Font Size

Cpanel

Прошлый (накопленный) экологический ущерб: проблемы и решения. I. Источники и виды загрязнения

sokolovТерритории или объекты значительной деградации природных экосистем, обусловленной длительным негативным воздействием хозяйственной деятельности, принято называть объектами прошлого или накопленного экологического ущерба (НЭУ). К настоящему времени, по мнению Росприроднадзора, на территории Российской Федерации имеется не менее 340 таких объектов. Для их ликвидации требуется разработка и реализация целого комплекса организационных, нормативных правовых и технологических мероприятий. Так, в течение 2014 года по заказу Минприроды России был проведен НИР 13-Н4-05 «Разработка справочника технологических решений, направленных на ликвидацию загрязнений и восстановление нарушенных свойств и характеристик окружающей среды», в которой был проведен анализ международного и отечественного опыта по ликвидации объектов НЭУ.

Как научный руководитель и основной исполнитель вышеназванной работы, автор настоящей статьи в ряде публикаций будет знакомить читателей журнала ЭВР с некоторыми результатами проведенного научного поиска.

1. Введение

В последние годы проблемой прошлого или накопленного экологического ущерба активно занимается Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации (Минприроды России). Подготовлен проект федерального закона «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части регулирования вопросов возмещение вреда окружающей среде и устранения последствий загрязнения и иного негативного воздействия на окружающую среду в результате прошлой экономической деятельности». В стадии согласования находится проект федеральной целевой программы «Ликвидация накопленного экологического ущерба» на 2015–2026 гг. 4 декабря 2014 года вышло распоряжение Правительства Российской Федерации № 2462-р, в котором утвержден комплекс первоочередных мероприятий, направленных на ликвидацию последствий загрязнения и иного негативного воздействия на окружающую среду в результате экономической и иной деятельности. Это Распоряжение можно считать первым этапом реализации ФЦП.

25 апреля 2012 года был выпущен приказ Росприроднадзора № 193 «Об утверждении Методических рекомендаций по проведению инвентаризации объектов накопленного экологического ущерба». В этом документе дается возможное определение того, что называется объектами НЭУ: «Объекты накопленного экологического ущерба - загрязненные территории, в том числе бесхозяйные территории, образованные в результате прошлой хозяйственной деятельности, а также объекты размещения отходов и иные объекты (здания, сооружения, загрязненные земельные участки), вокруг которых сформировалось загрязнение или которые сами являются загрязненными, на которых деятельность под управлением организации осуществлялась в прошлом и на которых остались отходы, негативно влияющие на природную среду».

2. Общая характеристика НЭУ на территории России

Среди различных видов негативного воздействия на окружающую среду значительную роль играет промышленное загрязнение почв, грунтов и подпочвенных вод. Так, например, общая площадь сельскохозяйственных земель, загрязненных органическими и неорганическими веществами, составляет в Российской Федерации около 75 млн га, в том числе 60 млн га - за счет выбросов, сбросов загрязняющих веществ и размещения отходов производства. По данным аэрокосмических съемок, ареалы распространения загрязняющих веществ непосредственно вокруг промышленных комплексов России охватывают территорию в 18 млн га. Наибольший вклад в загрязнения вносят предприятия черной и цветной металлургии, горнодобывающие, химические и нефтехимические предприятия. В частности, площадь почвенного покрова, загрязненного цветными металлами и фтором, достигает в России 3,6 млн га, при этом чрезвычайно высокий уровень загрязнения степенью загрязнения обнаружен на площади более 0,25 млн га.

Содержание свинца на территории Иркутска, Свирска, Рудной Пристани, Черемхова, Каменска-Уральского Свердловской области в десять и более раз превышает ПДК. Такое же превышение ПДК по меди обнаружено в Ревде Свердловской области, Ижевске, Санкт-Петербурге, Рязани, Нижнем Новгороде, Кирове, Томске, Рудной Пристани. Десятикратное превышение ПДК сразу по трем компонентам (меди, никелю и кобальту) зафиксировано в г. Мончегорске Мурманской области.

