механическое обогащение), образованный на различии физико-механических свойств минералов (механической прочности, форме и грению, упругости отскока и др.).
Процессы обогащения, принадлежащие к тому или иному методу обогащения, различаются разнообразием дополнительно употребляемых разделяющих сил, а также конструктивным исполнением машин и аппаратов.
3.Вспомогательные процессы
К вспомогательным процессам причисляются процессы обезвоживания продуктов обогащения (путем их сгущения, фильтрования и сушки) для доведения их влажности до определенной нормы или для получения оборотной воды; процессы облагораживания продуктов и подготовки их к металлургическому или химическому переделу (агломерация, окомкование, брикетирование и др.).
Процессы производственного обслуживания.
К процессам производственного обслуживания причисляются операции, обеспечивающие непрерывность и стабильность технологических процессов: внутрифабричный транспорт сырья и продуктов обогащения, водоснабжение, электроснабжение, снабжение сжатым воздухом, механизация и автоматизация, технический контроль и др.
4. Воздействие отходов обогащения полезных ископаемых на окружающую среду
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых случается большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. В результате этого выражается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое влияние влечет за собой негативные последствия.
Масштабы добычи полезных ископаемых высоки – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 19 тонн сырья, из которых менее 9% переходит в конечный продукт, а остальные 91% – отходы

. Кроме того при добыче совершается значительная потеря сырья примерно 25 – 45%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.
Россия выказывается страной с просторно развитой добывающей отраслью, имеет месторождения важнейших сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:
-литосферу;
-атмосферу:
-воду;
-животный мир.
Влияние на литосферу
Произвольный способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что повергает к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, вырастает трещиноватость.
В результате этого, повышается вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:
-карьеры;
-отвалы;
-терриконы;
-овраги.
Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи формируются из отходов переделанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры негодной территории.
В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, формируются графитовые отходы (на одну тонну соли приходится 3-4 тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды выносят их в реки, которые часто применяются для оснащения питьевой водой населения близлежащих городов.
Решить экологические проблемы, спаянные с возникновением пустот, можно линией заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, построенных в результате добычи. Также нужно улучшать технологию добычи, чтобы укорачивать выемку пустой породы, это может в существенной мере убавить количество отходов.
Отдельные породы хранят несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.
Еще одним негативным последствием, объединенным с добычей полезных ископаемых, возникает загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это производится во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.
Отдельные вещества могут выделять токсины, которые затем попадаются в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, отмечается пустошь в радиусе до 51 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса гибнут.
В качестве разрешения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.
Ну и, в конце концов, добыча сырья существенно истощает земную кору, с каждым годом снижаются запасы веществ, руды делаются менее насыщенными, это содействует значительным объемам добычи и переработки. Как следствие - рост объемов отходов. Постановлением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.
Влияние на атмосферу
Большие экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. Вследствие процессов первичной обработки добытых руд в воздух выплескиваются большие объёмы:
-метана,
-оксидов
-тяжелых металлов,
-серы,
-углерода.
Построенные искусственные терриконы постоянно горят, выпуская в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы повергает к увеличению уровня радиации, трансформированию температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.
Промышленность и транспорт, основные источники загрязнения атмосферы
Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на примыкающие к карьерам территории падает до 2 килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, разумеется, теряет свое плодородие.
Решением данной проблемы является использование современного оборудования, уменьшающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.
Влияние на водную среду
В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые размещаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 19 м3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 9 м3 воды. Откачка вод формирует такие экологические проблемы, как:
-образование депрессионных воронок;
-исчезновение родников;
-высыхание малых рек;
-исчезновение ручьев.
Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате реализации процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает высокое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.
В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предупредить экологические проблемы, объединенные с загрязнением гидросферы можно путем сжатия сбросов сточных вод, понижения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.
Этого можно достичь, улучшая процесс добычи сырья, употреблением новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.
Влияние на животный и растительный мир
Во время деятельной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена разнообразным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает высокое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.
Таким образом, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, совершается миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть понижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по воссозданию и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам причисляется удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.
5.Методы уменьшения воздействия отходов полезных ископаемых на окружающую среду
На современном этапе общественного развития горнодобывающая деятельность причисляется к одним из самых воздействующих на состояние природной среды занятий человечества.
Введенные или предполагаемые к вводу в эксплуатацию горнодобывающие предприятия, с экологической точки зрения, возникают существенными источниками нарушения и загрязнения всех элементов биосферы. Поэтому оценка и прогноз степени их влияния на окружающую среду обнаруживаются весьма актуальными и необходимыми, поскольку разрешают заранее разрабатывать эффективные природоохранные мероприятия, чтобы не нанести непоправимый ущерб экологии. Поскольку человечество на сегодняшний день не может обойтись без добычи и переработки полезных ископаемых в высоких объёмах, то задачей горной экологии возникает предельное уменьшение влияния процессов их добычи на окружающую среду, что имеет значительное значение для обеспечения безопасности жизнедеятельности.
Дело в том, что при добыче полезных ископаемых негативному воздействию подвергаются практически все составляющие экосистемы: рельеф, атмосфера, поверхностные и подземные воды, почвенно-растительный покров, животный мир. Во многих случаях в результате интенсивных добычных разработок и переработки горных пород на месте некогда девственного природного ландшафта остается техногенный рельеф.
В современных добывающих минеральные ресурсы технологиях преобладают первичные процессы разрушения, связанные с бурением, взрыванием, раскалыванием, измельчением, транспортированием горной массы, ее переработкой, обогащением