Geum.ru

Разработка технологий минимизации техногенного воздействия на окружающую среду предприятий по добыче и переработке рудного золота

Вид материалаАвтореферат
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах
Подобный материал:
1   2   3   4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена крупная научная проблема, связанная с теоретическим обоснованием, разработкой и внедрением новых высокоэффективных технологий обезвреживания токсичных загрязнителей оборотных и сточных вод, обеспечивающая инженерную защиту экосистем, и имеющая важное народнохозяйственное значение при строительстве, эксплуатации, консервации и ликвидации предприятий по добыче и переработке рудного золота.

По результатам выполненных исследований получены следующие выводы:
  1. Геоэкологическая оценка пространственно-временных изменений сложных природно-техногенных систем, формирующихся в зоне влияния горных предприятий по добыче и переработке рудного золота, позволила определить в качестве объектов потенциальной повышенной экологической опасности золотоизвлекательные фабрики, являющиеся сложным химическим производством с высоким удельным потреблением, как воды, так и токсичных химических реагентов, а в качестве приоритетных технологических мер, направленных на повышение экологической безопасности производства, - разработку и внедрение экономически целесообразных технологий кондиционирования оборотных вод ЗИФ, обеспечивающих не только возврат воды необходимого качества, но и извлечение ценных компонентов.
  2. Обоснованы и экспериментально подтверждены механизмы гальванокоагуляционной очистки сточных вод от тяжелых металлов, солей жесткости, сульфатов; впервые показана целесообразность использования в качестве катодной составляющей гальванопары в процессе гальванокоагуляции активированного угля и природного цеолита, позволяющих интенсифицировать процесс и обеспечить высокую эффективность очистки; экспериментально установлена зависимость эффективности процесса гальванокоагуляции от параметров внешнего электрического поля; найдены оптимальные значения технологических параметров очистки металлсодержащих сточных вод. Разработаны устройство и способ очистки сточных вод от тяжелых металлов, солей жесткости, сульфатов путем использования эффекта множества микрогальванопар. Теоретически обоснована, разработана и внедрена технология локальной очистки металлсодержащих сточных вод. Эколого-экономический эффект от внедрения новой технологии (при расходе очищенных сточных вод 80 м3/сут) составил 3.720 млн. рублей, в том числе предотвращенный экологический ущерб составил 2.913 млн. рублей (в сопоставимых ценах 2011 г. ).
  3. Впервые разработана эффективная система регенерации легколетучих соединений сточных или оборотных растворов (на примере цианидов) AVR-методом с применением массообменных аппаратов центробежно-барботажного типа. Установлено, что в условиях интенсивного массообмена при рН < 3 проведение AVR-процесса в центробежно-барботажных аппаратах сопровождается не только практически полным регенеративным извлечением свободного цианида из отработанных растворов цианирования и осаждением металлов, но и частичным окислением тиоцианатов с образованием дополнительного количества HCN.
  4. Разработан метод гальванохимического окисления токсичных органических загрязнителей, основанный на самопроизвольном окислении железа (генерирование Fe2+in situ), находящегося в контакте с углеродным материалом и водой, содержащей пероксид водорода, при одновременном диспергировании через эту систему кислорода воздуха, позволяющий реализовать эффективное окисление органических компонентов воды с использованием реагента Фентона и одновременной сорбцией продуктов неполного окисления примесей гидроксосоединениями железа. Эффективная деструкция органических примесей вплоть до полной минерализации в процессе гальванохимического окисления при минимальном расходе окислителя реализуется за счет интенсификации процесса, обеспечиваемой синергическим эффектом, возникающим при дополнительном УФ-облучении или кавитационном воздействии.
  5. Разработаны способ и устройство для реализации комбинированного метода ГХО органических загрязнителей в кавитирующем потоке со взвешенным слоем активной загрузки с использованием низконапорных генераторов гидродинамической кавитации струйного типа. Устройство относится к технике очистки промышленных сточных вод от различных примесей, в частности к устройствам по осуществлению физико-химической очистки, и может быть использовано для интенсификации гальванокоагуляционной обработки воды от тяжелых металлов, органических загрязнителей (фенолы, флотореагенты, нефтепродукты, СПАВ) и др.
  6. Установлены закономерности окислительной деструкции тиоцианатов, как наиболее трудноокисляемых загрязнителей цианидсодержащих оборотных и сточных вод пероксидом водорода в присутствии соединений железа (III). Выявлен синергизм совместного действия ионов металлов в каталитической системе {Fe3+и Cu2+} при окислении тиоцианатов и тиосульфатов пероксидом водорода. Разработан комбинированный окислительный метод обезвреживания серосодержащих соединений сточных или оборотных вод ЗИФ.
  7. Разработаны научные основы новой технологии обезвреживания жидких отходов процесса гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов, предусматривающей комбинацию регенерационных и деструктивных методов очистки, позволяющих реализовать эффективные процессы отдувки и поглощения цианистого водорода в центробежно-барботажных аппаратах (ЦБА) и окислительную деструкцию оставшихся примесей, обеспечить возврат в производство очищенной воды, цианидов в виде щелочного раствора NaCN, сократить расход окислителя (более 50%) на финишное обезвреживание токсичных компонентов.
  8. На руднике «Холбинском» ОАО «Бурятзолото» (Восточные Саяны, Бурятия) проведены производственные испытания и осуществлено полномасштабное внедрение технологии обезвреживания оборотных растворов цеха гидрометаллургии (производительностью 500м3/сут.). При этом процесс регенерации цианида позволил получить из одного метра кубического обрабатываемого раствора до 1,2 кг цианистого натрия и сократить эксплуатационные затраты в 3,2 раза. Экономический эффект от внедрения составил 266,1 млн. руб. (в сопоставимых ценах 2011 г.)


Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

Научные статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
  1. Батоева А.А. Перспективные методы очистки цианидсодержащих оборотных и сточных вод// Вестник ИрГТУ.- 2011.-№ 10.- С.57-63.
  2. Батоева А.А., Рязанцев А.А., Цыбикова Б.А., Асеев Д.Г. Кондиционирование оборотных вод гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов// Инженерная экология.- 2011.- №1.- С.37-43.
  3. Батоева А.А., Асеев Д.Г., Сизых М.Р., Хандархаева М.С., Рязанцев А.А., Иващенко А.Т. Применение реакторов гидродинамической кавитации в технологиях очистки сточных вод// Изв. Вузов. Строительство.-2011.- №5.- С. 80-86.
  4. Батоева А.А., Асеев Д.Г., Сизых М.Р., Хандархаева М.С. Перспективы применения низконапорной гидродинамической кавитации в процессах очистки сточных вод// Вода: химия и экология.- 2011.-№9.- С. 27-31.
  5. Батоева А.А., Асеев Д.Г., Сизых М.Р., Вольнов И.Н. Изучение процесса гидродинамической кавитации, генерируемой низконапорными устройствами струйного типа // Журнал прикладной химии.- 2011.- №8.- С. 1301-1305.
  6. Батоева А.А., Цыбикова Б.А., Будаев С.Л. Каталитическое окисление серосодержащих соединений// Вестник Бурятского государственного университета.-2011.- Вып.3.- С.59-65.
  7. Батоева А.А., Сизых М.Р. Окисление азокрасителей в водных растворах комбинированными методами// Журнал прикладной химии.-2012.-№1.
  8. Батоева А.А. Хандархаева М.С. Деструкция фенола методом гальванохимического окисления в присутствии неорганических солей// Вестник ИрГТУ.- 2010.-№7.- С.121-125.
  9. Батоева А.А., Сизых М.Р., Асеев Д.Г. Комбинированные окислительные технологии очистки сточных вод красильно-отделочных производств // Вестник ИрГТУ.- 2010.-№ 3.- С. 77-80.
  10. Батоева А.А., Цыбикова Б.А., Рязанцев А.А. Каталитическое окисление тиоцианатов в кислой среде// Журнал прикладной химии.- 2010.-т.83, Вып. 6.- С.942-945.
  11. Батоева А.А., Цыбикова Б.А. Гальванохимическое окисление тиоцианатов// Журнал прикладной химии.- 2010.- Т.83, №11.- С.1816-1819.
  12. Батоева А.А., Хандархаева М.С., Сизых М.Р., Рязанцев А.А. Кавитационная активация процесса гальванохимического окисления фенола. //Журнал прикладной химии.- 2010.-т.83, Вып. 1.-С.74-77.
  13. Батоева А.А., Жалсанова Д.Б., Сизых М.Р., Асеев Д.Г. Мониторинг загрязнения территории в зоне влияния горнорудного предприятия// Экология и промышленность России.- 2009.-№1. – С.42-44.
  14. Просяников Е.Д., Цыбикова Б.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А.Регенерация цианида окислением тиоцианата пероксидом водорода в присутствии ионов железа// Физико-технические проблемы переработки полезных ископаемых.- 2009.-№1.- С.98-105.
  15. Асеев Д.Г., Батоева А.А., Сизых М.Р.Фотогальванохимическое окисление окисление 2,4-дихлорфенола// Химия в интересах устойчивого развития.-2009.- №2.- С. 203-207.
  16. Дашибалова Л.Т., Батоева А.А. Доочистка сточных вод гальванических производств// Гальванотехника и обработка поверхности. - 2009. №2. - С. 41-44.
  17. Рязанцев А.А., Просяников Е.Д., Маликов А.С., Глазков Д.В., Батоева А.А. Очистка сточных вод кожевенных производств. Часть 3. Окисление сульфидов во флотаторе// Известия вузов. Строительство. - 2009. №9. – С.70-76.
  18. Батоева А.А., Сизых М.Р., Асеев Д.Г. Каталитическое окисление тиоцианатов // Катализ в промышленности.- 2009. № 6.- С. 39-43.
  19. Батоева А. А., Сизых М. Р., Хандархаева М. С., Асеев Д. Г.Локальная очистка сточных вод меховых предприятий. //Водоснабжение и санитарная техника. -2008, №6. – С.54-57.
