 Кроме того, переход на обедненные руды повышает затраты на извлечение полезного компонента, т. к. требуется более полная и глубокая обработка горной массы. Как правило, чем беднее руда, тем тоньше она должна измельчаться перед обогащением. Вышесказанное подтверждается изменениями в технологии получения черных металлов. Сравнительно недавно в ней использовалась богатая кусковая руда, затем агломераты из обедненной измельченной, а ныне — преимущественно окатыши на основе порошковых концентратов из бедных руд. В цветной металлургии, производстве удобрений и химических препаратов получение концентратов — обязательная технологическая операция. Соответственно в этом случае также необходимо и измельчение. Таким образом, повышение дисперсности минеральных отходов и увеличение их объемов является объективно неизбежной перспективой в сфере извлечения и переработки минерального сырья. С позиции экологии, увеличение дисперсности нежелательно. С известным допущением можно утверждать, что уровень воздействия на природную среду содержимого отвалов пропорционален их дисперсности.
Как показывает практика эксплуатации хвосто- и шламохранилищ, они служат весьма значимыми источниками загрязнения водных источников и, в ряде случае, атмосферы. Как хранилища техногенного сырья они также несовершенны. Во-первых, их содержимое почти всегда разбавлено разного рода посторонними включениями, вплоть до бытовых отходов. Нередко допускается складирование на одной площадке разнородных материалов, приводящее к их взаимному загрязнению и обесцениванию. Во-вторых, гидроудаление, применяемое почти повсеместно, при складировании дисперсных выбросов не обеспечивает однородности содержимого отвала ни по фазовому, ни по гранулометрическому составу. По этой причине техногенное сырье из отвалов чаще всего неконкурентоспособно в сравнении с природным. Можно утверждать, что на современном этапе развития цивилизации отвалы и хранилища должны превратиться из объектов для захоронения в емкости для складирования невостребованной минеральной массы, прошедшей определенный цикл обработки и содержащей компоненты, возможность и необходимость извлечения которых появится в будущем. С указанных позиций необходимость разумных затрат на “цивилизованное” складирование не так уж спорна. Сухое удаление и складирование дисперсных и порошкообразных отходов, по нашему мнению,— перспективная альтернатива гидравлическому. Такой способ складирования широко практикуется применительно к отходам класса А. Согласно классификации минеральных отходов, предложенной П. И. Боженовым, к ним относятся кусковые и дисперсные минеральные материалы, сохранившие исходный состав. Обычно они устойчивы к воздействию атмосферных процессов, и поэтому их влияние на природную среду выражено сравнительно слабо. Наибольший вред природе способны нанести отходы класса Б — шламы и пыли после термического воздействия или химических превращений, образующиеся на промышленных предприятиях. Поскольку именно жидкая среда является, в первую очередь, посредником при распространении токсичных соединений на местность, прилегающую к отвалам, то преимущество сухого варианта складирования отходов такого рода, с позиции экологии, достаточно очевидно. В сравнении с гидравлическим сухой вариант более затратен, особенно по расходам на транспорт. Возможность сухого складирования осложняется при обводненном состоянии выбросов (шламы, взвеси). В этом случае необходимы дополнительные энергозатраты на удаление избытка влаги. Поэтому сухое складирование применяется исключительно для сухих отходов, например, для золошлаков ТЭС. Однако при этом возникает проблема подавления пылевыделений и размыва складируемой массы. С целью уменьшения указанных негативных явлений в технологии сухого складирования предусматривается увлажнение дисперсной массы и ее уплотнение. Необходимо подчеркнуть, что при этом не удается полностью предотвратить выделения с поверхности отвала в виде пыли или стоков. Это достигается при пленочном или почвенном (рекультивация) экранировании поверхности отвала, что становится возможным только при 100 %-ном его заполнении. Окомкование, или грануляция*, дисперсных отходов и последующее их складирование, по нашему мнению, является следующим шагом в направлении развития технологий хранения дисперсных минеральных остатков. В сравнении с пылевидным агрегированное состояние материала при отвальном хранении повышает поглотительную способность массива. Это позволяет избежать пылевыделения, уменьшить или исключить выделение стоков, т. е. поверхность гранулохранилища не нуждается в экранировании как при его заполнении, так и в последующем. Потребительские свойства гранулированного материала, в сравнении с порошком, выше, поскольку окускованный продукт удобнее в обращении, а его отбор из хранилища менее проблематичен. С другой стороны, качественные характеристики гранулированного продукта по отношению к дисперсному аналогу, особенно из гидроотвала, значительно выше — за счет улучшения фазовой однородности. В итоге грануляция создает лучшие условия для утилизации отходов. Кроме того, удельная материалоемкость площади хранения для гранулированных отходов выше, чем для дисперсных. Известно значительное количество способов агрегирования дисперсных материалов, однако наиболее распространенным из них является метод грануляции скатыванием. В частности, производство железорудных окатышей в стране, осуществляемое подобным образом, исчисляется десятками миллионов тонн в год. От прочих способов окатывание на вращающихся поверхностях отличается высокими показателями по продуктивности и экономичности. Для его осуществления обычно применяют один из двух типов устройств грануляторов — барабанный или тарельчатый. Отличаясь конструктивно, оба упомянутых устройства работают по одному принципу и имеют практически одинаковую подготовку шихты перед грануляцией. Технология окомкования на них включает в себя следующие операции: подготовка компонентов и их дозирование, смешение и увлажнение смеси, получение гранулированного продукта; упрочнение гранул термически или гидратационно; отгрузка и складирование. Использование тарельчатого гранулятора в сравнении с барабанным снижает продуктивность процесса, но обеспечивает получение гранул необходимого размера и более прочных. Однако тарельчатые грануляторы металлоемки, громоздки и более сложны по конструкции, чем барабанные.
|
