СПОСОБ ОЧИСТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ И УПЛОТНЕНИЯ ОСАДКА
METHOD FOR TREATING CIRCULATING WATER AND COMPACTING SEDIMENT

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для очистки оборотной воды (ОВ) от шламовых частиц (ШЧ) и уплотнения осадка в хвостохранилище (ХВХР) и в пруду-отстойнике обогатительной фабрики (ОФ) - в интересах повышения эффективности (качества, производительности и др.) извлечения драгоценного (ДМ) металла (например, золота и др.); для очистки сточных (карьерных, шахтных и др.) вод (СВ) и уплотнения осадка в отстойниках и на полях поверхностной фильтрации - в интересах обеспечения экологической безопасности производства (например, для уменьшения техногенной нагрузки на природные водотоки); для предварительной подготовки питьевой воды - для очистки природной воды, отобранной из поверхностного источника (реки и т.д.), от взвешенных веществ - в интересах здоровья и долголетия населения; для уплотнения тел водоупорных дамб и уменьшения «паразитной» фильтрации через них в ХВХР - в интересах безопасности эксплуатации гидротехнического сооружения и т.д. Спп. 11 Ил.
2
Известен способ очистки ОВ и уплотнения осадка заключающийся: в периодическом - с чередованием режимов излучения и пауз, воздействия на ОВ и осадок гидроакустическими (распространяющимися под водой) волнами звукового диапазона частот (ЗДЧ) - в диапазоне частот от 16 Гц до 16 кГц, и ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ) - в диапазоне частот выше 16 кГц, с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя в ХВХР: в районе сброса пульпы, на пути движения ОВ к водозабору и в районе водозабора; в гидроакустическом уплотнении тел водоупорной дамбы ХВХР в районе сброса пульпы - путем излучения в ее направлении гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ, в отборе гидроакустически уплотненного осадка с последующими акустическим обезвоживанием и акустической сушкой осадка - путем непрерывного излучения акустических (распространяющихся в воздухе) волн ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от соответствующего акустического излучателя /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка. - Патент РФ №2560772, 2014 г., опубл. 20.08.2015, Бюл. №23/.
Основными недостатками данного способа являются:
1. Низкое качество очистки ОВ, из-за недостаточной эффективности гидроакустической коагуляции тонкодисперсных (ТД) - классы «-5,0 мкм» ШЧ.
2. Низкое качество очистки ОВ, из-за невозможности принудительного осаждения исходных ШЧ и гидроакустически коагулированных ШЧ.
3. Низкое качество уплотнения осадка, из-за недостаточной эффективности гидроакустического укрупнения ТДШЧ осадка.
4. Низкое качество уплотнения тела водоупорной дамбы ХВХР из-за использования только исходных ШЧ (а не предварительно гидроакустически коагулированных ШЧ).
5. Сложность в реализации, из-за необходимости отбора гидроакустически уплотненного осадка с последующими акустическим обезвоживанием и акустической сушкой осадка.
6. Высокие финансовые и временные затраты, из-за необходимости отбора гидроакустически уплотненного осадка с последующими акустическим обезвоживанием осадка и акустической сушкой осадка.
7. Неэффективное использование всего объема ХВХР для очистки ОВ и укладке максимального объема хвостов обогащения обогатительной фабрики (ОФ) из-за прямолинейного движения пульпы от района сброса до района водозабора и т.д.
3
Известен способ очистки ОВ и уплотнения осадка заключающийся: в непрерывном воздействия на ОВ и осадок гидроакустическими волнами ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой не менее 10 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, в гидроакустической дегазации ОВ, в дополнительной обработке осадка в разные времена года: в период ледостава осуществляют подъем осадка на поверхность льда до расчетной высоты в нерабочую пляжную зону ХВХР по всему его внутреннему периметру с последующим естественным медленным сплошным вымораживанием в зимний период на всю его глубину, в летний период осуществляют естественное медленное оттаивание осадка с разделением его на окончательно уплотненный осадок и на окончательно осветленную ОВ с последующим ее использованием в технологическим процессе /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения сапонитсодержащего осадка. - Патент РФ №2628383, 2016 г., опубл. 16.08.2017, Бюл. №23/.
Основными недостатками данного способа являются:
1. Низкое качество очистки ОВ, из-за недостаточной эффективности гидроакустической коагуляции ТДШЧ.
2. Низкое качество очистки ОВ, из-за невозможности принудительного осаждения исходных ШЧ и гидроакустически коагулированных ШЧ.
3. Низкое качество уплотнения осадка, из-за недостаточной эффективности гидроакустического укрупнения ТДШЧ осадка.
4. Низкое качество уплотнения тела водоупорной дамбы ХВХР из-за использования только исходных ШЧ (а не предварительно гидроакустически коагулированных ШЧ).
5. Сложность в реализации, из-за необходимости отбора гидроакустически уплотненного осадка, и его подъема на лед - с последующими медленным естественным вымораживанием (в зимний период) и с последующим медленным естественным таянием (в летний период).
6. Высокие финансовые и временные затраты, из-за необходимости отбора гидроакустически уплотненного осадка, и его подъема на лед - с последующими медленным естественным вымораживанием (в зимний период) и с последующим медленным естественным таянием (в летний период).
7. Неэффективное использование всего объема ХВХР для очистки ОВ и укладке максимального объема хвостов обогащения ОФ из-за прямолинейного движения пульпы от района сброса до района водозабора и т.д.
2
Известен способ очистки ОВ и уплотнения осадка на карте намыва (КН) заключающийся в использовании в ХВХР нескольких - не менее трех, КН (частей ХВХР, ограниченных со всех четырех сторон водоупорными дамбами и имеющих наклон в 1-2 градуса от района пляжа - района сброса пульпы, к району водозабора); в сбросе пульпы из пульповода на соответствующую КН ХВХР через: несколько - не менее двух, сосредоточенных (СВ) выпусков (стальных труб диаметром более 200 мм и длиной более 20 м, жестко и перпендикулярно прикрепленных к пульповоду и ориентированных вперед-вниз); несколько - не менее четырех распределенных (РСВ) выпусков (стальных труб диаметром менее 200 мм и длиной менее 20 м, жестко и перпендикулярно прикрепленных к пульповоду до соответствующего СВ и ориентированных вперед-вниз); в гидроакустическом воздействия на ОВ и осадок гидроакустическими волнами ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой не менее 10 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя в ХВХР: в районе сброса пульпы и на пути движения ОВ к водозабору; в гидроакустической дегазации ССВ в районе сброса пульпы; в гидроакустическом осветлении ОВ и в гидроакустическом уплотнения осадка в районе сброса пульпы и на пути движения ОВ к водозабору; в гидроакустическом (принудительном) осаждение исходных и ранее гидроакустически коагулированных ШЧ - путем направленного сверху-вниз излучения гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ; в гидравлическом осаждении ШЧ в верхней части КН - путем их физического сцепления гидропотоком пульпы с уже находящимися на дне КН ШЧ; в гидроакустическом уплотнении тела водоупорной дамбы ХВХР в районе сброса пульпы; в использовании отстойника, вход которого соединен с водозабором ХВХР (выходом всех КН), а выход которого соединен с входом ОФ /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки промышленной воды от сапонитсодержащих частиц на карте намыва. - Патент РФ №2607209, 2015 г., опубл. 10.01.2017, бюлл. №1/.