Фтором загрязнены земли вокруг предприятий алюминиевой промышленности в г. Краснотурьинске Свердловской области, Братске, Новокузнецке, Волгограде, Красноярске. Концентрация фтора в этих районах больше фонового уровня в 4-10 раз, а содержание водорастворимого фтора в 10-30 раз превышает ПДК. По данным обследования территории вокруг Кандалакшского алюминиевого завода, содержание фтора в верхнем слое почвы превышает фоновый уровень в 3 раза на расстоянии до 20 км.

Значительное влияние на загрязнение почв оказывают предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей. Зона их активного загрязнения составляет 1-3 км от предприятий при общем распространении загрязнителей, в том числе попадающих в сельскохозяйственные культуры, на расстояние не менее 20 км.

По суммарному показателю загрязнения почв в городе и в радиусе 5 км от него к чрезвычайно опасным относятся Мончегорск, Ревда и Белово Кемеровской области.

Существенным источником загрязнения почв могут служить полигоны по размещению твердых бытовых отходов, отвалы и шламохранилища предприятий горнодобывающей, металлургической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности.

Значительно загрязнены территории базирования частей армии, авиации и флота, занимающих в нашей стране 13 млн. га. Из территорий военных округов наибольшие концентрации загрязняющих веществ обнаружены в Уральском (гарнизон Шадринск), Забайкальском (Степь, Безречный, Домна) и Дальневосточном (Анастасиевка).

Наиболее распространенными загрязнителями почв и земель на объектах Вооруженных Сил являются горюче-смазочные материалы (ГСМ). Очистке от них подлежит более 50 тыс. га. Значительная часть компонентов ГСМ просачивается в грунт из-за изношенности хранилищ и трубопроводов, при заправке авиационной техники. Под взлетными полосами некоторых аэродромов скопились «техногенные месторождения» основного авиационного топлива - керосина. Так, в подземной керосиновой линзе у г. Энгельса Саратовской области, расположенного на Волге, находится не менее 20 тыс. т топлива. В г. Ейске Краснодарского края на берегу Таганрогского залива аналогичная линза тянется к Азовскому морю.

Существенны масштабы загрязнения почв и земель за рубежом. Так, в Германии насчитывается 50 тыс. участков загрязненной земли, в Нидерландах - 100 тыс., Дании - до 10 тыс. Площадь загрязнения в Великобритании равна 200 тыс га. Значительным источником загрязнения территорий тяжелыми металлами являются заводы по сжиганию отходов, а также шламонакопители и хвостохранилища предприятий горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. В США число объектов прошлого (накопленного) экологического ущерба (вреда) (ПЭУ) превышает 240 тысяч.

Для ликвидации объектов, загрязняющих природные среды, во всех развитых странах разрабатываются и реализуются специальные программы, которые могут федеральными, региональными или отраслевыми программами в зависимости от значимости задач и природно-климатических условий территорий. Для повышения эффективности деятельности по устранению ПЭУ формируются целые разделы природоохранного законодательства, разрабатываются и внедряются технологии ремедиации почв и земель, очистки подпочвенных вод и донных осадков.

Масштабность проблем ПЭУ, которые предстоит решать Российской Федерации, требует глубокого анализа имеющихся как в нашей стране, так и за рубежом подходов и технологических решений, чтобы выбрать из них наиболее эффективные и экономически приемлемые для наших природно-климатических и социально-экономических условий

3. Виды загрязняющих веществ в техногенных образованиях и их источники

В число техногенных объектов, представляющих опасность для окружающей среды, входят, прежде всего:

1. отвалы пород и шламохранилища (хвостохранилища), являющиеся результатом деятельности горной промышленности, которые добывают, обогащают и перерабатывают различные виды полезных ископаемых – углеводороды, уголь, горючий сланец, железную и цветные руды, золото, уран, апатиты, фосфориты и др.;

2. золошлакоотвалы тепловых электростанций и котельных, сжигающих твердое и жидкое органическое топливо – уголь, сланец, торф, мазут;

