День шахтёра 2020
отмечаем здесь

Очистка сточных вод горно-обогатительных комбинатов: универсальных подходов нет

Сточные воды горно-обогатительных комбинатов (ГОКов), как правило, загрязнены целым букетом химических соединений и требуют очистки перед сбросом в водоёмы.

В целом, проблема вырисовывается серьёзная, и кардинально она не решена ни в России, ни в мире, ведь каждый из ГОКов имеет свою технологическую, географическую и геологическую специфику, уникален по составу и объёму загрязнений.

То есть, невозможно отработать единую, универсальную схему очистки сточных вод даже на тех комбинатах, которые работают со сходными видами руд и по близким технологиям.

Очистка сточных вод горно-обогатительных комбинатов
Фото: ugok.ru

Чем «обогащают» воду обогатителные производства

Одними из основных загрязнителей сточных вод ГОКов являются органические и неорганические флотационные реагенты, а также продукты их взаимодействия с компонентами руды.

При флотации в качестве реагентов используют даже кислоты, например, плавиковую, а при обогащении углей применяют керосин (нефтепродукты); при растворении минералов в сточные воды попадают ионы тяжёлых металлов (меди, железа, ртути, сурьмы, кобальта, кадмия, алюминия, цинка, никеля, свинца и др.).

В качестве флотационных реагентов также применяют крезолы, фенолы, дитиофосфаты и другие органические соединения.

Кроме того, в стоки ГОКа попадает пыль той породы, которую он обрабатывает, отмечают специалисты. Часто наиболее опасны не основные компоненты руды, а примеси, и поскольку их состав индивидуален для каждого месторождения, всякий раз нужно рассматривать конкретную ситуацию.

Примеси породы обычно удаляют в прудах-отстойниках (естественно, при условии, что на предприятии соблюдаются нормы проектирования и эксплуатации).

В среднем расход воды только на технологические нужды ГОКов колеблется в пределах 3-6 кубических метров на одну тонну обогащаемой руды и достигает 15-17 кубических метров на тонну.

Помимо неорганических примесей, для стоков ГОК, как уже отмечалось выше, характерно присутствие органических флотореагентов, которые должны быть удалены из стока перед сбросом.

Как правило, для этого применяют биологические очистные сооружения, либо, как дополнение, сорбционные фильтры.

Если на ГОКе нет хорошо работающей биологической очистки и/или сорбции, то органические флотореагенты будут вызывать либо отравление микрофлоры, либо наоборот нежелательный её рост (в зависимости от реагента) в водоёмах, куда идёт сброс.

Повторное использование такой воды в любом случае требует удаления флотореагентов и решения вопроса по утилизации получаемого концентрата.

Весьма скептически в отношении работающих на ГОКах систем очистки настроен генеральный директор ООО «Флотент Кемикалс Рус» Алексей Марфицин.

Он считает, что экологическая проблематика в силу целого ряда причин стоит для ГОКов далеко не на первом месте. Так, например, на многих комбинатах хвостохранилища и отстойники служат в первую очередь для производства — извлечения благородных и цветных металлов.

Кроме того, практически все ГОКи расположены вдали от промышленных центров и, соответственно, от контролирующих органов, что увеличивает соблазн «оптимизировать» затраты на очистку сточных вод.

Однако не стоит забывать, что существует Постановление Правительства РФ от 29.07.2013 № 644 (ред. от 26.07.2018) «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации», в котором оговорены соответствующие нормативы, игнорировать которые крайне нежелательно. И всё больше руководителей крупных производств это понимают.

«Наше предприятие организовывало очистку от цианидов и роданидов химическим и биологическим способами.

Мы также очищали растворы от мышьяка и сурьмы осаждением хлористым железом и известью, гидроксидом магния, занимались нейтрализацией стоков до рН 8,9-9, осаждением меди, никеля, железа, цинка и других тяжёлых металлов.

Спрос на подобные услуги постепенно растёт», — рассказывает Алексей Марфицин.

Затраты и результаты: в поисках баланса

Научные и технологические разработки в сфере методик очистки сточных вод идут активно, есть и ноу-хау, и отработанные уже технологии (методы механической, химической, физико-химической и биологической водоочистки).

Вопрос в том, чтобы найти оптимальную схему для конкретного ГОКа, инвестиции в которую не сделали бы экономически бессмысленным само производство.
Как отмечает менеджер по работе с ключевыми клиентами ООО «Специальные продукты РУС» (DuPont Water Solutions) Евгений Долгов, существующие современные технологии очистки стоков позволяют получить практически любое желаемое качество на выходе.

Но при этом следует иметь в виду, что помимо непосредственно очищенных стоков, в соответствии с законом сохранения массы, формируется объёмный концентрат из всех тех веществ, которые были удалены из воды в процессе очистки.

Проблема утилизации данного концентрата часто гораздо более сложна, чем та, которая возникает при утилизации стоков в исходном (разбавленном) виде.