Основными недостатками данного способа являются:
1. Низкое качество очистки ОВ, из-за недостаточной эффективности гидроакустической коагуляции ТД ШЧ.
2. Низкое качество очистки ОВ, из-за прямолинейного движения пульпы, сброшенной вперед-вниз из пульповода через СВ, из района пляжа до района водозабора в течение нескольких - не менее 3-х, суток.
3. Низкое качество очистки ОВ, из-за прямолинейного движения пульпы, сброшенной вперед-вниз из пульповода через РСВ, из района пляжа до района водозабора в течение нескольких - не менее 3-х, суток.
4. Низкое качество уплотнения тела водоупорной дамбы ХВХР из-за регулярного частичного размыва пляжа в результате прямоточного движения пульпы, сброшенной из пульповода через СВ и РСВ.
5. Низкое качество уплотнения тела водоупорной дамбы ХВХР из-за использования только исходных ШЧ (а не предварительно коагулированных ШЧ).
6. Низкое качество принудительного осаждения ШЧ из-за использования только гидроакустических волн, распространяющихся сверху-вниз.
7. Неэффективное использование всего объема ХВХР для очистки ОВ и укладке максимального объема хвостов обогащения ОФ из-за использования внутренних дамб, делящих ХВХР на КН и т.д.
Наиболее близким к заявляемому относится способ - выбранный в качестве способа-прототипа, очистки ОВ и уплотнения осадка заключающийся в транспортировке исходной (загрязненной ШЧ на ОФ в процессе обогащения БМ) ОВ (пульпы) с ОФ на ХВХР по главному пульповоду, поочередному распределению пульпы (содержавшей, в том числе, ТДШЧ) в распределителе-смесителе на левый и правый пульповоды, поочередной укладке пульпы в несколько - не менее 3-х, карт намыва (КН) ХВХР посредством нескольких - не менее 4-х (по числу 4-х сторон ХВХР) сосредоточенных выпусков (СВ), свободная оконечность каждого из которых (для минимизации размыва пляжа - внутреннего откоса, соответствующей КН и принудительного перемещения потоком пульпы предварительно осветленной ОВ, находящейся в ее углах) оснащена гибким абразивно-устойчивым патрубком, при помощи которого (по мере необходимости - например, один раз в сутки) изменяют не менее чем на 30 градусов угол сброса пульпы на соответствующую КН, и посредством несколькими - не менее 8-ми (не менее чем в 2 раза больше, чем СВ) рассредоточенных выпусков (РСВ, попарно установленных до соответствующего СВ и (для охлаждения пульпы атмосферным воздухом, минимизации размыва пляжа соответствующей КН, и повышения эффективности гидравлического осаждения ШЧ на ее пляже) ориентированы под углом 60 градусов вверх; в воздействия на ОВ и осадок гидроакустическими волнами ЗДЧ и УЗДЧ: в работающем СВ (с транспортируемой пульпой), в районе сброса пульпы в КН, в районе перехода ОВ из одной КН в другую и в прудковой части (ПРЧ) ХВХР (в районе водозабора полностью осветленной ОВ); в гидроакустической коагуляции ТДШЧ (классы крупности «-5,0 мкм»), в гидроакустическом осаждении исходных и ранее гидроакустически коагулированных ШЧ, в гидроакустическом уплотнении осадка и в гидроакустическом уплотнении тел водоупорных дамб ХВХР; в непрерывном заборе полностью осветленной (до требований Регламента) ОВ из ПРЧ ХВХР и транспортировки ее (ОВ) на ОФ по главному водоводу; при этом, дополнительно к гидроакустическому, осуществляют акустическое осаждение исходных и ранее гидроакустически коагулированных ШЧ в районе перехода ОВ из одной КН в другую КН и в районе водозабора ХВХР (путем излучения из воздуха в воду под углом не более 15 градусов вниз акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ частот с амплитудой акустического давления не менее 1 Па на расстоянии 1 м от излучателя).
Основными недостатками способа-прототипа являются:
1. Недостаточное качество очистки ОВ, из-за недостаточной эффективности гидроакустической коагуляции ТД ШЧ при изменении их химического состава.
2. Недостаточное качество уплотнения осадка при изменении химического состава его частиц.
3. Недостаточное качество уплотнения тела водоупорной дамбы ХВХР при изменении химического состава ШЧ и частиц осадка.
4. Недостаточное качество осветления ОВ ХВХР при изменении химического состава ШЧ.
5. Высокие капитальные затраты из-за необходимости разделения ХВХР (путем строительства соответствующих дамб) на несколько - не менее 3, КН.
6. Высокие дополнительные капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией акустического (надводные излучатели) оборудования.
7. Ограниченная область применения - из-за невозможности применения при: резком изменении химического состава ШЧ, полном вымораживании всего верхнего слоя осветленной воды при низких температурах окружающего воздуха в течение длительного периода времени, при повышении производительности ОФ.
8. Недостаточная надежность гидроакустических излучателей, используемых в процессе реализации способа-прототипа - из-за заиливания их рабочих поверхностей (потерей мощности и выходом из строя - в конечном итоге).
9. Ограниченная медицинская безопасность для обслуживающего персонала из-за использования акустических (надводных) излучателей и др.
10. Ограниченная экологическая безопасность для ОПС из-за использования акустических (надводных) излучателей и др.
Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.