3. металлургические шламы, образующиеся при плавлении руд черных и цветных металлов;

4. отходы предприятий агропромышленного комплекса – навоз крупного и среднего рогатого скота и помет различных птиц; склады, в которых хранятся вышедшие их употребления или запрещенные к употреблению химикаты, например, пестициды (дихлордифенил-трихлорэтан (ДДТ), альдрин, дильдрин, эндрин, хлордан, мирекс, токсафен, гептахлор, гексахлорбензол); многие из этих складов находятся в полуразрушенном состоянии, химикаты перемешаны и рассеяны по близлежащей территории;

5. отходы деятельности предприятий жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), к которым относятся, в первую очередь, полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) и хранилища иловых осадков, образующихся в ходе деятельности биологических очистных сооружений (БОС).

Среди перечисленных объектов прошлого (накопленного) экологического ущерба (вреда) наибольшие территории занимают техногенные образования горнопромышленных предприятий.

По некоторым оценкам, в отвалах и шламохранилищах горнопромышленных производств на территории России накоплено около 80 млрд. тонн различных веществ и материалов. Отвалы вскрыши или вмещающих пород помимо относительно нейтральных материалов (песка, гравия, мела, ракушечника и др.) включают фрагменты добываемых полезных ископаемых, а также органические и неорганические вещества пластовых вод, содержащих практически всю таблицу Менделеева. При длительном хранении эти вещества могут химически трансформироваться, за счет ветроуноса загрязнять прилегающие территории, а при добыче горючих материалов типа угля и сланца сгорать с выделением разнообразных загрязняющих веществ, частично оседающих также вблизи техногенного образования.

Еще одним каналом загрязнения окружающей среды, в первую очередь почвы, грунта и подземных вод, является фильтрат, который образуется при вымывании различных веществ из отвалов водой атмосферных осадков.

Однако значительно более серьезную угрозу окружающей среде представляют шламонакопители (хвостохранилища), образующиеся при обогащении добытых полезных ископаемых. Для отделения пустой породы используются самые различные технологи, среди которых наиболее распространены промывка, сепарация и флотация. Именно флотация приводит к наибольшему загрязнению шламов и хвостов разнообразными химическими веществами.

Флотацией называется процесс разделения тонкоизмельченных полезных ископаемых, осуществляемый в водной среде и основанный на различии их способности, естественной или искусственно создаваемой, смачиваться водой, что определяет избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела двух фаз. Флотация является способом, широко используемым в горнодобывающей и горнообогатительной промышленностях для концентрирования минералов из руд

Флотационный процесс осуществляется чаще всего в трехфазной системе, включающей твердую, жидкую и газообразные фазы. Из всех разновидностей флотационного обогащения наиболее широкое распространение получила пенная флотация, которая основана на способности несмачиваемых /гидрофобных/ минералов прилипать к пузырькам воздуха, образующимся в результате аэрации пульпы, и всплывать вместе с ними на поверхность пульпы, образуя пенный продукт, а смачиваемых /гидрофильных/ минералов оставаться взвешенными в пульпе, образуя камерный продукт.

Для увеличения естественного различия в смачиваемости поверхности минералов или для искусственного создания такого различия минеральную поверхность обрабатывают особыми веществами, называемыми флотационными реагентами. С помощью подбора флотационных реагентов можно достигнуть условий, при которых одни минералы будут флотироваться, а другие нет, т. е. создать условия для их селективного разделения.

Горнохимическое сырье отечественных месторождений имеет сложный минеральный состав с близкими физико-химическими свойствами разделяемых компонентов. В связи с этим одним из определяющих условий получения высоких показателей флотационного обогащения руд сложного минерального состава является повышение качества и расширение ассортимента используемых флотореагентов, а также разработка новых реагентных режимов.

