WEB-ресурс научно-практических конференций

К.т.н. Дятчин В.З., Рудченко С.М.

Институт предпринимательства «Стратегия», г . Желтые Воды, Украина

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ РУДЫ

Интенсификация процессов добычи и переработки минерального сырья, характерная для современного развития горного производства, связана с весьма значительным загрязнением окружающей среды, в частности, атмосферного воздуха пылью. Процесс транспортировки железнодорожным транспортом добытой на шахтах и ГОКах Украины рудной массы до мест ее обогащения и переработки сопровождается сдуванием пыли набегающим потоком воздуха. Объемы таких перевозок весьма значительны. Так, общий объем железорудного сырья, перевозимого из рудников Кривбасса на другие предприятия, составляет около 60 млн. т/год. Основными потребителями железорудного сырья являются металлургические заводы Украины, расположенные в Днепродзержинске, Днепропетровске, Запорожье, Донецкой и Луганской областях. Часть сырья отправляется на экспорт в Румынию, Венгрию, Чехию, Словакию, Польшу и другие страны непосредственно в железнодорожных вагонах или через черноморские порты [1].

Железные руды перевозятся также от шахт на ГОКи , где они проходят процесс обогащения. Продолжительность нахождения железной руды и ее концентрата в вагонах, следующих к различным заводам-потребителям, является разной и находится в пределах 6-96 часов (табл. 1) [1].

При длительной транспортировке происходит ускоренное высыхание верхнего слоя рудной массы в железнодорожных вагонах, чему способствует ветер встречных направлений; при относительной скорости более 5,0 м/с пыль взметывается и уносится на значительные расстояния. Ветры со скоростью более 5,0 м/с характерны для большей части времени года в Украине. Высокая температура наружного воздуха и солнечная радиация ускоряют процесс испарения влаги из верхнего слоя перевозимой сыпучей рудной массы. Пыль оседает на почву, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду, способствуя загрязнению прилегающих территорий и воздушного бассейна. Это отрицательно влияет на природу и здоровье людей, создавая неудовлетворительную экологическую ситуацию в промышленных зонах региона. Поэтому проблема борьбы с пылением транспортируемой рудной массы в Украине является весьма актуальной.

Таблица 1. Продолжительность нахождения железной руды и ее концентрата в железнодорожных вагонах при следовании из рудников Кривбасса к предприятиям-потребителям

Движение железнодорожных составов с рудой длится от 10 часов до 2-3 суток. За это время поверхностный слой транспортируемой руды высыхает, обезвоживается, вследствие чего происходит взметывание рудной пыли и вынос ее из вагонов. Оседая на почву по маршруту движения, рудная пыль загрязняет значительные территории, а, учитывая, что перевозимая руда имеет известный радионуклидный и мелкодисперсный состав, вредное воздействие сдутой рудной пыли на окружающую среду может быть весьма значительным.

В лабораторных условиях были определены удельная сдуваемость и запыленность воздушного потока. Результаты лабораторного определения удельной сдуваемости пыли приведены в табл. 2.

Таблица 2. Удельная сдуваемость пыли с поверхности руды в моделях железнодорожных вагонов при закреплении ее исследуемыми реагентами

Полученные данные свидетельствуют о достаточно высокой эффективности исследуемых закрепляющих составов. Однако в наибольшей степени снижает пылеобразование состав № 4. Через один час после закрепления руды этим составом при скорости воздушного потока, равной 15 м/с ( 54 км/ч ), пыление руды в моделях железнодорожных вагонов отсутствовало. Через трое суток удельная сдуваемость была равна 0,09 мг/м ² с, что также свидетельствует о его высокой закрепляющей способности.

Хорошей закрепляющей способностью обладают также растворы релаксол-НОРМА с водой, бишофита с водой и ГИПАНА с водой (составы № 5, 1 и 2). Причем их эффективность сохраняется через двое-трое суток после закрепления, пыление при продувке отсутствует или весьма незначительно.