Технический результат предложенного способа заключается в: эффективной - до требований Регламента, очистке исходной ОВ от ШЧ; в эффективном - обеспечивающем длительность эксплуатации по Регламенту, уплотнении осадка в ХВХР; в эффективном - исключающем возникновение «паразитной» фильтрации, уплотнении тел ограждающих дамб в ХВХР при обеспечении высокой надежности способа и расширении области его применения - использование в случае: резкого изменении химического состава ШЧ, при вымораживании всего верхнего слоя воды при крайне низких (ниже 40 градусов Цельсия) температурах окружающего воздуха в условиях Севера, при увеличении производительности ОФ; с обеспечением медицинской безопасности для человека (персонала, обслуживающего ХВХР и акустическое оборудование) и экологической безопасности для окружающей природной среды, в целом.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки оборотной воды и уплотнении осадка заключающемся в транспортировке исходной оборотной воды (ОВ) с ОФ на ХВХР по главному пульповоду, поочередному распределению исходной ОВ в распределителе-смесителе на левый и на правый пульповоды, поочередной укладке исходной ОВ в ХВХР посредством нескольких - не менее 4-х (по числу 4-х сторон ХВХР) СВ, свободная оконечность каждого из которых (для минимизации размыва пляжа и принудительного перемещения потоком исходной ОВ предварительно гравитационно осветленной ОВ, находящейся в застойных зонах ХВХР) оснащена гибким абразивно-устойчивым патрубком, при помощи которого (по мере необходимости - например, один раз в сутки) изменяют не менее чем на 30 градусов угол сброса исходной ОВ в ХВХР, и посредством несколькими - не менее 8-ми (в 2 раза больше, чем СВ) РСВ, попарно установленных до соответствующего СВ и (для охлаждения исход- ной ОВ атмосферным воздухом, минимизации размыва пляжа и повышения эффективности гидравлического осаждения ШЧ на пляже) ориентированных под углом 60 градусов вверх; в воздействии на исходную ОВ и осадок гидроакустическими волнами ЗДЧ и УЗДЧ: при транспортировке исходной ОВ, в районе сброса исходной ОВ в ХВХР и в прудковой части ХВХР (в районе водозабора полностью осветленной ОВ); в коагуляции ШЧ, в гидроакустическом осаждении исходных и ранее коагулированных ШЧ, в гидроакустическом уплотнении осадка и в гидроакустическом уплотнении тел водоупорных дамб ХВХР; в непрерывном заборе полностью осветленной ОВ из прудковой части ХВХР и транспортировки ее (полностью осветленной ОВ) на ОФ по главному водоводу, гидроакустическое воздействие на транспортируемую исходную ОВ оказывают гидроакустическое воздействие в работающем пульповоде ХВХР, сброс исходной ОВ осуществляют непосредственно в ХВХР, гидроакустическое воздействие на оборотную воду и осадок дополнительно осуществляют в центральной части ХВХР (на пути движения оборотной воды от района сброса исходной ОВ в ХВХР до района водозабора осветленной ОВ) при помощи гидроакустических излучателей ЗДЧ и УЗДЧ, предварительно помещенных (для исключения их «заиливания) в звукопрозрачные контейнеры с чистой водой; коагуляцию шламовых частиц дополнительно осуществляют: химическим способом - путем искусственного введения частично минерализованной воды из скважины (расположенной на соответствующем горизонте - при помощи первого водяного насоса) в транспортируемую исходную ОВ, электро-химическим
способом - за счет наведенной (сопутствующий эффект штатной работе гидроакустического излучателя) вокруг каждого гидроакустического излучателя электродвижущей силы (ЭДС) в процессе преобразования электрической энергии в акустическую энергию, дополнительно в районе водозабора в предварительно осветленную ОВ вводят (для разбавления предварительно осветленной ОВ чистой водой и для минимизации возможного негативного последствия на оборудование ОФ ранее искусственно введенной частично минерализованной воды) пресную воду, подаваемой (при помощи второго водяного насоса) из природного поверхностного водотока (реки), с последующим ее (ОВ) окончательным осветлением; дополнительно из ПРЧ ХВХР периодически (по мере необходимости) удаляют (шламовым насосом) уплотненный осадок.
На фиг. 1-фиг. 6 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ очистки ОВ и уплотнения осадка. При этом: на фиг. 1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа очистки ОВ и уплотнения осадка; на фиг. 2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к мобильному поворотному модулю (МПМ); на фиг. 3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно навесному акустическому модулю (НАМ); на фиг. 4 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к модулю забора частично минерализованной воды (МЗМВ) и к смесителю-распределителю; на фиг. 5 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к модулю забора пресной воды (МЗПВ) из поверхностного природного водотока и к забору полностью осветленной ОВ из водозаборного колодца (ВК) ХВХР; на фиг. 6 иллюстрируется схема взаимного расположения нескольких - не менее пяти, идентичных друг другу плавучих акустических модулей (ПАМ) относительно фильтрующего вала (ФВ) и ВК ХВХР; на фиг. 7 иллюстрируется структурная схема ПАМ.
Устройство (1) для очистки ОВ и уплотнения осадка, например, в процессе добычи драгоценного металла (ДМ): золота и др. (рудного или россыпного), в простейшем случае, содержит (фиг. 1) последовательно функционально соединенные: ОФ (2) - для обогащения ДМ, с насосом ОВ (3) - для ее перекачки из ПРЧ ХВХР, пульпонасосом (4) - для перекачки пульпы - загрязненной (исходной) ОВ, главный пульповод (5) - для транспортировки пульпы от ОФ (2) до ХВХР, распределитель-смеситель (6) - для: гидравлического перемешивания (смешивания) пульпы с частично минерализованной водой (подаваемой из соответствующей скважины) и поочередной (согласно плана укладки хвостов обогащения ОФ в ХВХР) подачи пульпы в левый (относительно направления движения пульпы) пульповод (7) ХВХР и в правый пульповод (8) ХВХР, с несколькими - не менее 4-х (по числу 4-х сторон ХВХР) СВ (9) и с несколькими - не менее 8-ми (не менее чем в 2 раза больше, чем СВ) РСВ (10), предназначенными, соответственно, для сосредоточенного (через СВ) и рассредоточенного (через РСВ) сброса пульпы в ХВХР (11), в нижней части которого (ХВХР), посредством фильтрующего вала (12) - предназначенного для удержания (улавливания) ШЧ, с несколькими - не менее двух, переливными трубами (13) - предназначенными для перемещения верхнего (наиболее осветленного) слоя предварительно осветленной ОВ, организована ПРЧ (14) ХВХР (11).
Устройство (1) также содержит (фиг. 2, участок правого пульповода ХВХР) несколько - по числу СВ (9), идентичных друг другу мобильных поворотных (МПМ) модулей (15), расположенных в районе соответствующего СВ (9). В свою очередь каждый МПМ (15) содержит функционально соединенные: гибкий абразивно-устойчивый (17) патрубок (ГАУП) со стальным хомутом (18), к которому с двух сторон (слева и справа) присоединяют два идентичных друг другу стальных троса (19), соединенных (другими своими концами) с соответствующими, идентичными друг другу, ручными лебедками (20).
