ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ (НА КОНКРЕТНОМ ПРИМЕРЕ)

Тип работы: Диссертация
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 63 страниц
В избранное:

Казахский национальный университет им. аль - Фараби

ФАКУЛЬТЕТ ГЕОГРАФИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

МАГИСТРАТУРА

Кафедра энергоэкологии

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ (НА КОНКРЕТНОМ ПРИМЕРЕ)

Исполнитель Бекназарова А. Б. "___" 2012 г.

Научный руководитель д. х. н., проф. Мажренова Н. Р. " ___ " 2012 г.

Допущен(а) к защите:

Зав. кафедрой к. х. н., доцент Торегожина Ж. Р. " ___ " 2012 г.

Нормоконтролер к. х. н., доц. Каримов А. Н. " ___ " 2012 г.

Алматы 2012

ТҮЙІНДЕМЕ

Бұл жұмыста табиғи шикізатты электронды-сәулелі әдісімен өңдеудің технологиялық көрсеткіштерге (шығым, қалдықтардың пайда болуы) әсері талқыланды. Сонымен қатар ұсынылып отырған әдіске экологиялық негіздеме жасалды.

Магистерлік жұмыс 65 беттен, 9 суреттен, 9 таблицалардан тұрады.

Жұмыстың тақырыбы бойынша 1 мақала, 3тезис жарық көрді.

РЕЗЮМЕ

В данной работе рассмотрено влияние предфлотационной электронно-лучевой обработки руды на технологические показатели (выход, излечение, образование хвостов) процесса обогащения.

Выполнено экологическое обоснование предложенного метода.

Магистерская диссертация состоит из 65 страниц, 9 рисунков, 9 таблиц

По теме работы было опубликовано 1 статья и 3 тезиса.

SUMMARY

In this dissertation is discussed influence of prior flotation electron-beam processing of ore on technological characteristics of enrichment processes.

Ecological basis of introduced method is done.

Master course dissertation is consists of 65 pages, 9 tables, 9 diagrams.

By subject of dissertation work were published 1 article and 3 theses.

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6

ВВЕДЕНИЕ 7

Экологическое обоснование выбора способа производства и

технологии. 9

Флотационное обогащение природного сырья. 14

1. 3 Экологическое обоснование электронно-лучевой обработки руды для повышения эффективности флотационных процессов 19

2. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ОБРАБОТКА В ОБОГАЩЕНИИ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ

2. 1 Использование мощных электронных пучков для интенсификации

флотационных процессов свинцово-цинковых руд Жайремского и Акжалского месторождений. 32

3. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ МЕТОДА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ РУДЫ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ЛАНДШАФТА НА ОСНОВЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ НОРМАТИВОВ

3. 1 Оценка технологической уникальности объекта по технологическим аналогам в стране за рубежом; 36

Оценка экологичности способа производства 36
Оценка экологичности технических и технологических решений параметров основных технологических переделов; 40
Оценка экологической опасности продукции, ее использования и хранения; 48

4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ МЕТОДА

Оценка экологической опасности хранения и использования отходов. 51
Соблюдения нормативов использования территории 54
Соблюдение нормативов использования ресурсов 54
Соблюдение санитарно-гигиенических нормативов 56

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящей диссертации применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Доза эффективная- величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициентыИзлучение- перенос энергии в пространстве и веществе.Ионизирующее излучение- излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов и свободных радикалов.:

Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты

Излучение - перенос энергии в пространстве и веществе.

Ионизирующее излучение - излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов и свободных радикалов.

Источник ионизирующего излучения - радиоактивное вещество или устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Концентраты - продукты обогащения, в которых сосредоточено основное количество ценного компонента. Концентраты в сравнении с обогащаемым материалом характеризуются значительно более высоким содержанием полезных компонентов и более низким содержанием пустой породы и вредных примесей.

Контрольная флотация - флотационная операция, при которой обрабатываются. хвосты основной флотации.

Облучение - воздействие ионизирующего излучения на вещество.

Отвальные хвосты - продукты с малым содержанием ценных компонентов, дальнейшее извлечение которых невозможно технически или нецелесообразно экономически.

Перечистная флотация - флотационная операция, при которой концентрат, полученный после основной флотации, поступает на дополнительное флотационное обогащение.

Поглощение энергии излучения - преобразование энергии ионизирующего излучения в облучаемой среде в другие виды энергии, а также в энергию других видов излучения.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения.

Флотация - процесс обогащения. полезных ископаемых, основанная на избирательности прилипания, частиц минералов, диспергированных в жидкой среде, к поверхности раздела двух фаз: жидкость-газ, жидкость-жидкость и др.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ГОК - горно-обогатительный комбинат

МСБ - минерально-сырьевая база

РТ - радиационная технология.

