*Критерий: благоприятный………… – 0 баллов по оценке критерия;

неблагоприятный……… – 1 балл;

весьма неблагоприятный – 3 балла (см. таблицу 9)

В качестве легенды для карты оценки экологического состояния ГС используются таблицы типа таблиц 9 и 10 и шкала экологического состояния ГС вида

Неблагоприятные (вес показателя – 1 балл) и весьма неблагоприятные (вес показателя – 3 балла) значения факторов 1-6 (см. таблицу 9) отображаются на карте цифрами 1 – 6. Например, экологическое состояние ГС – весьма неблагоприятное. Это состояние обусловлено загрязнением почвогрунтов (фактор 1, вес показателя – 3), повышенной радиоактивностью пород (фактор 2, вес показателя – 1) и загрязнением подземных вод (фактор 5, вес показателя – 1). В этом случае внутри контура такого участка будут указаны цифры 1, 2 и 5).

Карта оценки экологического состояния ГС представлена на рис. 7. Анализ результатов экогеологического картирования позволяет установить основные закономерности изменения картируемой территории и оценить не только качественно, но и количественно эти изменения. Так, например, анализ 2-го листа показал, что на исследуемой территории площади

с относительно благоприятными условиями составляют всего 13.7%, площади с неблагоприятными условиями – 37%, а с весьма неблагоприятными условиями – 49,3%. Среди участков с весьма неблагоприятными условиями селитебные зоны, т.е. зоны жилищной застройки, составляют 25,8%, промышленные – 11,5%, шламоотстойники – 5,5%. Сильное загрязнение наблюдается в долинах рек района (Исеть, Каменка, Исток и др.)

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о напряжённой экологической обстановке в городе и его окрестностях. По этим результатам г.Каменск-Уральский был отнесён к городам с чрезвычайной экологической ситуацией.

По первому листу экогеологической карты выделены аномалии природного и техногенного загрязнения почвогрунтов тяжёлыми элементами, аномалии в поверхностных и подземных водах, донных осадках и др., установлены источники загрязнения. Так, например, на территории города и его окрестностей выявлены обширные аномалии загрязнения почв бензапиреном (до 30 ПДК), фтором (до 20 ПДК), тяжёлыми металлами (Pb, Hg, Mo, Ni, Co, Cr и др.). По суммарному показателю загрязнения почв (по 21 элементу) согласно существующим критериям более 30% исследуемой территории отнесены к зоне чрезвычайной экологической ситуации (ZC=32¸128). Более 60% площади имеет умеренно опасный уровень загрязнения (ZC=16¸32). Участки экологического бедствия (ZC>128) составляют 1-1,5% территории.

По результатам снеговой съёмки было установлено, что средняя суточная пылевая нагрузка на единицу площади составляет около 247 кг/(км2×сут) и что основным источником минеральной пыли являются наиболее крупные предприятия города: УАЗ, СТЗ (Синарский трубный завод), Красногорская ТЭЦ и др. Площади с высоким уровнем пылевой нагрузки (450-800 кг/(км2×сут) и выше) наблюдаются в промышленной и селитебной зонах города, т.е. в непосредственной близости от источников загрязнения.

Установлено наличие тесной связи рассеяния металлов с рассеянием минеральной пыли. Максимальная интенсивность выпадения металлов приурочена к промышленным зонам, но площадь аномалий в 5-10 раз превышает площадь промышленных зон, наступая на жилые массивы, сельскохозяйственные угодья и лесные природные ландшафты. Всего выделено более 100 техногенных аномалий.

Перечень выявленных закономерностей можно было бы значительно расширить. Однако, даже упомянутых вполне достаточно, что бы оценить важность той информации, которую даёт экогеологическое картирование ТМ и прилегающих к ним территорий.

Комплексные экогеологические исследования могут служить в последующем основой для экологического аудита действующих предприятий, что в настоящее время, например, осуществлено в Павлодар-Экибастузском промышленном районе.

Заканчивая курс лекций «Техногенные месторождения» необходимо подчеркнуть, что изучение этих сложных по минералогическому и химическому составу техногенных образований, их влияния на ОС и возможности использования требует комплексного подхода и привлечения специалистов различных областей науки и техники – геологов, геофизиков, технологов, экологов и др.

Использованная литература

1.      Беляев В.Н. Проблемы освоения техногенных образований// Изв. Вузов. Горный журнал. 1998. №7-8. С. 202-213.

2.      Вострокнутов Г.А. Временное руководство на проведение геохимических исследований при геоэкологических работах. – Екатеринбург, 1991. – 137 с.

3.      Вострокнутов Г.А. и др. Типизация, методика и опыт составления геохимических карт (на примерах картирования территорий Среднего и Южного Урала) // Изв. вузов. Горный журнал. 1998. №7-8. С. 107-113.

4.      Галицин М.С., Островский Б.Н., Островский Л.А. Требования к геоэкологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:500 000, 1:200 000, 1:50 000,1:25 000. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. – 127 с.

5.      Глазырина Н.С., Ефанов П.П. Опыт геоэкологического картирования в горнодобывающей зоне Урала // Изв. Вузов. Горный журнал. 1998. №7-8. С. 107-113.