1
1
Устройство (1) также содержит (фиг. 3) два - по числу пульповодов (левый и правый) ХВХР (11), идентичных друг другу НАМ (21). В свою очередь каждый НАМ (21) содержит: первый (22) внутренний модуль (ПВМ) и первый (23) наружный модуль (ПНМ). При этом: каждый ПВМ (22) содержит последовательно электрически соединенные: первый блок (24) формирования сигналов (ПБФС) на частоте F, первый цифровой усилитель (ПЦУМ) мощности (25), первый блок (26) согласования сигналов (ПБСС) и первый сигнальный (ПСК) кабель (27); каждый ПНМ (23) содержит функционально соединенные: первый герм ввод (28) и первый направленный гидроакустический (ПНГИ) излучатель (29) гидроакустических сигналов на частоте F, размещенный в герметичной стальной капсуле (30), полностью заполненной незамерзающей жидкостью (техническим спиртом, антифризом и т.п. - исключающим замерзание при температуре окружающего воздуха ниже 40 градусов Цельсия) с наружным - для жесткого соединения с соответствующим пульповодом ХВХР (на фиг. 3 - с правым пульповодом ХВХР), наружным креплением (31), с внутренним - для жесткого крепления соответствующего ПНГИ (29) к внутренней стенки герметичной стальной капсулы (30), внутренним креплением (32).
Устройство (1) также содержит (фиг. 4) МЗМВ (33) в составе последовательно функционально соединенных: скважины (34) частично минерализованной воды (солоноватой), первого водяного насоса (35) и первого водовода (36) - для перемещения заданного объема частично минерализованной воды из скважины (34) к смесителю-распределителю (6).
Устройство (1) также содержит (фиг. 5) МЗПВ (37) в составе последовательно функционально соединенных: природного поверхностного водотока (38) - источника пресной воды (реки), фильтра (39) грубой очистки пресной воды, патрубка (40), второго водяного насоса (41) с блоком дистанционного управления (42) - дистанционно управляемой задвижкой и второго водовода (43). Устройство (1) также содержит (фиг. 5) функционально соединенные: водозаборный (ВК) колодец (44) и водовод ОВ (45), а также насос ОВ (3) ОФ (2); шламовый (ШН) насос (47) с входным шламовых патрубком (46) и с выходным шламовым патрубком (48).
Устройство (1) также содержит (фиг. 6 и фиг. 7) несколько - не менее пяти, идентичных друг другу ПАМ (49), меньшая часть из которых - не менее дух ПАМ (49), установлены внутри ПРЧ (14) ХВХР (11), а большая часть из которых - не менее трех ПАМ (49), установлена снаружи ПРЧ (14) ХВХР (11). При этом каждый ПАМ (49) в простейшем случае содержит: стальной понтон (50) с идентичными друг другу несколькими - не менее 2-х, спуско-подъемными устройствами (51); терм шкаф (52); второй внутренний (ВВБ) блок (53), расположенный внутри терм шкафа (52); второй наружный (ВНБ) блок (54), расположенный на стальном понтоне (50).
2
3
4
При этом каждый ВВБ (53) содержит: канал (55) гидроакустической коагуляции (КГАК) ШЧ, канал (56)гидроакустического (принудительного) осаждения (КГАО) ШЧ и канал (57) гидроакустического уплотнения осадка (КГАУО). В свою очередь: КГАК (55) содержит последовательно электрически соединенные: второй блок (58) формирования сигналов (ВБФС) на частоте F, второй цифровой усилитель (ВЦУМ) мощности (59) и второй блок (60) согласования сигналов (ВБСС); КГАО (55) содержит последовательно электрически соединенные: третий блок (61) формирования сигналов (ТБФС) на частоте F, третий цифровой усилитель (ТЦУМ) мощности (62) и третий блок (63) согласования сигналов (ТБСС); КГАУО (57) содержит последовательно электрически соединенные: четвертый блок (64) формирования сигналов (ЧБФС) на частоте F, четвертый цифровой усилитель (ЧЦУМ) мощности (65) и четвертый блок (66) согласования сигналов (ЧБСС).
При этом каждый ВНБ (54) содержит идентичные друг другу параллельно-последовательно функционально соединенные: бронированные (для защиты от возможного повреждения льдом) сигнальные кабеля (67) - типа «кги-3х0,5 мм», подводные муфты (68), гидроакустические излучатели (69), размещенные внутри звукопрозрачных контейнеров (70), предварительно заполненных чистой водой и имеющих на наружной поверхности мобильное крепление (71) - типа карабин (надежно прикрепляющее и легко отстегивающее - при демонтаже), соединенное с нижним концом троса (72), верхний конец которого прикреплен к соответствующему спуско-подъемному устройству (51) соответствующего ПАМ (49).
Способ очистки ОВ и уплотнения осадка реализуют следующим образом (фиг. 1-фиг. 7).
2
В процессе производственной деятельности (например, при обогащении золота на ОФ), пульпу (загрязненную ОВ), содержащую ШЧ (в том числе, ТДШЧ - классы «-5,0 мкм»), благодаря пульпонасосу (4), с выхода ОФ (2) перекачивают по главному пульповоду (5) на ХВХР (11), в том числе (сначала) - до распределителя-смесителя (6) и далее, согласно плана укладки хвостов обогащения ОФ в ХВХР (11), направляют в левый (относительно направления движения пульпы) пульповод (7) ХВХР (11), или в правый (в рассматриваемом примере) пульповод (8) ХВХР (11). Благодаря нескольким - не менее 2-м, РСВ (10) и одному СВ (9), установленному за соответствующими РСВ (10), пульпу сбрасывают на внутренний откос (пляж) заданного (планом намывки) участка ХВХР (11). Под действием силы гравитации и гидравлического сопротивления уже лежащих на пляже ШЧ, все (100%) крупнодисперсные (КД) - классы «+500 мкм», ШЧ и значительная часть (более 50%) среднедисперсных - классы «5-500 мкм», ШЧ выпадают в осадок на пляже. Однако все (100%) ТДШЧ и незначительная часть (менее 50%) СДШЧ с потоком пульпы движутся по кратчайшему расстоянию (особенно в зимний период, когда температура пульпы выше температуры ОВ в ХВХР) к ПРЧ (14) ХВХР (11) и к ВК (44), в частности. С помощью ФВ (12), практически все (более 95%) СДШЧ и значительную часть ТДШЧ задерживают (улавливают) фильтрующим материалом (например, речным песком) ФЛ (12). Однако минимальная часть (менее 5%) СДШЧ и незначительная часть ТДШЧ остаются в ОВ, и попадают вместе с ней на ОФ (2). В связи с этим существенно: снижается качество извлечения ДМ (золота), снижается производительность перекачиваемой ОВ и производительность обогащения БМ, в целом, увеличивается износ оборудования, увеличиваются затраты электроэнергии на перекачку единицы объема более грязной (более вязкой) ОВ и т.д. Кроме того: формируемый под воздействием силы тяжести осадок из ТДШЧ отличается незначительной (0,1-0,2 г/см) плотностью скелета, и занимает существенную часть (слой осветленной воды не превышает ~1 м при глубине ХВХР ~10 м) рабочего объема ХВХР (11); пляж частично размывается потоком пульпы с ТДШЧ («намывается русло»), что снижает устойчивость водоупорных дамб ХВХР (11); участок (находящейся в районе сбрасываемой пульпы с ТДШЧ) водоупорной дамбы частично размывается, и может образоваться «паразитная фильтрация». Актуальность проблемы существенно возрастает в зимний период (особенно в районах Крайнего Севера РФ), когда вымерзает практически весь (до 1,5 м) слой осветленной ОВ в ХВХР (11), и на ОФ направляют ОВ с содержанием ШЧ на порядок и более превышающем требования соответствующего Регламента (например, содержание ШЧ в ОВ 70-80 г/л при требовании Регламента «не более 5/л»).