  20. Цыбикова Б.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А. Перспективные методы очистки сточных вод золотодобывающих фабрик от цианидов и тиоцианатов// Вестник Российской военно-медицинской академии.- 2008.-№ 3(23). – С.442.
  21. Сизых М.Р., Батоева А.А., Асеев Д.Г. Оценка воздействия горнопромышленных предприятий на водные экосистемы// Вестник Российской военно-медицинской академии.- 2008.-№ 3(23). – С.42-43.
  22. Дашибалова Л.Т., Батоева А.А. Обезжелезивание и деманганация подземных вод Байкальской природной территории// Водоснабжение и санитарная техника.- 2007.-№3. - С.17-21.
  23. Батоева А.А., Сизых М.Р., Рязанцев А.А. и др. Гальванохимическое окисление фенолов// Журнал прикладной химии.- 2007.-80, №8.- С.1326-1329.
  24. Рязанцев А.А., Маликов А.С., Батоева А.А. и др. Жидкофазное окисление сероводорода в центробежно-барботажных аппаратах// Журнал прикладной химии.- 2007.- 80, № 9.- С.1511-1515.
  25. Рязанцев А.А., Васильева Н.Б., БатоеваА.А. Окисление нитрофенола в воде с использованием гидродинамической кавитации//Химия в интересах устойчивого развития.- 2007.-т.15, №6.- С.715-720.
  26. Батоева А.А., Сизых М.Р., Рязанцев А.А. Гальванохимическое окисление 2- хлорфенола// Химия в интересах устойчивого развития.-2006.-т. 13,№4.- С.343-348.
  27. Батоева А.А., Цыбикова Б.А. Исследование окислительной деструкции высокотоксичных соединений сточных и оборотных вод золотодобывающих предприятий// Вестник Бурятского университета.- 2006.-Вып. 3. –С.67-76.
  28. Кочанов А.А., Рязанцев А.А., Батоева А.А., Жалсанова Д.Б., Бадалян А.М., Поляков О.В. Извлечение цианидов из отработанных растворов цианирования флотоконцентратов Холбинского месторождения золота// Химия в интересах устойчивого развития.- 2004. – т. 12, №4. – С. 445-450.
  29. Сизых М.Р., Батоева А.А., Попова А.А., Рязанцев А.А. Гальванохимическая очистка сточных вод от трудноокисляемых органических соединений// Экология и промышленность России.-2004. - №12.- С.16-17.
  30. Сизых М.Р., Жалсанова Д.Б., Батоева А.А., Рязанцев А.А. Очистка сточных вод предприятий меховой промышленности// Экология и промышленность России.- 2004. - № 4. – С. 22-25.
  31. Кочанов А.А., Рязанцев А.А., Батоева А.А. Интенсификация массообменных процессов при обезвреживании технологических растворов процесса цианирования// Ж. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2002.- № 4.- С. 103-109.
  32. Батоева А.А., Жалсанова Д.Б., Цыденова О.В., Рязанцев А.А. Исследование гальванокоагуляционного извлечения фенолов из водных растворов// Химия в интересах устойчивого развития.- 2001 - т.9, №1. – С.3-7.
  33. Цыбикова Б.А., Рязанцев А.А., Ханхасаева С.Ц., Цыцыктуева Л.А., Батоева А.А. Обезвреживание жидких отходов процесса гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов// Химия в интересах устойчивого развития.- 2000.-т.8, №3.- С.445-452.
  34. Батоев В.Б., Маниева В.И., Рязанцев А.А., Сизых М.Р., Батоева А.А. Fe-монтмориллонит: получение, свойства, применение//Химия в интересах устойчивого развития.- 1999.- т. 7, № 1.-С. 89-96.
  35. Жалсанова Д.Б., Батоева А.А., Рязанцев А.А., Ханхасаева С.Ц. Окислительная деструкция органических загрязнителей сточных вод методом гальванокоагуляции// Химия в интересах устойчивого развития.- 1998.-№6.-С.409-415.
  36. Батоева А.А., Молотов В.С., Рязанцев А.А., Батоев В.Б., Тумурова Л.В., Найданов О.Д. Экологические проблемы водообеспечения населения Бурятии // Инженерная экология.-1997, №4.-С.33-39.
  37. Рязанцев А.А., Батоева А.А., Батоев В.Б., Тумурова Л.В. Гальванокоагуляционная очистка сточных вод// Химия в интересах устойчивого развития.-1996, т.4, №3.-С.233-241.