Также необходимо учитывать, что затраты растут экспоненциально с ростом степени очистки. В итоге может получиться, что будет затрачено много денег, энергии и химических реагентов с разделением стока на чистую воду и твёрдые опасные соли, однако соли будут отправлены на полигон твёрдых бытовых отходов (ТБО) и уйдут в окружающую среду после первого же дождя.

Очистка сточных вод горно-обогатительных комбинатов: универсальных подходов нет
Фото: olenegorsk.ol-cbs.ru

При этом следует ещё помнить о вреде, нанесённом природе при производстве потреблённых при очистке энергии и реагентов…

«В целом, при утилизации сточных вод любого промышленного предприятия, ГОКа в том числе, необходимо следовать принципу разумной достаточности. Перекос в любую сторону (как недостаточная очистка, так и избыточная) чреват негативными последствиями», — считает г-н Долгов.

Как соответствовать нормативам?

По действующему законодательству, нормативы на объёмы и состав сбрасываемых сточных вод устанавливает местный орган экологического надзора. При этом он исходит из имеющихся в регионе природных водных источников, а также существующей промышленной нагрузки на них. То есть, высчитывает безопасный уровень разбавления имеющихся в регионе техногенных стоков природной водой.

В настоящее время большинство обогатительных фабрик используют лишь частичный водооборот от 5 до 85%

Таким образом, в малонаселённых регионах, богатых природными водами, требования к качеству очистки сброса существенно менее жёсткие, чем в крупных промышленных центрах с небольшим количеством водных источников.

Такой подход представляется специалистам вполне обоснованным и здравым, однако он чреват и своеобразными казусами.

Ведь может случиться так, что при строительстве новых предприятий в крупных промышленных регионах, имеющиеся природные источники в соответствии с законодательством, не смогут принять какое-либо дополнительное количество загрязнённых сточных вод.

В этом случае, к водам, сбрасываемым новыми предприятиями, предъявляют требование быть абсолютно безопасными (!), что соответствует нормативам качества воды, применяемым для рыбохозяйств.

Эти требования весьма жёсткие, и в итоге возникают ситуации, когда предприятие обязано вернуть в природный источник более чистую воду, чем оно взяло из него в целях производства. В таких случаях стоки, как правило, передают на переработку кому-то, у кого есть невыбранные квоты и свои технологии очистки (например, на муниципальные очистные сооружения или соседние крупные предприятия).

Как отмечают эксперты, технически возможно установить систему замкнутого водооборота (нулевого жидкого сброса) на любом промышленном предприятии, включая ГОКи. Но целесообразность подобных систем часто бывает сомнительна.

«В целом крупные системы замкнутого водооборота (с получением обессоленной воды) на предприятиях РФ можно пересчитать по пальцам одной руки», — отмечает Евгений Долгов.

По оценкам же Алексея Марфицина, систему замкнутого водооборота используют в основном на угольных обогатительных фабриках и тех ГОКах, где отмечается дефицит воды.

Спрос и предложение

Заманчивых предложений на рынке водоочистных сооружений и технологий немало. Различные инжиниринговые компании предлагают «технически протестированные и экономически обоснованные» решения «гарантировано дешевле всех», ссылаясь на давний опыт очистки промышленных стоков и обещают «самое лучшее решение на рынке» с выездом на место и тщательной экспертизой объекта.

Такие предложения совсем не обязательно «пустышки»: есть в России и технологии, и специалисты, способные привязать их даже к крупному промышленному объекту. Вопрос обычно упирается в экономику, в сложность подбора сбалансированного решения для таких многофакторных и экологически проблемных производств, как горно-обогатительные комбинаты.

«Мы производим оборудование и технологии для систем очистки стоков с минимальным и нулевым жидким сбросом (с получением глубоко очищенной воды и твёрдых солей либо высокосолёного концентрата).

Подобные системы у нас в России мало распространены и сейчас используются только в качестве крайней меры, когда просто нет других альтернатив (в том числе, если сток настолько опасен, что его невозможно разбавить до приемлемых концентраций).

Наши продукты так или иначе присутствуют примерно на половине всех систем такого типа на территории РФ и стран СНГ. В связи с ужесточением штрафных санкций за сброс сточных вод и одновременно с удешевлением технологий, мы видим, как растёт интерес со стороны крупных предприятий.

Как правило, речь идёт о минимальном жидком сбросе как наиболее разумной схеме. Самый главный вопрос, который тормозит внедрение подобных схем на предприятиях РФ, это вопрос утилизации возникающих твёрдых отходов и жидких концентратов.

К сожалению, это серьёзная проблема, так как полигоны ТБО не предназначены для приёма этих веществ, а какой-либо другой инфраструктуры у нас, по сути, нет.

Тем не менее, спрос рождает предложение, и мы ожидаем появления большого количества систем с минимальным жидким сбросом и специальных полигонов по сбору и утилизации их отходов в ближайшем будущем», — рассказывает Евгений Долгов.

Текст: Виктор Николаев

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №3, 2019

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.