ЭО - экологическая оценка

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Разработки новых способов разделения минеральных комплексов в условиях резкого обеднения минерально-сырьевой базы, характеризующейся, прежде всего, сложным вещественным составом руд, низким содержанием, тонкой вкрапленностью и низкой контрастностью физико-химических и технологических свойств разделяемых компонентов остается актуальной проблемой в настоящее время. Практика переработки таких руд позволяет говорить об экологической нецелесообразности применения традиционных технологий. Растущие потребности в ископаемом сырье, ухудшение качества добываемых руд, энергосберегающие и экологические проблемы требуют новых подходов к технологиям переработки минерального сырья. Попытки улучшения технологических показателей обогащения труднообогатимых руд традиционными методами не позволили в полной мере достичь желаемых результатов. В связи с этим, задача разработки новых процессов и методов (на основе интенсифицирующих радиационных методов воздействия), которые могли бы обеспечить эффективную комплексную переработку минерального сырья и повысить эффективность процессов обогащения, при этом обеспечивая экологическую безопасность среды является весьма актуальной.

Предмет исследования - способ обработки природного минерального сырья мощными электронными пучками.

Цель диссертационной работы - экологическое обоснование возможности использования мощных электронных пучков с целью интенсификации процессов переработки минерального сырья и повышения извлечения полезных компонентов из руд сложного вещественного состава.

Задачи, решаемые магистерской диссертации:

Изучение влияния обработки природного сырья потоком ускоренных электронов на динамику роста извлечения ценных компонентов и селективности флотации облученной руды Жайремского и Акжалского месторождений.
Изучение влияния предфлотационного облучения руды на образование отходов.
Оценка опасности продукта флотации облученного минерального сырья.
Оценка соблюдения норм радиационной безопасности при осуществлении процесса облучения.

Научная новизна. Обоснована целесообразность и эффективность использования энергетических воздействий (радиационных) для направленного изменения механических, физико-химических и других свойств твердой фазы труднообогатимого минерального сырья с целью интенсификации технологических процессов его рудоподготовки и обогащения.

Практическая ценность результатов заключается в том, что экспериментально установлена высокая эффективность действия потока ускоренных электронов в процессах рудоподготовки и обогащения различного труднообогатимого минерального сырья.

Методы исследований.

1 Метод электронно-лучевой обработки руды.

Экологическая оценка данного метода методом технологической альтернативы. Экологическая опасность технологий оценивалась с трех позиций:

Соблюдения нормативов образования отходов

Б) Соблюдения нормативов использования территории

В) Соблюдение нормативов использования ресурсов

2. Оценка экологической опасности выбранного и альтернативных способов производства и технологии для человека и ландшафта на основе действующих нормативов проводилась следующим пунктам

А) Оценка технологической уникальности объекта по технологическим аналогам в стране за рубежом;

Б) Оценка экологичности способа производства

В) Оценка экологичности технических и технологических решений параметров основных технологических переделов;

Г) Оценка экологической опасности продукции, ее использования и хранения;

Д) Оценка экологической опасности хранения и использования отходов.

1. 1 Экологическое обоснование выбора способа производства и

технологии.

Экологическая оценка технологии производства - это анализ и оценка экологических последствий и экологического риска технологий в случае нормальной или аварийной эксплуатации объекта с целью доказать экологическую безопасность технологии или установить степени ее опасности. Экологическая оценка технологий является частью экологической экспертизы технологий.

Экологическая оценка технологий производится при экологическом обосновании выбранного способа производства и технологии. При экологической оценке технологий определяется степень экологичности и экологической опасности способов производства и технологических переделов, оцениваются выходы технологии в природную среду, делается оценка экологической опасности продукции, ее использования и хранения, а также оценивается опасность хранения и использования отходов. Нормативная основа экологических оценок - это прежде всего соблюдение действующих нормативов технологии сырья землеемкости, ресурсоемкости, отходности, а также санитарно-гигиенических нормативов.

Сравнивая технологические решения при разработке экологически безопасных технологий, необходимо оценить их технологическую уникальность в соответствии с существующими аналогами. После сопоставления технологических характеристик и существующих нормативов определяются ограничения для внедрения технологии и допустимые условия ее эксплуатации. Экологическая опасность технологий определяется превышением над зональными нормативами для ландшафта с учетом его антропогенного загрязнения. Если на завершающей стадии экологических оценок отмечается высокая опасность технологий, необходима разработка технологической альтернативы.

Методы экологической оценки технологий:

метод материальных балансов и технических расчетов;
метод технологической альтернативы;
методы прогнозирования технологического риска;
методы регистрации экологических последствий технологий производства;
методы оценки экологической опасности технологий.