Состав № 3 в течение всей серии экспериментов сохранял довольно стабильную пылеудерживающую способность. Удельная сдуваемость изменялась от 0,625 мг/м ² с через 1,5 часа после закрепления до 1,36 мг/м ² с через двое суток после закрепления.

При приготовлении данного состава следует также соблюдать определенную последовательность операций, а именно: вливать раствор соды в раствор жидкого стекла при непрерывном помешивании. Закрепление после этого должно быть произведено в кратчайший срок, т.к. полученный раствор быстро превращается в гель, который распылить становится невозможно [2].

Исследования, проведенные в Центральной Научно-исследовательской лаборатории ГМЗ (г. Желтые Воды), показали, что обработка руды в вагонах предложенными закрепляющими составами практически не оказывает негативного воздействия на технологический процесс переработки урановой руды и может повсеместно применяться при ее транспортировке железнодорожным транспортом от мест добычи до места переработки.

Для закрепления поверхности, перевозимой рудной массы на Ингульской шахте ГП « ВостГОК » построен пункт орошения ее в вагонах. Раствор закрепителя периодически подается насосами к коллектору орошения после взвешивания вагонов. Оператор ручной лебедкой опускает коллектор в вагон и, открывая кран, производит орошение рудной массы. Разбрызгивание раствора закрепителя осуществляется оросителями ОЗ-1. Продолжительность орошения – 4 минуты на один вагон. За один цикл в течение 50-60 минут обрабатываются 10 вагонов, подача вагонов на орошение производится тепловозом.

Для горнорудных предприятий важна не только высокая эффективность мероприятий по снижению (исключению) пылевыделения при транспортировке рудной массы в железнодорожных вагонах, но и стоимость их проведения.

Проведенный расчет стоимости реагентов, необходимых для приготовления исследованных закрепляющих составов, показал следующее.

Наиболее дешевым закрепителем является двухкомпонентный состав № 1 ( бишофит – 50%, вода -50 %; удельный расход – 3,0 л/м ² ) – 0,10 грн ./т. В пять раз дороже применение двух других двухкомпонентных составов – № 2 (ГИПАН – 1 часть, вода – 5 частей; удельный расход – 5,0 л/м ² ) и № 5 ( Релаксол-НОРМА – 1 часть, вода – 5 частей; удельный расход – 3,0 л/м ² ) – 0,50 грн ./т и 0,48 грн ./т соответственно. Еще в полтора раза дороже обойдется использование хорошо себя показавшего трехкомпонентного состава № 4 (жидкое стекло – 10%, бишофит – 3%, вода – 87 %; удельный расход – 5,0 л/м ² ) – 0,77 грн ./т. Самым дорогим является состав № 3 (жидкое стекло + вода, бикарбонат натрия – 40 г/л; удельный расход – 3,0 л/м ² ), он в два раза дороже состава № 4 -1,55 грн ./т.

Таким образом, проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

l . Исследованные в лабораторных условиях закрепляющие составы могут быть эффективно использованы для уменьшения (исключения) пылеобразования при перевозке различных руд в железнодорожных вагонах.

2. Выбор закрепляющего состава заключается в решении дилеммы – выбрать более дешевый, но менее эффективный закрепитель или более эффективный, но и более дорогой, т.е. необходимо выбрать наиболее эколого-экономически целесообразное соотношение цены и качества, что может быть достигнуто при широком промышленном внедрении рассмотренной технологии пылеподавления.

3. Использование закрепляющих составов при транспортировке руды позволит уменьшить вредное воздействие рудной пыли на окружающую среду.

Список использованных источников:

1.     Руководство по защите рудничной атмосферы от загрязнения (открытые горные работы) / [Янов А.П., Бересневич П.В., Галушкина А.А. и др.]. – Кривой Рог, 1988. – 175 с .

2.     Сорока М.Н. Борьба с пылением рудной массы при транспортировке ее в железнодорожных вагонах / М.Н. Сорока , В.З. Дятчин , Е.Ю. Дидок // Науковий в існик НГУ . – 2004 . – №6 . – С. 85-90.