КОМПЛЕКС ДЛЯ НИЗКОЗАТРАТНОЙ ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и позволяет повысить эффективность утилизации и очистки слабокислых карьерных вод с повышенным содержанием металлов, снизить опасность техногенного загрязнения поверхностных вод в процессе освоения минеральных ресурсов без дополнительных затрат с одновременным удешевлением процесса очистки и утилизации.
Известен комплекс для очистки жидкостей из ряда: оборотные и заборные воды, промышленные стоки, технологические жидкости, содержащий адсорбент, заполненный гранулированным адсорбентом, накопительные емкости, емкости регенерации адсорбента, насосы и соединительные трубопроводы с запорной арматурой.
При этом адсорбер выполнен в виде сквозной колонки и установлен в емкости над донным цепным скребковым конвейером, над которым установлена камера с активаторами. Комплекс также снабжен промежуточными ленточными конвейерами-транспортерами, а активаторы в емкостях регенерации адсорбента снабжены электроприводами (патент №2320544, С02F 1/28, опубл. 27.03.2008 г.).
Известна установка для очистки кислых шахтных и технологических сточных вод, включающая загрузочное устройство с бункерами и дозаторами, рабочую емкость с перемешивающим устройством, соединенный с ней блок разделения с установленными в нем фильтрующим устройством и центрифугой, мерную емкость и устройство получения углеродсодержащего сорбента, выполненное в виде соединенных между собой реакторов с мешалками (патент №2319669, С02F 1/28, опубл. 20.03.2008 г.).
Однако установка предусматривает получение сорбента в натрий-форме, включая бурый уголь, гидроксид натрия и оборотную технологическую воду, а затем утилизацию сорбента методом термического окисления.
Установка малоэффективная, дорогостоящая и требует больших затрат на очистку кислых шахтных вод и приготовление сорбента.
К тому же, установка предусматривает некоторый сброс технологических сточных вод в водоемы и может вызвать загрязнение окружающей природной среды.
По существу решаемой задачи наиболее близким является комплекс технических средств для переработки и захоронения отходов промышленных предприятий, реализованный в способе переработки и захоронения отходов, который предусматривает устройство для нейтрализации, где происходит смешение отходов, и дозаторы для карбонатов.
Последующая их утилизация осуществляется без строительства дамбовых хвостохранилищ или ограничивающих насыпных отвалов. Комплекс включает строительную технику - экскаваторы, бульдозеры, самосвалы.
Смешивание компонентов производят на грохотах, ленточных транспортерах, бетономешалках. Талые воды отводятся водоотводной траншеей в нижерасположенную часть долины с последующей их очисткой в прудах-отстойниках (патент ЕА №001735, С04В 18/30, В09В 3/00, С02F 11/00, 2001 г. - прототип).
Комплекс требует большого количества технических средств для обслуживания промышленных предприятий при переработке и захоронении отходов, а также больших затрат на их эксплуатацию.
К тому же, талыми водами можно загрязнить пруды-отстойники вредными металлами, содержащимися в отходах, и нанести вред окружающей природной среде.
В основу полезной модели положена задача - разработать комплекс для низкозатратной обработки, очистки и утилизации слабокислых карьерных вод с повышенным содержанием металлов с применением природного сорбента - торфа низинного болота.
Техническим результатом является снижение затрат и опасности техногенного загрязнения окружающей природной среды в процессе освоения минеральных ресурсов.
Технический результат достигается тем, что комплекс для низкозатратной очистки и утилизации отходов горного производства, преимущественно для слабокислых металлоносных карьерных вод в условиях болотно-горного рельефа, включающий устройство для нейтрализации, узел приготовления реагента с дозатором, согласно полезной модели, комплекс снабжен приемной камерой с решеткой, установленными непосредственно в карьере, насосной установкой с подающим трубопроводом и вентилем, связывающим приемную камеру с вышеупомянутым устройством нейтрализации, и водоотводящим коллектором с задвижкой для регулирования расхода, причем один конец водоотводящего коллектора соединен через задвижку для регулирования расхода с вышеупомянутым устройством для нейтрализации, а другой конец направлен в природный геохимический барьер с торфяной залежью низинного болота, при этом коллектор смонтирован с углом наклона, соответствующим профилю горного рельефа, в сторону, соответствующую торфяной залежи низинного болота.