Для уменьшения содержания ШЧ в ОВ, повышения качества уплотнения осадка в ХВХР и уменьшения степени размыва пляжа, все РСВ (10) предварительно ориентируют под углом 60 градусов вверх. В результате: сбрасываемую «фонтаном» (а не «струей») пульпу охлаждают атмосферным воздухом, формируют «пляжный бугорок» (а не «пляжную промоину»), замедляют (при растекании пульпы во все сторону с «пляжного бугорка») скорость движения пульпы по пляжу, улучшают гидравлическое и гравитационное осаждения ШЧ.
Для для более полного использования рабочего объема соответствующей части ХВХР (где присутствуют определенные объемы качественно осветленной ОВ - благодаря силе гравитации и минимальной скорости движения ОВ), с помощью: двух ручных лебедок (20), двух соответствующих стальных тросов (19) и стального хомута (18) соответствующего МПМ (15), по мере необходимости (например, один раз в сутки), изменяют (например, левый трос ослабляют, а правый трос натягивают) положение ГАУП (17) в горизонтальной плоскости - вправо (в данном случае) на угол не менее чем на 30 градусов отличающийся от предыдущего пространственного положения ГАУП (17). В результате направляют пульпу по новой траектории, и частично увлекать с собой (на начальном этапе - «толкать» вперед) часть осветленной ОВ, ранее находившейся в «застойной зоне». То есть осуществлять «локально разбавление» «сбрасываемой» загрязненной ОВ (пульпы) более чистой «стоячей» ОВ.
Одновременно с этим (для последующего повышения эффективности осветления ОВ и уплотнения осадка) при помощи соответствующего (размещенного на работающем правом пульповоде ХВХР) НАМ (21) осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ, находящихся в перемещаемой по правому (в частном случае) пульповоду (8) ХВХР (11), а также для предотвращения засорения (особенно при малой скорости потока пульпы) потока самого правого пульповода (8) ШЧ - для недопущения уменьшения его пропускной способности.
1
1
Для этого, с помощью последовательно электрически соединенных: ПБФС (24) на частоте F, ПЦУМ (25), ПБСС (26) и ПСК (27) ПВМ (22), а также ПНГИ (29) ПНМ (23) НАМ (21) осуществляют формирование, усиление и направленное - вдоль стальной капсулы (30), полностью заполненной незамерзающей жидкостью (спирт, антифриз) излучение гидроакустических сигналов на частоте F, под воздействием которых ТДШЧ прибивают с СДШЧ и к КДШЧ. В результате вновь сформированные ШЧ обладают повышенной массой и повышенной плотностью (по сравнению с исходными ШЧ) и, тем самым, в последствии (при сбросе пульпы в ХВХР) более интенсивно выпадают в осадок под действием силы гравитации. При этом формируемый в ХВХР осадок отливается повышенной плотностью скелета и пониженной пористостью, а, тем самым, повышают надежность водоупорных дамб ХВХР, и снижают риск образования «паразитной фильтрации».
Одновременно с этим при помощи нескольких - не менее 3-х, идентичных друг другу ПАМ (49), размещенных с наружной части ФВ (12) - в районах нахождения нескольких - не менее 3-х, переливных труб (13), осуществляют гидроакустическую коагуляцию ШЧ, гидроакустическое (принудительное - дополнительно к силе гравитации) осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, а также гидроакустическое уплотнение осадка в районе сброса пульпы в ХВХР (11) и в центральной части ХВХР (11) - на пути движения ОВ к ПРЧ (14) ХВХР (11) за счет направленного излучения гидроакустических сигналов заданной мощности. При этом в каждом районе нахождения соответствующей переливной трубы (13) дополнительно осуществляют электрическую коагуляцию ШЧ (в том числе, ТДШЧ - наиболее трудно извлекаемых ШЧ) сопутствующий эффект работы каждого гидроакустического излучателя (в процессе преобразования электрической энергии в акустическую энергию), оставшихся в верхнем слое ОВ, перемещаемой через соответствующую переливную трубу (13).
2
2
Для гидроакустической коагуляции ШЧ, с помощью последовательно электрически соединенных: ВБФС (58) на частоте F, ВЦУМ (59), ВБСС (60), соответствующего бронированного сигнальные кабеля (67), соответствующей подводной муфты (68) и соответствующего гидроакустического излучателя (69), размещенного внутри соответствующего звукопрозрачного контейнера (70), предварительного заполненного чистой водой, осуществляют формирование, усиление и излучение гидроакустических сигналов на частоте F, под воздействием которых более подвижные (но менее массивные) ТДШЧ прибивают к менее подвижным и более массивным СДШЧ. В результате вновь сформированные (коагулированные) ШЧ обладают повышенной массой и повышенной плотностью (чем все исходные ШЧ) и, тем самым, более интенсивно выпадают в осадок под действием силы гравитации в ХВХР. При этом формируемый в ХВХР осадок отличается повышенной плотностью и пониженной пористостью, а, тем самым, увеличивают полезный объем ХВХР (11), и уменьшают объем не уплотненного осадка.