В зависимости от назначения флотационные реагенты делятся на следующие группы: собиратели /или коллекторы/, пенообразователи, активаторы, депрессоры /подавители/ и регуляторы среды. Эта классификация реагентов в какой-то мере условна, т. к. некоторые реагенты-собиратели обладают пенообразующими свойствами /и наоборот/; реагенты, в одних условиях являющиеся подавителями, в других условиях могут обладать активирующими свойствами. Модификаторы включают в себя все группы флотореагентов, поскольку их функциональное свойство основано на способности модифицировать поверхность.

Ниже даются некоторые примеры технологических процессов обогащения полезных ископаемых, которые приводят к загрязнению пульпы, а далее хвостов органическими и неорганическими веществами и наиболее распространенные виды этих веществ.

3.1. Обогащение угля

В гумусовых углях различают 4 основных ингредиента: дюрен, фюзен, витрен, кларен. Дюрен обладает большой твердостью и вязкостью, зольность его составляет 6–7%. Зола состоит в основном из глинистых веществ. Фюзен характеризуется высокой зольностью (5–30%), содержанием серы и фосфора, витрен – низкой зольностью (1,3–1,5%). Кларен по зольности мало отличается от витрена (1–1,5%).

Целью обогащения угля является удаление вредных примесей.

При обогащении угля получаются обычно 3 продукта:

● концентрат низкозольный, малосернистый;

● промпродукт высокозольный (энергетическое топливо);

● хвосты (отвальные).

При обогащении угля обычно применяют три метода обогащения:

● гравитацию;

● флотацию;

● электрическую сепарацию.

Обогащение в тяжелых средах занимает особое место в комплексе технологических мероприятий. В качестве тяжелой среды служат тяжелые жидкости и минеральные суспензии.

Широкое распространение для промышленного обогащения угля получил в первую очередь раствор хлористого кальция, который является отходом при производстве бертолетовой соли либо соды. В тех случаях, когда необходимо повышение плотности разделения, возможно применение водных растворов азотнокислого кальция. Азотнокислый кальций получается при утилизации отходящих газов заводов азотной промышленности. Стабильные растворы дает поташ (углекислый калий) – отход производства глинозема из нефелиновых руд. Таким образом, имеется обширный ассортимент неорганических солей, водные растворы которых можно использовать в качестве тяжелых сред для обогащения твердого топлива.

Тяжелые органические жидкости, пригодные для обогащения угля, по своим физико-химическим константам представляют галоидопроизводные различных углеводородов. Йодистые соединения недостаточно стойки и очень дороги. Поэтому для исследования в обогатительной промышленности предлагаются только полихлориды и полибромиды. В качестве основной жидкости используется четыреххлористый углерод. Для получения среды меньшей плотности к нему примешивались дихлорэтан или трихлорэтилен.

Тяжелые суспензии (минеральные) изготовляются из минералов и воды. Используют магнетит, пирит, барит, песок, глину, калашниковую пыль. Наиболее легко регенерируется магнетитовая суспензия. В качестве сепараторов используется оборудование фирм «Дрюбой» (Франция), «Ведаг» (Германия), «Теска» (Германия).

Большое значение имеет флотационный метод обогащения.

При флотации легкосредним маслом 85% фюзена переходит в концентрат. При флотации крезолом 85% фюзена уходит в хвосты. Эффективны также ароматические соединения с гетероатомами в ряду CH3–NH2–OH. Добавка в технические реагенты нафталина и его производных улучшает селекцию в 1,2 раза.

Для флотации угля в качестве собирателей применяются вещества преимущественно неполярного строения. Они содержат некоторое количество гетерополярных веществ и обладают в большей или меньшей степени пенообразующими свойствами. Это продукты переработки самого угля или, точнее, каменноугольной смолы: масло легкое, среднее и антраценовое. Смола же получается при коксовании угля на коксобензольных заводах. Применяются и другие продукты коксобензольного производства: фенолы (черная карболка), масло коксохимического производства, модифицированное формалином, реже сырой бензол.

