Горное дело

Горное дело

В последнее время управление водными ресурсами становится главной проблемой устойчивого развития мировой энергетики и горнодобывающих отраслей промышленности. Грунтовые воды в изобилии появляются при разработке и эксплуатации любых карьеров и шахт; но они могут выступать как в роли полезного ресурса, так и в роли источника проблем.

  • Предотвратить появление ржавых пятен
  • Уменьшить время простоя
  • Сэкономить на дорогих процедурах очистки и замены мембран
  • Значительно улучшить эффективность системы и тем самым сэкономить на первоначальных капиталовложениях
  • Обеспечить высокую скорость дезинфекции
  • Устранить осадок
  • Существенно снизить эксплуатационные расходы
  Информация

 

Нередко горнякам приходится работать в безводных удаленных местах, где природные условия существенно затрудняют поиск, использование и сброс воды. С особенно большими проблемами приходится сталкиваться при добыче полезных ископаемых в твердых горных породах, где вода используется на всех этапах, начиная с производства питьевой воды, охлаждения оборудования, отделения отходов от ценных минералов, и кончая борьбой с пылью. Для всего этого требуется много воды, а она является, в свою очередь, источником повышенных рисков.

Очистка рудничных и шахтных вод производится с целью обеспечения персонала питьевой водой на шахтных участках, подготовки технологической воды, обогащения добытых минералов, очистки оборотной воды, удаления осадка и другими.

Чтобы не нарушать законодательство и обезопасить потребителей воды ниже по течению, горнодобывающие компании разрабатывают планы управления водными ресурсами, направленные на минимизацию загрязнения воды и предотвращение выбросов неочищенных вод в окружающую среду. Для этого каждая компания должна вести мониторинг качества поверхностных и грунтовых вод в ближайших окрестностях, а также обеспечивать соответствие шахтных или рудничных вод требованиям законодательства перед выпуском в окружающую среду с помощью соответствующих технологий водоочистки.

В последние десятилетия общественность стала больше интересоваться экологическими проблемами, что привело к более жестким экологическим нормам во всем мире и соответствующим изменениям в работе предприятий горнодобывающей промышленности. Экологическая ответственность, особенно связанная с водой, в наше время стала центральным фактором, определяющим конкурентоспособность и допустимость горных предприятий. Для минимизации воздействия горных работ на окружающую среду используются стратегии управления водными ресурсами, которые в настоящее время занимают центральное место среди всех работ по разработке и эксплуатации месторождений и восстановлению нарушенных экосистем. При этом компании все чаще стремятся даже превзойти нормативные требования, чтобы в окружающую среду возвращалась только чистая вода. DMI-65 – чрезвычайно эффективная каталитическая среда на основе кварцевого песка, предназначенная для фильтрования воды с полным удалением железа и марганца с помощью новых окислительных технологий очистки воды без применения перманганата калия.

Включение фильтрационных систем на основе DMI-65 в стратегию управления водными ресурсами позволяет:

  • уменьшить загрязнение питьевой воды железом и марганцем намного ниже предельных концентраций, установленных органами здравоохранения;
  • сделать загрязнение железом и марганцем практически незаметным;
  • удалить примеси из оборотной воды для предотвращения их осаждения, переноса и коррозии в котельных;
  • предотвратить засорение систем водоснабжения;
  • уменьшить содержание железа и марганца в сточных водах значительно ниже нормативных пределов, чтобы их можно было использовать в других местах или выпустить в окружающую среду.

DMI-65 - это новая технология изготовления гранул путем вплавления частиц разных компонентов, а не просто нанесения поверхностных слоев, как это делается в других каталитических фильтрах для воды. Это исключает возможность какого бы то ни было химического выщелачивания в потоке воды.

Для активации процесса окисления железа (и марганца) в растворе среда DMI-65 должна работать в присутствии хлора или другого окислителя. В процессе каталитической очистки окислитель захватывает электроны и выходит из работы, т.е. расходуется. Оператор должен проследить за тем, чтобы в выходящем потоке всегда было 0,1-0,3 мг/л остаточного свободного хлора.

Хлор, который подается в виде гипохлорита натрия или хлорной извести (12,5% NaOCl), является предпочтительным окислителем, потому что он недорог, эффективен и доступен в любых странах мира. При этом он обеспечивает практически полную дезинфекцию фильтруемой жидкости.

В отличие от ионообменных смол, где более высокие дозы регенерирующего агента увеличивают ионообменную способность смолы, здесь остаточные концентрации NaOCl или концентрации, превышающие необходимые для окисления железа и марганца, не усиливают окислительных свойств самой среды.

DMI-65 имеет сертификаты о соответствии стандарту NSF/ANSI 61 качества компонентов систем питьевой воды, действующему в США, и нормативу Великобритании 31(4)(a) от 2010 года, действующему в Англии и Уэльсе, по качеству водоснабжения и воды, а также сертификаты качества многих других организаций и лабораторий, связанных с очисткой воды.