3
3
Для гидроакустического осаждения ШЧ, с помощью последовательно электрически соединенных: ТБФС (61) на частоте F, ТЦУМ (62), ТБСС (63), соответствующего бронированного сигнальные кабеля (67), соответствующей подводной муфты (68) и соответствующего гидроакустического излучателя (69), размещенного внутри соответствующего звукопрозрачного контейнера (70), предварительного заполненного чистой водой, осуществляют формирование, усиление и излучение гидроакустических сигналов на частоте F, под воздействием которых ШЧ принудительно (дополнительно к силе гравитации) осаждают в нижние слои воды и непосредственно на дно. В результате: дополнительно осветляют воду (снижают содержание ШЧ в верхнем и в среднем слоях ОВ) и дополнительно уплотняет осадок (путем вытеснения воды из микропространств между частицами осадка, принудительно колеблющихся под воздействием гидроакустической волны).
4
4
Для гидроакустического уплотнения осадка, с помощью последовательно электрически соединенных: ЧБФС (64) на частоте F, ЧЦУМ (65), ЧБСС (66), соответствующего бронированного сигнальные кабеля (67), соответствующей подводной муфты (68) и соответствующего гидроакустического излучателя (69), размещенного внутри соответствующего звукопрозрачного контейнера (70), предварительного заполненного чистой водой, осуществляют формирование, усиление и излучение гидроакустических сигналов на частоте F, под воздействием которых ШЧ осадка заставляют принудительно колебаться и вытеснять воду из микропространств между частицами осадка. Таким образом сформированный осадок отличается повышенной плотностью и пониженной пористостью (в отличие от гравитационно сформированного осадка), а частицы осадка имеют более значительный размер и высокую плотность (в отличие от исходных частиц осадка). При этом существенно увеличивают надежность водоупорных дамб ХВХР, и уменьшают вероятность образования «паразитной фильтрации».
Одновременно с этим при помощи нескольких - не менее 2-х, идентичных друг другу ПАМ (49), размещенных с внутренней части ФВ (12) - в районах между двумя соответствующими переливными трубами (13), осуществляют гидроакустическую коагуляцию ШЧ, гидроакустическое (принудительное - дополнительно к силе гравитации) осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, а также гидроакустическое уплотнение осадка в ПРЧ (14) ХВХР (11) по аналогии с операциями, описанными ранее. В результате дополнительно осветляют ОВ (уменьшают содержание ШЧ в ОВ), подаваемую через ВК (44) на ОФ (2).
Однако возможна ситуация, когда в исходной породе с БМ, содержится повышенное количество глинистого материала, затрудняющего (особенно при увеличении производительности ОФ, в процессе длительной эксплуатации ХВХР) очистку ОВ и уплотнение осадка.
Для этого с помощью первого водяного насоса (35) по первому водовода (36) перемещают заданный (исходя из объема пульпы, исходя из доли глинистого и т.д.) объем частично минерализованной воды (солоноватой) из скважины (34) к смесителю-распределителю (6), в котором гидравлически перемешиваю пульпу с частично минерализованной водой и затем воздействуют на нее гидроакустическими сигналами на частоте F1 с помощью соответствующего НАМ (21) по описанной ранее методике. В результате: повышают эффективность физико-химической коагуляции ШЧ, уменьшают (в конечном счете) толщину слоя льда в ХВХР (11) в зимний период и т.д. - положительные эффекты, негативно воздействуют на оборудование - отрицательный эффект.
Для минимизации данного негативного эффекта в ОВ - в районе ПРЧ (14), добавляют пресную воду из природного поверхностного водотока (38) с помощью последовательно функционально соединенных: фильтра (39) грубой очистки пресной воды, патрубка (40), второго водяного насоса (41) с блоком дистанционного управления (42) и второго водовода (43). В результате ОВ дважды «разбавляют» водными системами без ШЧ (частично минерализованной водой и пресной водой), и дополнительно уменьшают содержание ШЧ в ОВ.
В дальнейшем полностью очищенную ОВ (до требований Регламента при всех погодно-климатических и горно-технических условиях), через ВК (44) и по водоводу (45) с помощью насоса ОВ (3) направляют на ОФ (2), где осуществляют высококачественное (с минимальными потерями БМ и т.д.) обогащение БМ.
Периодически (по мере необходимости) из ПРЧ ХВХР удаляют гидроакустически уплотненный осадок посредством последовательно функционально соединенных: входного шламового патрубка (46), шламового насоса (47) и выходного шламового патрубка (48). Следует отметить, что в интересах комплексного освоения недр, гидроакустически уплотненный осадок (содержащий ДМ и другие ценные компоненты) направляют на ОФ для дальнейшего обогащения. При этом:
1. Эффективную (качественную - до требований Регламента) очистку ОВ от ШЧ обеспечивают (в том числе, при изменении химического состава ШЧ) за счет того, что:
- осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах» (в работающем пульповоде ХВХР, с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ - сопутствующий эффект (наведенная электродвижущая сила) преобразования электрической энергии в акустическую энергию на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют химическую коагуляцию (путем гидравлического смешивания пульпы с частично минерализованной водой) в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляют гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных (тремя различными способами) ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР;
- осуществлять разбавление ОВ пресной водой (не содержащей ШЧ) и т.д.
2. В эффективном (обеспечивающем максимальный полезный объем ХВХР и максимальную длительность эксплуатации ХВХР) уплотнение осадка (в том числе, при изменении химического состава его частиц) в ХВХР обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах» (в работающем пульповоде ХВХР, с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ - сопутствующий эффект (наведенная электродвижущая сила) преобразования электрической энергии в акустическую энергию на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют химическую коагуляцию (путем гидравлического смешивания пульпы с частично минерализованной водой) в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляют гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных (тремя различными способами) ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР и т.д.
3. Высокую надежность очистки ОВ и уплотнения осадка обеспечивают за счет того, что:
- исключают применение гидроакустических излучателей ЗДЧ и УЗДЧ без их размещения в звукопрозрачных контейнерах предварительно заполненных чистой водой, что исключает заиливание их (излучателей) рабочих поверхностей и, последующего выхода из строя гидроакустических излучателей и соответствующих им цифровых усилителей мощности, а, в конечном итоге, прекращение излучения гидроакустических сигналов;
- исключают применение акустических (надводных) излучателей, выходящих из строя при осадках (дожде и снегопаде), и, как следствие, выхода из строя соответствующих усилителей мощности, а, в конечном итоге, прекращение излучения акустических сигналов;
- осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных рубежах (в соответствующем пульповоде ХВХР, с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют коагуляцию разнодиспесрных ШЧ тремя различными (гидроакустически, электро-химически и химически) способами;
- осуществляют гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ на двух условных «рубежах» (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных «рубежах» (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- по мере необходимости (например, один раз в сутки) изменяют пространственное положение (не менее чем на 30 градусов в горизонтальной плоскости) центральной оси сброса пульпы через СВ;
- сброс пульпы в ХВХР через РСВ осуществляют «фонтаном» через несколько РСВ ориентированных под углом около 60 градусов вверх и т.д.