Широко при флотации используются продукты переработки нефти (нефть, керосин, соляровое масло, керосино-газойливая фракция). Используются также высшие спирты, неорганические соли (NaCl, CaCl2). Редко, но используются для флотации труднообогатимых углей используют реагенты-модификаторы (сополимеры винилпиридина с алкилсильфоксидами). Кроме того, наилучшими флотационными свойствами по отношению к высокосернистым углям и депрессирующими свойствами по отношению к пиритизированным угольным поверхностям проявляют сложные эфиры фталевой кислоты и некоторые соли сульфокислот.

В Англии в качестве дисперсантов используются гексаметафосфат, дубильная (таниновая) кислота, кремнефтористый натрий, активаторов – сульфид натрия, собирателей – октиловый спирт, бензоларсоновая кислота, бутиловый ксантогенат, неполярных масел – керосин, топливное масло, пенообразователя – спиртоэфирная смесь.

3.2. Обогащение алмазов

Технология извлечения алмазов обычно включает:

● дезинтеграцию исходного сырья и превращение его в рыхлую смесь для освобождения алмазов от их связи с другими компонентами;

● получение первичных концентратов разделением рыхлой смеси на два продукта, в одном из которых, значительно меньшем по объему, сконцентрированы алмазы;

● извлечение алмазов из полученных таким образом первичных концентратов.

С целью доочистки поверхности алмазов используются растворы кислот и щелочей. Для обогащения алмазосодержащих руд и россыпей используются тяжелые жидкости – Клеричи, М-45, сульфат свинца, тетрабромэтан и др. Для отделения алмазов применяют пенную сепарацию и пленочную флотацию. В процессе пленочной флотации применяют нефтяное масло.

Для более эффективного разделения применяются обработка материала реагентами-собирателями и регулирование ионного состава воды. Флотация может быть осуществлена с применением аэрофлота–25 вместе с крезиловой кислотой в качестве вспенивателя и с керосином, который играет роль вспомогательного реагента в качестве стабилизатора пены. Применяются также жирно-кислотные масла и катионные собиратели.

Жировой метод выделения алмазов предусматривает использование поверхностей покрытых составом, к которому прилипают алмазы. В качестве липкого покрытия используются смеси нефтепродуктов, включающие петролатум и товарные масла. Включение в состав покрытия модифицирующих добавок (низкомолекулярных веществ) увеличивает его адгезию к поверхности алмазов и обеспечивает высокую степень концентрации при сепарации.

3.3. Обогащение горно-химического сырья

К горно-химическому сырью относят апатитовые, фосфоритовые, калийные, серные руды и руды, содержащие мышьяк и бор. Основной объем добываемых апатитовых, фосфоритовых, калийных и серных руд используется для получения минеральных удобрений.

Руды горно-химического сырья обладают рядом особенностей.

Во-первых, минеральный состав их многообразнее, чем металлических полезных ископаемых. Во-вторых, структура и текстурные особенности этих руд очень сложны. В-третьих, физические и физико-химические свойства минералов, входящих в их состав, близки между собой. Все это затрудняет технологию переработки горно-химического сырья и часто требует нетрадиционных методов обогащения, а при флотации – применения специальных реагентов.

Основным методом обогащения апатитовых и фосфоритовых руд является флотация. Наиболее часто для флотации апатитов руд используются такие собиратели, как мыла дистиллированного таллового масла, его смеси с оксиэтилированными высокомолекулярными спиртами, ацелированные аминокислоты (таллактам) и уже их смеси их с гидроксамовыми кислотами и дифосфоновыми кислотами. В качестве регуляторов флотации также используются разнообразные соединения различной природы - жидкое стекло, триполифосфат, сульфит-спиртовая барда, лиозон, лифрин-П, лигносульфонаты и др.

Флотация апатита в разных странах (например, в Бразилии) успешно осуществляется в щелочной среде, создаваемой содой с помощью жирно-кислотных собирателей и жидкого стекла.