Патенты РФ:

1. Патент РФ № 92008. Установка для очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений/ Асеев Д.Г., Батоева А.А., Сизых М.Р. - Опубл. 10.03.2010г., Бюл. №7.

2. Патент РФ №2389695. Способ очистки сточных вод от тиоцианатов/ Просяников Е.Д., Цыбикова Б.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А.- Опубл. 20.05.2010 г., Бюл. №14.

3. Патент РФ №94564. Устройство для очистки промышленных сточных вод/ Рязанцев А.А., Батоева А.А., Хандархаева М.С.- Опубл. 27.05.2010 г., Бюл. №15.

4. Патент РФ № 2366617. Способ очистки сточных вод от тиоцианатов/ ЦыбиковаБ.А., Батоева А.А. - Опубл. 10.09.2009, бюл.№25.

5. Патент РФ №2323035. Способ очистки кислородсодержащих газов от сероводорода, Рязанцев А.А., Маликов А.С., Батоева А.А. и др. - Опубл. 27.04.2008, Бюл. №12.

6. Патент РФ №2305664. Способ очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений/ Батоева А.А., Рязанцев А.А., Сизых М.Р., Батоев В.Б.- Опубл. 10.09.2007, Бюл. №25.

7. Патент РФ №2310614. Способ обезвреживания цианид- и роданидсодержащих сточных вод/ Рязанцев А.А., Асалханов А.А., Батоева А.А Цыбикова Б.А. и др. - Опубл. 20.11.2007, Бюл. №32.

8. Патент РФ №2281918. Способ очистки сточных вод от гексацианоферратов/ Цыбикова Б.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А.- Опубл. 20.08.2006, Бюл. №23.

9. Патент РФ №2222499. Способ очистки сточных вод от красителей/ Рязанцев А.А., Сизых М.Р., Жалсанова Д.Б., Батоева А.А. – Опубл. 27.01.2004, Бюл. № 3.

10. Патент РФ №2180956. Способ определения взвешенных веществ в сточной воде/ Дашибалова Л.Т., Кульков В.Н., Цыцыктуева Л.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А. – Опубл. 27.03.2002, Бюл. № 9.

11. Патент РФ №2177913. Способ очистки сточных вод от красителей/ Рязанцев А.А., Батоева А.А., Сизых М.Р.- Опубл. 10.01.2002, Бюл. № 1.

12. Патент РФ №2135419. Способ очистки сточных вод от органических примесей/ РязанцевА.А., БатоеваА.А., ЖалсановаД.Б.- Опубл. 27.08.99, Бюл. №24.

13. Патент РФ №2057080. Способ очистки сточной воды и устройство для его осуществления / РязанцевА.А., БатоеваА.А.- Опубл. 27.03.96, Бюл. № 9.