Наличие в комплексе приемной камеры с решеткой, установленными непосредственно в карьере, позволяет отделить твердые фракции отходов горного производства и избежать их участия в процессе нейтрализации и сорбции и засорения низинного болота.
Признак, касающийся введения в комплекс насосной установки с подающим трубопроводом и вентилем, связывающим приемную камеру с устройством нейтрализации, позволяет предварительно смешать слабокислые металлоносные карьерные воды с известковым молоком и получить слабощелочные воды, позволяющие повысить сорбционную емкость природного геохимического барьера в виде торфяной залежи низинного болота, куда они будут направлены для сорбции.
К тому же, насосная установка позволяет поддерживать высокую производительность комплекса.
Признак, касающийся введения в комплекс водоотводящего коллектора, смонтированного с углом наклона, соответствующим профилю горного рельефа, позволяет сделать очистку и утилизацию карьерных вод низкозатратной, без дополнительного оборудования передать их в торфяную залежь низинного болота для сорбции и перевода в комплексное нерастворимое органо-минеральное состояние, предотвращая интенсивную миграцию солей металлов в природные системы в условиях территорий с уже имеющимся высоким уровнем техногенной нагрузки, характерным для Уральского региона.
К тому же, запасы залежи торфа низинных болот на Урале распространены и весьма значительны. Поэтому предлагаемое техническое решение с использованием местных ресурсов возобновляемого сырья - торфа эффективно и низкозатратно.
Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили установить в заявленном способе совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом-схемой, на котором представлен комплекс для очистки и утилизации отходов горного производства.
Полезная модель включает приемную камеру 1 с решеткой 2, установленные в карьере 3, насосную установку 4, связывающую трубопроводом 5 и вентилем 6 приемную камеру 1 с устройством 7 для нейтрализации, которое, в свою очередь, снабжено мешалкой 8 и связано узлом приготовления реагента 9, снабженным также мешалкой 10 через дозатор 11.
Кроме того, полезная модель снабжена водоотводящим коллектором 12, один конец которого связан с устройством 7 для нейтрализации и снабжен задвижкой 13 для регулирования расхода, а другой конец направлен в природный геохимический барьер 14 в виде торфяной залежи низинного болота.
Комплекс работает следующим образом.
Предварительно загружается известь в узел 9 приготовления реагента, разбавляется при перемешивании мешалкой 10 водой. Полученное известковое молоко доводится до заданной концентрации.
Затем дозатором отмеряется необходимое количество реагента и заливается в устройство 7 для нейтрализации, в которое закачиваются слабокислые металлоносные карьерные воды насосом 4 из карьера 3, причем последние поступают после прохождения приемной камеры 1 с решеткой 2 и без твердых включений карьера 3.
Слабокислые металлоносные карьерные воды переходят в слабощелочные с рН 7-8 - водородным показателем, при котором оптимальна сорбционная способность торфа низинного болота.
Далее открывается задвижка 13 для регулирования расхода, и из устройства 7 для нейтрализации слабощелочные воды поступают в водоотводящий коллектор 12.
Причем водоотводящий коллектор 12, смонтированный с углом наклона, соответствующим профилю горного рельефа, без дополнительного перекачивания доставляет карьерные воды в природный геохимический барьер 14 в виде торфяной залежи низинного болота.
Торф, являясь высокоэффективным сорбентом, переводит соли металлов, содержащиеся в карьерных водах, в комплексное нерастворимое органо-минеральное состояние.
Полезная модель предотвращает миграцию солей металлов в природную систему, обеспечивает экологическую безопасность, эффективна и малозатратна.