Руды магматического происхождения в ЮАР обогащаются флотацией с помощью нонилфенилтетрагликолиевого эфира, в Бразилии апатит отделяют от карбонатов и окислов железа с помощью каустического крахмала. В Финляндии для селективной флотации апатита применяют азотсодержащий саркозин. Для руд США, Турции, России, Марокко, Индии, Швеции, Франции в качестве депрессоров фосфата используют фосфорную, дифосфоновую, серную, кремнефтористо-водородную кислоты, комплекс сульфата алюминия с янтарной кислотой, ханилизарин. Находят применение селективные собиратели: эфиры фосфорной кислоты, соли алкиламинопропионовых кислот и амфотерные реагенты.

Первичное обогащение фосфоритов обычно включает промывку, обогащение фосфоритовых руд осуществляется с использованием флотации. Для флотации фосфоритов применяют реагенты, обычные для флотации других несульфидных руд. В качестве собирателей используют различные поверхностно-активные вещества с солидофильной полярной группой. Почти всегда данные реагенты применяются в сочетании с малорастворимыми в воде углеводородами.

В США для флотации фосфоритов продолжительное время применяли такие анионные реагенты, как олеиновая кислота и непредельные жирные кислоты из растительных и животных жиров, затем сырое талловое масло. Известно использование с олеиновой кислотой трансформаторного масла, керосина, улучшающих флокуляцию фосфата. При обогащении низкокачественных фосфоритов для флотации использовались сульфированное растительное и смазочное масла, жирные кислоты и дизельное топливо.

При флотации фосфоритовых руд Африки используют талловое масло в смеси с газойлем и мазутом. За рубежом получены патенты на реагенты для флотации фосфоритов, представляющие собой различные сочетания жирных кислот и аполярных углеводородов, алкиларилсульфонатов, эфиров, спиртов и других поверхностно-активных веществ.

Флотация для целей обогащения сильвина (калийной соли) осуществляется ионогенными ПАВ, преимущественно катионоактивными – первичными алифатическими аминами с длиной углеводородной цепи от С12 до С18. Применяется также смесь первичных насыщенных аминов С14, С16, С18 или С16, С18, С20; нормальные одноосновные алифатические спирты с содержанием в молекуле 4–20 атомов углерода или смесь таких спиртов; смесь уксуснокислой соли первичных алкиламинов (С12–С18) и одноосновного спирта, например, метилизобутилкарбинол; омыленное хлопковое масло; алкогольсульфаты с 8–12 атомами углерода типа СnH2n+1SO4Me; сульфатоктадецил натрия; алкилзамещенные соли гаунидина; ацилпроизводные этилендиамина; сложные эфиры солянокислого глицина; сульфатпроизводные лауриновой кислоты или лауринового алкоголя; продукты реакции аминов с хлористой серой; хлорированные и аминированные углеводороды; полисахариды.

При флотационном обогащении сильвинитовой руды 70–75% ее уходит в отвалы, причем по существующим технологическим схемам предусматривается отделение глинистых примесей от солевых минералов. В результате получают два вида отходов: галитовые, на 90–94% представленные хлористым натрием, и глинисто-солевые – полидисперсные системы сложного минералогического состава.

3.4. Обогащение золота

Основными типами руд золота являются: золото – кварцевые, золото – сульфидные, золото – мышьяковые, золото - медные и золото – сурьмяные руды.

Метод извлечения золота флотацией в рудной практике является одним из основных. Обычным является режим флотации в щелочной среде. Более эффективным считается процесс флотации в слабокислой среде с кремнефтористым натрием в сочетании собирателя с эмульгированным аполярным маслом и диметилфталатом.

Цианированием извлекают золото как непосредственно из руд, так и из продуктов их переработки: хвостов, концентратов, промпродуктов, огарков и др. При цианировании обычно используют растворы NaCN и Ca(CN)2, реже KCN. В качестве защитной щелочи применяют известь.

Для выщелачивания золота используют также не только цианиды, но и другие реагенты. Например, золото растворяют в слабокислых растворах тиомочевины при наличии небольших количеств окислителя.

В США используется масляная агломерация, когда на улавливающую поверхность наносятся отходы нефтепереработки алифатического состава.