4. Качественное уплотнение тел всех водоупорных дамб ХВХР обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ, в том числе, в направлении водоупорных дамб;
- осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на двух условных рубежах (в соответствующем пульповоде ХВХР и с наружной части ПРЧ ХВХР);
- осуществляют коагуляцию разнодиспесрных ШЧ тремя различными (гидроакустически, электро-химически и химически) способами;
- осуществляют гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ с наружной части ПРЧ ХВХР;
- осуществляют гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных «рубежах»;
- по мере необходимости (например, один раз в сутки) изменяют пространственное положение (не менее чем на 30 градусов в горизонтальной плоскости) центральной оси сброса пульпы через СВ;
- сброс пульпы в ХВХР через РСВ осуществляют «фонтаном» через несколько РСВ ориентированных под углом около 60 градусов вверх и т.д.
5. Расширение области применения обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах» (в соответствующем пульповоде ХВХР, с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ - сопутствующий эффект (наведенная электродвижущая сила) преобразования электрической энергии в акустическую энергию на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют химическую коагуляцию (путем гидравлического смешивания пульпы с частично минерализованной водой) в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляют гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных (тремя различными способами) ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляют гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР;
- осуществляют разбавление пульпы частично минерализованной водой (не содержащей ШЧ) в смесителе-распределителе;
- осуществлять разбавление ОВ пресной водой (не содержащей ШЧ) в ПРЧ ХВХР и т.д.
6. Медицинскую безопасность для человека (персонала, обслуживающего ХВХР и акустического оборудования) обеспечивают за счет того, что:
- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых и медицински сертифицированных приборов;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);
- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являются медицински безопасными для человека и т.д.
7. Экологическую безопасность для ОПС обеспечивают за счет того, что:
- гидроакустическим способом уплотняют осадок, что исключает «паразитное дренажирование» ОВ из ХВХР;
- гидроакустическим способом уплотняют тела водоупорных дамб, что исключает «паразитную фильтрацию» ОВ через них;
- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являются экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
1. На транспортируемую пульпу оказывают гидроакустическое воздействие в работающем пульповоде ХВХР (а не в работающем СВ, как в способе-прототипе),
2. Сброс пульпы осуществляют непосредственно в ХВХР (а не в отдельную КН, как в способе-прототипе),
3. Гидроакустическое воздействие на ОВ дополнительно осуществляют в центральной части ХВХР (на пути движения ОВ от района сброса пульпы в ХВХР до района водозабора полностью осветленной ОВ).
4. Гидроакустическое воздействие на осадок дополнительно осуществляют в центральной части ХВХР (на пути движения ОВ от района сброса пульпы в ХВХР до района водозабора полностью осветленной ОВ).
5. Гидроакустические излучатели ЗДЧ и УЗДЧ помещают в звукопрозрачные контейнеры, предварительно заполненные чистой водой.
6. Коагуляцию ШЧ дополнительно осуществляют химическим способом - путем искусственного введения частично минерализованной воды из скважины в смеситель-распределитель с пульпой.
7. Коагуляцию ШЧ дополнительно осуществляют электро-химическим способом - за счет наведенной (сопутствующий эффект штатной работе гидроакустического излучателя) вокруг каждого гидроакустического излучателя электродвижущей силы в процессе преобразования электрической энергии в акустическую энергию.
8. Дополнительно в ПРЧ ХВХР в предварительно осветленную ОВ вводят пресную воду (для минимизации возможного негативного последствия на оборудование ОФ ранее искусственно введенной частично минерализованной воды и для разбавления предварительно осветленной ОВ с ШЧ).
9. Дополнительно из ПРЧ ХВХР периодически (по мере необходимости) удаляют (шламовым насосом) гидроакустически уплотненный осадок.
Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".
Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.
Признаки: 1 и 5 являются новыми и неизвестно их использование для очистки ОВ и уплотнения осадка.
Признаки: 3, 4, 6, 7 и 8 являются новыми и неизвестно их использование для очистки ОВ и уплотнения осадка. В то же время известно: для признаков 3 и 4 - использование гидроакустического воздействия на воду и осадок; для признака 6 - использование солей для химической коагуляции ШЧ; для признака 7 - использование эффекта наведенной ЭДС вокруг работающего гидроакустического излучателя для электро-химической коагуляции взвешенных веществ; для признака 8 - использование пресной воды (например, реки) для разбавления загрязненных сточных вод (например, карьерных) в интересах повышения качества их осветления.
Признаки: 2 и 9 являются известными.
Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно (качественно - до требований Регламента) очищать ОВ от ШЧ; эффективно (качественно - до требований Регламента) уплотнять (сгущать) осадок; эффективно использовать весь объем ХХР для очистки ОВ и для укладки максимального объема хвостов обогащения ОФ; качественно уплотнять тела водоупорных дамб ХВХР; при расширении области применения (в условиях Крайнего Севера) с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для ОПС, в целом.
В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".
Пример реализации способа.
Промышленные испытания разработанного способа очистки ОВ и уплотнения осадка производились: в период 2002-2006 гг. - на производственных участках (добыча платины) «Пенистый» и «Левтыринываям» ЗАО «Корякгеолдобыча» (Камчатский кр.),; в 2010-2011 гг. - на береговом предприятии СП «Вьетсовпетро» (Республика Вьетнам); в 2012-2021 гг. - на Ломоносовском ГОК (добыча алмазов, Архангельская обл.); в 2021 г. - на Асачинском ГОК (добыча золота, Камчатский кр.) и т.д.
На фиг. 8-фиг. 11 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа очистки ОВ и уплотнения осадка.
0
При этом, на фиг. 8 представлены результаты - в виде соответствующих гистограмм, поэтапной (I - в центральной части ХВХР); II - на входе в ПРЧ ХВХР, III - на выходе из ПРЧ ХВХР с помощью разработанного способа (гистограммы, выделенные сплошной линией) и с помощью способа-прототипа (гистограммы, выделенные пунктирной линией). При этом исходная концентрация ШЧ в пульпе SS=310 г/л.