Прочие публикации:
  1. Батоева А.А., Цыбикова Б.А. Каталитическая деструкция серосодержащих соединений в присутствии экологически чистого окислителя - пероксида водорода// Мат. IV Межд. научно-практ. конф. «Приоритеты Байкальского региона в азиатской геополитике России», Улан-Удэ, 5-9 июля, 2010 г.). – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2010. – с.111-112.
  2. Advanced Fenton Treatment of aqueous phenol solution using hydrodynamic cavitation [Электронный ресурс] / M. S. Khandarkhayeva, A. A. Batoeva, М. R. Sizykh, А. А. Ryazantsev // e-Proceedings of the 2nd European Conference «Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes», 9-11 сент. 2009 г. – Nicosia. (Cyprus), 2009.
  3. Батоева А.А., Цыбикова Б.А., Просяников Е.Д., Рязанцев А.А. Регенерация цианистого водорода из отработанных растворов цианирования сульфидных флотоконцентратов// «Инновационные процессы в технологиях комплексной, экологически безопасной переработки минерального и нетрадиционного сырья». Сб. материалов Межд. совещания (конференции), (Плаксинские чтения – 2009). – Новосибирск, 2009. – С. 251-252.
  4. Batoeva A.A., Aseev D.G., Sizykh M.R. Photo-Electrochemical Oxidation of Phenols // Abstracts “The Third International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources” 25-28 June 2008, Ulaanbaatar. P. 80-82.
  5. Батоева А.А., Сизых М.Р., Хандархаева М.С., Асеев Д.Г., Рязанцев А.А. Перспективные методы обезвреживания фенолсодержащих сточных вод //Матер.Всеросс. научных чтений с межд. участием, посв. 75-летию со дня рожд. чл.-корр. АН СССР М.В. Мохосоева. 25-29 июня 2007 г., Улан-Удэ.- Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. – С.151.
  6. Khandarkhayeva M.S., Batoyeva A.A., SizykhМ.R., RyazantsevА.А. «Galvanic Chemical Oxidation of Phenols in Water» // Abstr. Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes (EAAOP) First European Conference, Chania, 7-9 September 2006.-P.140. (e-Proceedings, P.126-130).
  7. Рязанцев А.А., Батоева А.А., Асалханов А.А.Применение массообменных аппаратов для жидкофазного окисления летучих соединений. // Тез. Межд. совещ. «Прогрессивные методы обогащения и технологии глубокой переработки руд цветных, редких и платиновых металлов» (Плаксинские чтения-2006), 2-8 октября 2006 г., Красноярск – C.284-285.
  8. Ryazantsev A.A., Batoeva A.A., GoldfingerM.A. “Liquid-sparged cyclone technology for wet air oxidation processes” // Abstr. of Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes (EAAOP) First European Conference, Chania, 7-9 September 2006.- P.213. (e-Proceedings, P.193-198).