Для извлечения золота из коренных пород широко применяется флотация, в которой собирателями золота являются ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, соли жирных кислот. В число реагентов, в присутствии которых нередко осуществляется флотация свободного золота, входят цианид, сернистый натрий, щелочи, сульфит натрия, медный купорос, жидкое стекло, крахмал, полиакриламид.

До настоящего времени основным реагентом, применяемым в промышленном масштабе при кучном выщелачивании, является цианид натрия. В результате этого образуется целый ряд высокотоксичных веществ, которые необходимо нейтрализовать. Нейтрализацию цианидов ведут с помощью хлорной извести, жидкого хлора, железного купороса, озона.

Не утратила еще своего значения и амальгамация. За счет технических усовершенствований она успешно применяется, например, на руднике «Хоумстейк» в Южной Дакоте (США).

3.5. Обогащение руд цветных металлов

Разнообразие видов руд цветных металлов обусловливает и многообразие видов химических веществ и материалов, которые используются при их обогащении.

Основные собиратели в нашей стране и за рубежом при флотации сульфидов из руд цветных металлов - ксантогенаты и дитиофосфаты (аэрофлоты): этиловые, изопропиловые, изобутиловые и н-бутиловые.

Для извлечения меди и молибденита в коллективном цикле флотации используются углеводородные масла. Повышение эффективности этого процесса обеспечивают добавки эфиров ксантогенатовых кислот (аллиловых эфиров бутилксантогеновой кислоты и амилксантогеновой кислоты).

Диалкилтиокарбаматы - реагент ИТК (изопропилметилтиокарбамат) в России и Z-200 (изопропилэтилтиокарбамат) за рубежом – используют для улучшения коллективной медно-цинковой и селективной медной и цинковой флотации из лиритных руд, медно-молибденовой флотации из медных порфировых руд, медной флотации при разделении медно-никелевого файнштейна.

При флотации золотосодержащих руд используют как бутиловый ксантогенат, так и более эффективный реагент ИР-70 (продукт взаимодействия тиомочевины и 1,3-ди-хлорбутана-2). Для обеспечения высокой селективности извлечения минералов серебра, золота, рения, висмута, сульфидов меди и молибдена используют реагент МИГ-4Э (этилвинилбутиловый эфир).

При флотации барита и несульфидных минералов из хвостов сульфидной флотации, кроме олеиновой кислоты и жирнокислотной фракции таллового масла с низким (не более 2-3%) содержанием смоляных кислот, могут использоваться дихло- карбоновые кислоты фракции C17-С20. Эффективными собирателями барита являются алкилсульфаты на основе спиртов C16-С20 и Аспарал-Ф (аналог Аэрозоля-22). Для доизвлечения окисленных минералов меди предлагается реагент ИМ-50 (смесь алкил- гидраксамовых кислот С7-С9).

В качестве пенообразователей на обогатительных фабриках России (а ранее СССР) применяют в основном реагенты Т-80 (смесь спиртов пиранового и диоксанового ряда с некоторыми гликолями), ОПСБ (смесь монобутиловых эфиров полипропиленгликолей), МИБК (метилизобутилкарбинол). На отдельных фабриках используют также циклогексанол, реагент Д-3 (диметилфталат), ТЭБ (триэтоксибутан) и другие на основе оксиэтилена и оксипропилена. Из новых пенообразователей, рекомендованных к внедрению при флотации медно-молибденовых и медно-никелевых руд, наиболее перспективны реагенты ВГ-3 (из класса полигликолей) и МП (из класса пиразолов).

В качестве реагентов - депрессоров используют реагенты МФТК (тиокарбамат низкомолекулярных органических соединений) и ИМД-10 (продукт взаимодействия сернистого натрия с треххлористым фосфором).

Для разделения коллективных концентратов используют МФТК, ферроцианид калия, сульфида натрия, смеси сульфита и медного купороса, дицианодиаминоцинк, сульфит или тиосульфат натрия в сочетании с сернокислым или хлорным железом, различные сочетания извести, сульфида натрия, цинкового купороса и сульфоксидного соединения.