Фильтрующая среда DMI-65 производится в Австралии.

Конкретный пример

Шахта Cloudbreak группы компаний Fortescue Metals завоевала общенациональное признание и награды Австралийской водной ассоциации за передовую схему управления подземными водами.

Система пополнения водоносных горизонтов Cloudbreak мощностью 25 гигалитров воды в год является одной из самых больших и сложных управляемых схем пополнения подземных источников в Австралии.

Эта схема, впервые приведенная в действие еще в 2008 году, представляет собой новаторский подход к смягчению воздействия на окружающую среду, обусловленного промышленными сбросами в поверхностные воды, утечками и просачиванием отходов, а также к сохранению водных ресурсов для будущего водоснабжения шахт.

Важную роль в управлении системой водоподготовки на площадке шахты Cloudbreak играет очистка вод от железа и марганца. В водоочистных сооружениях шахты для очистки подземных вод от железа и марганца до уровней, соответствующих австралийским стандартам питьевой воды, используется DMI-65 как альтернатива дорогостоящим технологиям обратного осмоса.

Инспектор качества воды компании Fortescue Марк Ботика говорит: «Среда DMI-65, используемая на этих очистных сооружениях, надежно уменьшает содержание железа и марганца до сверхнизких уровней. После фильтрации через DMI-65 уровень марганца снижался с 0,939 мг/л до 0,02 мг/л при смешивании с остальной нашей питьевой водой».

На сегодняшний день схема работает настолько успешно, что была награждена Национальной премией за инновации в области инфраструктуры на конференции Ozwater11, а также выиграла премию за инновации в области водопроводных сетей Западной Австралии в 2010 году.

Преимущества DMI-65:

ЗАЩИТА МЕМБРАНЫ. Эффективное удаление растворенного железа до практически неизмеримо малого уровня порядка 0,005 мг/л существенно снижает скорость загрязнения мембраны железом, что соответственно уменьшает потребность в ее замене и позволяет системе водоочистки работать в оптимальном режиме. Мембраны обходятся дорого, как и затраты времени на их замену и периоды простоя.

ВЫПОЛНЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА. Спрос на чистую и безопасную питьевую воду увеличивается со скоростью, намного превышающей возможности доступных источников поверхностных вод. Новые источники питьевой воды для городских водопроводов чаще всего формируются из подземных вод, которые обычно имеют уровни загрязнения железом и марганцем, значительно превышающие установленные приемлемые уровни. Фильтрующая среда DMI-65 эффективно удаляет растворенное железо и марганец до практически неизмеримо малых уровней порядка 0,005 мг/л, чего достаточно для выполнения требований законодательства практически всех стран мира.

СНИЖЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ. Общая стоимость системы фильтрации воды для удаления железа и марганца значительно ниже, чем любые альтернативные решения. Плюс к тому эффективность систем на основе DMI-65 при их сравнительной простоте очень высока. Это позволяет снизить как первоначальные капитальные затраты на установку системы в целом, так и текущие эксплуатационные расходы на химикаты, электроэнергию и очистку стоков после обратной промывки.

ВЫСОКИЕ СКОРОСТИ ФИЛЬТРОВАНИЯ. Технология сплавления DMI-65 обеспечивает самые высокие скорости окисления среди всех существующих каталитических фильтрующих сред. Это позволяет значительно увеличить скорость течения воды при таком же уровне удаления железа и марганца. DMI-65 может работать при линейных скоростях фильтрации до двух раз больше, чем обычные среды, что приводит к соответствующему снижению капитальных вложений.

ВЫСОКАЯ УДЕЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ. DMI-65 также обладает большой емкостью для накопления окисленных железа и марганца, что может продлить продолжительность прогонов фильтров и время между обратными промывками, тем самым сокращая время простоя, эксплуатационные расходы и количество отходов.

ОТСУТСТВИЕ НЕОБХОДИМОСТИ В РЕГЕНЕРАЦИИ. Фильтрующая среда работает при непрерывном впрыскивании гипохлорита натрия при низких остаточных уровнях (от 0,1 до 0,3 мг/л), что устраняет необходимость в перманганате калия.

ШИРОКИЙ ДИАПАЗОН УСЛОВИЙ РАБОТЫ. Стабильная и удовлетворительная работа при pH от 5,8 до 8,6 и температурах до 113°F (45°C) уменьшают потребность в инвестициях для изменения рабочей среды.

ДОЛГИЙ СРОК СЛУЖБЫ. DMI-65 не потребляется в процессе водоочистки, что обеспечивает ожидаемый срок службы до 8 лет и дает значительные преимущества по сравнению с другими технологиями или средами. Ослабления каталитической способности среды в процессе эксплуатации не наблюдалось. Деградация материала происходит лишь на протяжении 5-10 лет из-за множества операций обратной промывки слоя для удаления накопленных твердых частиц, при которых происходит механическое истирание гранул друг о друга.