Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Эколого-экономическая эффективность замкнутого водоснабжения на предприятиях Кузбасса

Таким образом, результаты исследований позволяют при известных структурных и фильтрационных характеристиках кусковых породных массивов прогнозировать эффективность улавливания взвешенных частиц и очистки воды в процессе фильтрации. Как следует из формул (7) и (8) при существующих структурных характеристиках и геометрических параметрах техногенных породных массивов невозможно получить высокую 80-90% степень очистки в процессе фильтрации в существующих породных массивах.

Согласно (9) и (10) необходимая степень очистки воды достигается только при крупности частиц 1х10-5 и более или при уменьшении размеров кусков фильтрующего массива до 1х10-2 м и менее. Как правило, технологические условия горного производства не позволяют изменять структурные характеристики техногенных породных массивов, поэтому был принят способ повышения эффективности осветления воды при фильтрации, основанный на укрупнении дисперсных частиц путем их агрегатирования с помощью высокомолекулярных синтетических флокулянтов.

Синтетические флокулянты в настоящее время нашли широкое применение в практике строительных работ, при очистке питьевой воды, при обогащении полезных ископаемых и в других отраслях промышленности. В опытном порядке флокулянты испытывались для очистки шахтных вод. Однако многие вопросы, относящиеся к технологии их применения, в частности, в гидрозакладочном и заиловочном процессах не были решены. В настоящей работе были исследованы флокулянты с различным молекулярным весом и характером действия, выпускаемые отечественной промышленностью : полиакриламид (ПАА), «Комета», «Метас», а также синтезированные в опытном порядке: полиэтиленимин (ПЭИ), полиоксэтилен и метацид.

Основными показателями флокулирующей активности синтетических флокулянтов являются скорость седиментации и степень осветления. Установлено, что с увеличением расходов флокулянтов существенно изменяется скорость седиментации флокул и степень осветления воды, причем максимальная степень осветления у различных флокулянтов приблизительно одинакова при начальной концентрации 40 тыс. мг/дм3 и составляет 0,5-3 тыс. мг/дм3, а максимальные скорости седиментации флокул существенно различаются.

Более высокой флокулирующей активностью обладают полиакриламид и полиэтиленимин с молекулярной массой 5х104, с их применением скорости седиментации флокул составляют 20-30 мм/с, а в некоторых случаях достигают значений 100 мм/с и более.

Замечено, что с увеличением расстояния гидротранспортирования закладочной пульпы, обработанной флокулянтами, происходит уменьшение размеров флокул. Поэтому была исследована механическая деструкция флокул ПАА и ПЭИ, для существующих в Прокопьевско-Киселевском районе диапазонов длин трубопроводов - до 1120 м. и скоростей гидротранспортирования закладочной пульпы - до 9,2м/с. Установлено, что при скорости движения закладочной пульпы от 1 до 9 м/с средний диаметр флокул зависит в основном от расстояния их транспортирования и мало изменяется от скорости движения. Средний диаметр флокул, образованных ПЭИ, снижается с увеличением расстояния транспортирования по линейной зависимости, а ПАА- по гиперболической. Флокулирующая активность ПАА на расстоянии 200м снижается в 10 раз и полностью утрачивается на расстоянии 1000м, а ПЭИ – практически не изменяется в исследуемом диапазоне параметров гидротранспортирования, что необходимо учитывать при определении точки ввода раствора флокулянта в закладочную пульпу.

Повышению флокирующей активности синтетических флокулянтов, произведенных на основе полиакриламида, способствует их гидролиз щелочью NаОН, а также совместное применение с другими флокулянтами. Установлено, что оптимальная степень гидролиза ПАА равна 11%, при этом максимальные скорости седиментации флокул в несколько раз выше при практически тех же расходах гидролизованного полиакриламида (ПААГ) по сравнению с обычным ПАА.

Проведенные лабораторные исследования флокулирующей активности синтетических флокулянтов позволили установить, что наиболее эффективными флокулянтами являются полиакриламид, гидролизованный полиакриламид, полиэтиленимин, предварительно обосновать расходы и точки ввода реагентов с учетом деструкции для существующих режимов гидротранспортирования закладочной и заиловочной пульпы, а также применяемых заиловочных и закладочных материалов в Кузбассе.

Для применяемых закладочных материалов и основных систем разработки с закладкой в Прокопьевско-Киселевском районе рекомендуются замкнутые технологические схемы водоснабжения гидрозакладочных комплексов. Различные типы закладочных материалов и используемые системы разработки обусловили отличие параметров технологических схем, а именно: объёмов воды в замкнутых схемах водоснабжения, расходов флокулянтов, способов удержания мелких частиц в массиве. Разработанные технологические схемы допускают применение различных типов флокулянтов.

1 2 3 4 5