3.6. Опасность отходов обогащения

Для обогащения руд и минералов используются самые различные органические и неорганические вещества и соединения, а также их смеси. Многие из них представляют значительную опасность для объектов живой природы и человека – по крайней часть из них относится к веществам 1–3 класса опасности (Таблица 1). Вместе с отходами обогащения они или продукты их разложения сбрасываются в шламонакопители или хвостохранилища. В зависимости от времени нахождения в этих накопителях или природно-климатических условий они могут частично трансформироваться или мигрировать в природных средах (например, испаряться или поступать в подземные воды). Однако полное их обезвреживание до момента, когда начнется ремедиация (ликвидация) объекта НЭУ, вряд ли возможно.

Таблица 1. Класс опасности некоторых химических веществ, используемых в горнопромышленном производстве

Вещество

Класс опасности

Вещество

Класс опасности

Обогащение угля

Обогащение золота

четыреххлористый углерод

2

диметилфталат

4

дихлорэтан

2

тиомочевина

2

бензол

2

меркаптаны

2

фенол

2

дитиофосфаты

2

соляровое масло

3

полиакриламид

4

эфиры фталевой кислоты

2

медный купорос

2

гексаметафосфат натрия

4

цианид натрия

1

фениларсоновая кислота

2

Обогащение руд цветных металлов

Обогащение алмазов

тиокарбаматы

Канцерогены

сульфат свинца

1

изопропилметилтиокарбамат

3

тетрабромэтан

2

изопропилэтилтиокарбамат

3

крезиловая кислота

2

ферроцианид калия

3

нефтяное масло

3-4

пиразолы

3

Обогащение горно-химического сырья

тиосульфат натрия

3

дифосфоновые кислоты (тетранатриевая соль)

3

этилксантогент калия

бутилксантогент калия

3

серная кислота

2

алкилдитиофосфат цинка

3

ортофосфорная кислота

2

монобутиловых эфиры полипропиленгликолей

3

алкиларилсульфонаты

3-4

сульфид натрия

2

алкиламины

2

цинковый купорос

2

метилизобутилкарбинол

3

хлорное железо

2

4. Заключение

Техногенные образования, или объекты НЭУ, наиболее значимые из которых охарактеризованы выше, являются источником загрязнения почв, земель и подпочвенных вод (а также атмосферного воздуха) самыми разнообразными органическими и неорганическими соединениями. При этом состав и концентрация этих загрязнителей могут значительно различаться даже для однотипных техногенных образований, что зависит от технологий их породивших, от природно-климатических условий в местах их размещения и даже от времени их существования. Это означает, что в каждом конкретном случая, прежде чем приступать к их ликвидации или ремедиации, необходимо собрать данные или провести исследования их состояния для формирования стратегии и программы необходимых работ. Можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что для многих из техногенных образований придется последовательно применять различные технологические решения, оценивая поле каждого этапа его результативность. Таким образом, необходимо иметь широкий набор технологических решений, с помощью которых можно удалять, изолировать, ликвидировать или обезвреживать объекты НЭУ применительно к конкретным их видам и конкретным условиям их размещения.

(продолжение следует)

Литература

1. Абрамов А.А., Леонов С.Б., Обогащение руд цветных металлов, Москва, Недра, 1991.

2. Абрамов, А. А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных

ископаемых, Москва, Изд-во Моск. Гос. Горн. Ун-та, 2004, т. 2, 510 с.

3. Верхотуров М. В. Обогащение алмазов, Красноярск, ГАЦМиЗ., 1995. 128 с.

4. Брагина В. И. Технология обогащения горно-химического сырья, Красноярск, ГАЦМиЗ.,

1995, 195 с.

5. Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых, т. 2, Изд. ИД «Руда и Металлы», 2007, 408 с.

Соловьянов А.А.,
профессор, директор,
Институт экономики природопользования
и экологической политики НИУ
«Высшая школа экономики»