Метод материальных балансов и технических расчетов позволяет провести анализ материальных балансов основных компонентов сырья и материалов, воды, загрязняющих веществ в каждом технологическом звене и на выходе в природную среду. Балансовые схемы материальных потоков позволяют выявить источники выбросов и сбросов, дать количественную оценку техногенных потоков в природную среду, выявить качественный состав и агрегатное состояние загрязнителей в целом охарактеризовать все каналы связи технологии и природной среды.

Метод технологической альтернативы предполагает анализ и оценку технологии по отношению к существующим технологическим аналогам с заданной экологичностью. Он позволяет сравнить оцениваемую технологию с экологически безопасными аналогами.

Методы прогнозирования технологического риска - это системный анализ и пронозирование возможных аврийных ситуаций, а также оценка технологического риска и аварийности при нормальной эксплуатации. Результативно применение имитационного моделирования и прогнозирования по технологическим аналогам в определенных природных условиях.

Методы регистрации экологических последствий технологий производства включают в себя системный анализ связей промышленной технологии с природной средой, а также анализ каналов связей и оценку их экологичности. При анализе воздействия → изменения→ последствия применяются приемы и показатели ландшафтной и биологической индикации, геохимии техногенеза и т. д.

Методы оценки экологической опасности технологии применяются для выявления экологической опасности проектируемой отрасли промышленности для ландшафтов разных природных зон. Разработана серия интегральных показателей воздействия и нарушения ландшафтов. Показатель поступления техногенных выбросов водным и воздушным путем в единицу времени на единицу площади характеризует интенсивность воздействия; показатель удельных нарушений ландшафтов на единицу выбросов или на единицу мощности применяются при определении экологической опасности производства для определенного зонального типа ландшафта. Сумма кратностей превышения содержания ингредиентов выбросов в элементах ландшафта, рассчитанных по отношению к природному фону (региональный фон, содержание, присущее определенному зональному типу ландшафта), позволяет выявить суммарный эффект загрязнения ландшафтов. Нормативная основа экологической оценки технологии производства утверждена законом РК об экологической экспертизе: «Об организации и порядке проведения экологической экспертизы и контроля за соблюдением экологических норм при разработке новой техники, технологии материалов и веществ».

Технология и оборудование могут быть самостоятельными разработками или входить составной частью отраслевых технологий, проектов и планов регионального развития или решения типичных и специальных задач. Они рассматриваются в качестве необходимых условий решения старых и новых экологических проблем. Для всех стадий жизненного цикла технологий оценивается:

Уровень прогрессивности предлагаемого решения с учетом мировой конъюнктуры спроа на производимую продукцию;
Обоснованность, полнота проектных решений;
Полнота оценок воздействия на окружающую среду при всех режимах работы;
Правильность и обоснованность удельных показателей, характеризующих технологию и оборудование;
Степень опасности технологии и оборудования.

Степень экологической опасности технологии и оборудования определяется с учетом масштаба и концентрации производства; опасности веществ, используемых и возникающих в технологий; неблагоприятных особенностей и аномалий производственного процесса ( таких как температура, давление, шум, излучения, применеие опасных химических реагентов, ядохимикатов, растворителей, моющих веществ и т. п. ) ; числа узлов (линий), возможный выход из строя которых ведет к аварийной ситуации.

Экологическая оценка технологий - составная часть экологической экспертизы технологий, техники и продукции.

Экологическое обоснование промышленных объектов - это оценка проекта с точки зрения его экологической безопасности с учетом всех возможных последствий для человека, ландшафтов и окружающей среды. Оно включает в себя геоэкологическое проектирование. Обязательным условием современного промышленного проектирования является также внедрение ресурсосберегающих, безотходных и малоотходных технологических решений, позволяющих максимально сократить или избежать привноса химических или биологических выбросов в атмосферу, почву, водоемы, предотвратить или снизить воздействие физических факторов до гигиенических нормативов. Основой геоэкологической проектирования в детериорантных отраслях промышленности является проектирование не только собственно технического объекта, но и конструирование - проектирование суперсложных природно-техногенных систем, состоящих из технических элементов (заводов, горно-металлургических комбинатов), создаваемых в процессе эксплуатации техники-техногенных комплексов (например, технических водоемов-отстойников, хвостохранилищ, шлакоотвалов и т. д. ), а также пространственной организации сфер их воздействий или взаимовлияний.

Экологическое обоснование в промышленных проектах условно делится на две части: экологическое обоснование выбора способа производства и технологий и эколого-географическое обоснование размещения [1] .