  9. Батоева А.А., Жалсанова Д.Б., Рязанцев А.А., Усольцева Н.Б.. Новые технологии очистки производственных сточных вод с использованием железа и его соединений // Cб. Тез. Всеросс. Симп. с межд. участием «Золото Сибири и Дальнего Востока», 21-25 сент. 2004г., Улан-Удэ. – Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. – C. 340-342.
  10. Асалханов А.А., Батоева А.А., Рязанцев А.А. Регенерация NaCN из отработанных растворов цианирования золотосодержащих флотоконцентратов // Cб. Тез. Всеросс. Симп. смежд. участием «Золото Сибири и Дальнего Востока», 21-25 сент. 2004 г., Улан-Удэ. – Изд-во БНЦ СОРАН, 2004. – C. 333-334.
  11. Batoeva A.A, Ryazantsev A.A. Influence of gold mining enterprises on catchment-area of small mountain rivers//Proceedings 4th Int. Conference on environmental technology (Heleco`03) (Athens, 30 January-2 February, 2003). – Athens, 2003, Volume A – P.175-180.
  12. Интенсификация процессов очистки сточных вод в массообменных аппаратах центробежно-барботажного типа / Батоева А.А., Кочанов А.А., Рязанцев А.А., Яворский А.И. // Сб. науч. Трудов Всеросс. Симп. «Химия: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (ХИФПИ-02), 24-27 июня 2002 г. – Хабаровск: Дальнаука, 2002. – C. 18-20.
  13. Рязанцев А.А., Батоева А.А., Асалханов А.А. и др. Проблемы устойчивого развития и влияние предприятий по добыче и обогащению полезных ископаемых на состояние водных экосистем // Труды II Межд. Симпозиума «Золото Сибири: геология, геохимия, технология, экономика», Красноярск, КНИИГиМС, 2001 – С.128-129.
  14. Батоева А.А., Рязанцев А.А. Перспективы обезвреживания производственных сточных вод методом гальванокоагуляции // Тез. Докл. III Межд. Конф. «Акватерра-2000» – С-П, 2000. – С.25-26.
  15. Batoeva A.A., Zhalsanova D.B., Ryazantsev A.A., Sizih M.R., Tumurova L.V. Galvanocoagulation method of natural and waste water treatment from organic contaminants // Abstr. III Int. Congress «Water: ecology and technology» Ecwatech-98 (Moscow, May, 26-30, 1998). - Moscow, 1998. - P. 247.
  16. Рязанцев А.А., Батоева А.А. Анализ уровня технических решений, принимаемых при проектировании водоохранных объектов в Забайкалье / II Межд. конгресс "Вода: экология и технология" Ecwatech-96// Тезисы докладов. Москва. 1996.- С.84-85.


Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту д.т.н., проф. Тимофеевой С.С., своему первому научному наставнику д.т.н., проф. Рязанцеву А.А., главному металлургу ОАО «Бурятзолото» Асалханову А.А. за всестороннюю поддержку и ценные советы; соавторам и коллегам, способствовавшим своим участием осуществлению данного исследования.
Подписано в печать__ . Формат 60 х 90 / 16.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 2,25.

Тираж 100 экз. Зак.__ . Поз. плана __ .


Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001

Иркутский государственный технический университет

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83