Как видно из фиг. 8: после первого этапа очистки ОВ содержание ШЧ в ней было уменьшено с 310,0 г/л до 80,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки 74,1%) и с 310,0 г/л до 30,0 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки 90,3%, выигрыш разработанного способа 16,2%); после второго этапа очистки ОВ содержание ШЧ в ней было уменьшено с 310,0 г/л до 28,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после 2-х этапов - 90,9%) и с 310,0 г/л до 11,0 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после двух этапов - 96,4%, выигрыш разработанного способа 5,5%); после третьего этапа очистки ОВ содержание ШЧ в ней было уменьшено с 310,0 до 7,8 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после 3-х этапов - 97,4%) и с 310,0 г/л до 1,7 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после 3-х этапов - 99,4%, выигрыш разработанного способа 2,0%).
Исходя из того, что требовалось (согласно Регламента) уменьшить содержание ШЧ в ОВ, подаваемой на ОФ, до 5,0 г/л, то способ-прототип не смог решить данную задачу. В то время как содержание ШЧ в ОВ, подаваемой на ОФ, в процессе реализации разработанного способа составило 1,7 г/л (выигрыш разработанного способа - 4,5 раза (7,8 г/л: 1,7 г/л).
1
2
2
1
На фиг. 9 представлены, в виде графика, градиенты (Grad) скорости (г/л в час) осветления ОВ (обесшламливания пульпы) для способа-прототипа (Grad) и для разработанного способа (Grad). Как видно из графика №2, представленного на фиг. 9, скорость осветления ОВ для разработанного способа (Grad) составила 7,59 г/л в час (за 24 часа процесса осветления ОВ содержание ШЧ в ней уменьшилась с 310,0 г/л до 1,7 г/л), что в 4,6 раза лучше, чем у способа-прототипа (Grad=1,65 г/л).
3
3
3
3
0
На фиг. 10 представлены - в виде соответствующих гистограмм, плотности осадка (г/см) в районе сброса пульпы в ХВХР при концентрации ШЧ в исходной ОВ (в пульпе) SS=310 г/л для: гравитационного способа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом I), способа-прототипа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом II) и разработанного способа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом III). Как видно из фиг. 10, плотность гравитационно уплотненного осадка (0,34 г/см) ниже плотности уплотненного способом-прототипом осадка (1,24 г/см) - в 3,64 раза и плотности уплотненного разработанным способом (1,78 г/см) - в 5,23 раза.
3
3
3
3
На фиг. 11 представлены - в виде соответствующих гистограмм, плотности осадка (г/см) в районе водозабора ОВ из ХВХР: для гравитационного способа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом I), способа-прототипа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом II) и разработанного способа очистки ОВ и уплотнения осадка (гистограмма с индексом III). Как видно из фиг. 11, плотность гравитационно уплотненного осадка (0,12 г/см) ниже плотности уплотненного способом-прототипом осадка (0,61 г/см) - в 5,08 раза и плотности уплотненного разработанным способом (1,12 г/см) - в 9,33 раза.
Таким образом:
1. Эффективную (качественную - до требований Регламента) очистку ОВ от ШЧ обеспечили за счет того, что:
- осуществляли гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах»;
- осуществляли электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли химическую коагуляцию в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляли гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР;
- осуществляли разбавление ОВ пресной водой и т.д.
2. Эффективное уплотнение осадка обеспечили за счет того, что:
- осуществляли гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах»;
- осуществляли электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли химическую коагуляцию в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляли гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР;
- осуществляли разбавление ОВ пресной водой и т.д.
3. Высокую надежность очистки ОВ и уплотнения осадка обеспечили за счет того, что:
- исключали применение гидроакустических излучателей ЗДЧ и УЗДЧ без их размещения в звукопрозрачных контейнерах предварительно заполненных чистой водой;
- исключали применение акустических (надводных) излучателей;
- осуществляли гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных рубежах;
- осуществляли коагуляцию ШЧ тремя различными способами;
- осуществляли гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ на двух условных «рубежах» (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных «рубежах» (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- по мере необходимости изменяли пространственное положение (не менее чем на 30 градусов в горизонтальной плоскости) центральной оси сброса пульпы через СВ;
- сброс пульпы в ХВХР через РСВ осуществляют «фонтаном» через несколько РСВ ориентированных под углом около 60 градусов вверх и т.д.
4. Качественное уплотнение тел всех водоупорных дамб ХВХР обеспечили за счет того, что:
- осуществляли излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ, в том числе, в направлении водоупорных дамб и т.д.
- осуществляли гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на двух условных рубежах (в соответствующем пульповоде ХВХР и с наружной части ПРЧ ХВХР);
- осуществляли коагуляцию разнодиспесрных ШЧ тремя различными (гидроакустически, электро-химически и химически) способами;
- осуществляли гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ с наружной части ПРЧ ХВХР;
- осуществляли гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных «рубежах» с наружной части ПРЧ ХВХР;
- по мере необходимости (например, один раз в сутки) изменяли пространственное положение (не менее чем на 30 градусов в горизонтальной плоскости) центральной оси сброса пульпы через СВ;
- сброс пульпы в ХВХР через РСВ осуществляли «фонтаном» через несколько РСВ ориентированных под углом около 60 градусов вверх и т.д.
5. Расширение области применения обеспечили за счет того, что:
- осуществляли гидроакустическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на трех условных «рубежах»;
- осуществляли электрохимическую коагуляцию разнодисперсных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли химическую коагуляцию в смесителе-распределителе и в работающем пульповоде ХВХР;
- осуществляли гидроакустическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустическое уплотнение осадка на двух условных рубежах (с наружной и с внутренней частями ПРЧ ХВХР);
- осуществляли гидроакустико-гравитационно-гидродинамическое осаждение исходных и ранее коагулированных ШЧ, перемещаемых по телу пляжа
- в районе сброса пульпы в ХВХР;
- осуществляли разбавление пульпы частично минерализованной водой (не содержащей ШЧ) в смесителе-распределителе;
- осуществляли разбавление ОВ пресной водой и т.д.
6. Медицинскую безопасность для человека (персонала, обслуживающего ХВХР и акустического оборудования) обеспечили за счет того, что:
- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых и медицински сертифицированных приборов;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);
- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являлись медицински безопасными для человека и т.д.
7. Экологическую безопасность для ОПС обеспечили за счет того, что:
- гидроакустическим способом уплотняли осадок;
- гидроакустическим способом уплотняли тела водоупорных дамб;
- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являлись экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.