Системы экологической оценки (ЭО) намечаемой деятельности сегодня используются практически во всех странах мира и во многих международных организациях, как “превентивный”, упреждающий инструмент экологической политики. Экологическая оценка основана на простом принципе: легче выявить и предотвратить негативные для окружающей среды последствия деятельности на стадии планирования, чем обнаружить и исправлять их на стадии ее осуществления. Таким образом, экологическая оценка сосредоточена на всестороннем анализе возможного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду и использовании результатов этого анализа для предотвращения или смягчения экологического ущерба. Такой подход становится особенно актуальным по мере распространения представлений об устойчивом развитии, поскольку он позволяет учитывать, наряду с экономическими, экологические факторы уже на стадии формулировки целей, планирования и принятия решений об осуществлении той или иной деятельности [2] .

Экологическое обоснование промышленных объектов- это оценка проекта с точки зрения его экологической безопасности с учетом всех возможных последствий для человека, ландшафтов и окружающей среды. При экологическом обосновании выбора способа производства и технологии акцент делается на оценке экологичности проекта на основе действующих технологических нормативов использования сырья и ресурсов, отходности, санитарно-гигиенических и других нормативов для природной среды. Проводится разработка мер обеспечения экологической безопасности проектируемой технологии и способа производства, а также дается оценка экологической опасности продукции и отходов.

При сравнении технологических решений по разработке экологически безопасных технологий необходимо оценить технологическую уникальность промышленного объекта по зарубежным аналогам.

При анализе выходов технологии в природную среду особое внимание следует обратить на качественный и количественный состав выбросов в атмосферу, сброс в воду, захоронение промышленных отходов в почве, физические, химические и термические воздействия. Расчет индекса экологической опасности производства и коэффициентов токсичности выбросов, сбросов, отходов позволит сравнить показатели альтернативных проектов и выбрать из них экологически безопасный

Экологическая опасность технологий оценивается с трех позиций:

Землеемкости, т. е. размера территории, занятой собственно техникой и зоной ее отрицательного воздействия на ландшафт;
Ресурсоемкости, т. е. размером изымаемого вещества и энергии;
Отходности, определяемой материальным потоком техногенных веществ в природу, который оценивается количеством приходящего вещества в единицах объема или веса на единицу площади.

Все эти показатели удельные, т. е. рассчитываются на единицу мощности либо на единицу продукции. Степень экологической опасности при контроле за размерами извлеченных из природной среды веществ для технологических линий оценивается превышением абсолютных показателей ресурсопотребления над нормативами.

Последовательность оценки экологической опасности выбранного и альтернативных способов производства и технологии для человека и ландшафта на основе действующих нормативов следующая:

Оценка технологической уникальности объекта по технологическим аналогам в стране за рубежом;
Оценка экологичности способа производства
Оценка экологичности технических и технологических решений параметров основных технологических переделов ;
Оценка экологической опасности продукции, ее использования и хранения;
Оценка экологической опасности хранения и использования отходов.

Вся оценка производится в соответствии с группой определенных нормативов (рисунок-1) [1] .

Оценка экологической опасности объекта на основе действующих нормативов для человека и ландшафта

Рисунок 1-Структура экологического обоснования промышленных проектов.

1. 2 Флотационное обогащение.

Полиметаллические, свинцово-цинковые и медно-цинковые руды являются главным источником производства свинца и цинка. Основное количество свинца свыше (65%) используется для производства аккумуляторных батарей. Значительная часть идет на изготовление оболочек электрических кабелей. Свинец входит в состав различных сплавов (баббитов, типографических и др. ) . Соединения свинца идут на изготовление красителей (белил, сурика и др. ) . Ввиду относительно большой химической стойкости применяется в химической промышленности для изготовления различной аппаратуры, в электролизных ваннах на металлургических заводах. Благодаря способности поглощать радиоактивное излучение свинец используется в ядерной технике. Применяется также в военном деле для изготовления боеприпасов.

Цинк используется главным образом (до 50 %) в качестве антикоррозионных покрытий, для оцинкования поверхностей. Значительное количество цинка потребляется в различного рода сплавах с добавкой алюминия, меди и магния, обладающих хорошими литейными качествами. Большое количество цинка расходуется на производство латуни. Цинк входит в состав мельхиора, антифрикционного и типографского сплавов, применяется при изготовлении аккумуляторных батарей. Оксид цинка используется для изготовления цинковых белил, в качестве наполнителя при производстве резины, в медицине и химической промышленности.

Металлический цинк в виде порошка применяется для осаждения (цементации) золота и серебра из цианистых растворов, а также в гидрометаллургии для очистки цинковых растворов от меди и кадмия.

Свинец - во многом идеальный металл, ведь он обладает массой важных для промышленности достоинств. Наиболее очевидное из них - сравнительная легкость его получения из руд, которая объясняется низкой температурой плавления (всего 327°С) . При обработке важнейшей свинцовой руды - галенита, - металл легко отделяется от серы. Для этого галенит достаточно в смеси с углем обжечь на воздухе. .

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.