6.      Макаров А.Б., Талалай.А.Г. Техногенно-минеральные месторождения Урала (особенности состава и методологии исследования) // Техногенез и экология: Информационно-тематический сборник / Отв. ред. А.Г.Талалай. – Екатеринбург: Уральская государственная горно-геологическая академия. – 1999. С.4-41.

7.      Новиков В.В., Леман Е.П., Жагуло В.В. Нетрадиционная технология отработки рудных месторождений // Обогащение руд. 1992. №3-4. С. 4-12.

8.      Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке. / Под ред. В.И.Ревнивцева. – М.: Недра, 1987. С. 128-218, 287-303.

9.      Радиоэкология. Курс лекций / Под ред. д.г.-м.н. Талалая А.Г. – Екатеринбург: УГГГА, 2000. 351 с.

10.  Хохряков А.В., Сапрыкин М.А. Об экологических аспектах складирования энергетических отходов на территории Свердловской области // Изв. вузов. Горный журнал. 1998. №7-8. С. 194-202.

Перечень вопросов к зачету по всему курсу

1. Понятие «техногенные месторождения», их особенности и перспективы разработки.
2. Принципы классификации ТМ.
3. Классификация ТМ по условиям их формирования.
4. Основные проблемы, решаемые при разработке ТМ (экономические, социальные, экологические).
5. Факторы, определяющие состав и строение ТМ.
6. Особенности состава и строения ТМ топливно-энергетического комплекса.
7. Особенности состава и строения ТМ угольной промышленности.

8.      Особенности состава и строения ТМ цветных и редких металлов.

1. Методика оценки запасов ТМ горнодобывающей промышленности.

10.     Методика оценки пригодности некондиционных руд для доизвлечения металла.

11.     Особенности состава и строения ТМ чёрных металлов.

12.     Основные этапы исследований ТМ.

13.     Общая принципиальная схема технологии переработки коренных и техногенных руд с применением предварительной концентрации на основе радиометрической сортировки и сепарации.

14.     Основные достоинства и преимущества ядернофизических методов по сравнению с традиционными методами анализа состава отложений ТМ.

15.     Основные виды продукции при утилизации ТМ.

16.     Экологическое воздействие ТМ на ОС.

17.     Принципы метрологического обеспечения качества полевых и лабораторных анализов состава отложений ТМ.

18.     Основные цели и задачи создания БД по ТМ.

19.     Этапы формирования БД по ТМ.

20.     Структурная схема формирования БД по ТМ.

21.     Источники информации для формирования геоинформационных пакетов (ГИП).

22.     Информационные слои ГИП.

23.     Структура информационной системы экологического мониторинга ТМ.

24.     Содержания и назначения различных уровней мониторинга ТМ.

25.     Информационные слои фактологической карты (первый лист результатов геоэкологического картирования ТМ).

26.     Содержание эколого-геохимических карт по ТМ.

27.     Сеть, методы пробоотбора и анализа загрязнений при геоэкологическом картировании ТМ.

28.     Содержание и методика составления карты экологической оценки состояния геологической среды (второй лист результатов геоэкологического картирования ТМ).

29.     Основные критерии, по которым оценивается загрязнение ОС техногенными месторождениями.

30.     Содержание легенды к карте оценки экологического состояния ГС.

Практические работы

Работа 1

Рассчитать извлекаемое в концентрат и потерянное в отвалах некондиционных руд и хвостохранилищах количество олова если

1)      для горной массы, добытой при селективной её выемке a=0,04%,

g=100%,

2)      для кондиционной руды, идущей на обогащение b=0,1%,

g=15%;

3)      для концентрата b=50%,

g=0,02%,

где a и b - содержание олова (CSn) в исходной горной массе и обогащённом продукте соответственно;

g - выход продуктов переработки и обогащения руд;

Расчет:

1.      Поскольку при селективной выемке горной массы выход её равен 100% (g=100%), очевидно, что извлечение олова из этой горной массы так же будет равно 100% (e=100%).

2.      Содержание CSn в отвале () легко определить из следующего очевидного равенства

,

где m – масса горных пород, добытых при селективной выемке. Используя это равенство находим

1.        .

3.      Выход продуктов переработки в отвалы

.

4.      Извлечение олова в кондиционные руды и отвалы соответственно равно

   или  

5.      Содержание олова в хвостохранилище () рассчитывается аналогично расчёту значения

6.       Выход продуктов флотации в хвостохранилище

7.      Извлечение олова в концентрат и в хвосты флотации равно соответственно

Схема отработки и обогащения оловянных руд с рассчитанными технологическими показателями по отдельным этапам представлена на рисунке, из которого следует, что из всей массы металла, содержащегося в эксплуатационном блоке, в товарный концентрат извлекается всего 25,6%, а 74,4% теряется в отвалах некондиционной руды и хвостохранилище.

Схема отработки и обогащения оловянных руд с технологическими показателями по отдельным этапам.

a, b, q - содержание CSn в исходной горной массе, обогащённом и отвальном продуктах соответственно, %;

g - выход продуктов переработки и обогащения руд, %;

e - извлечение олова в соответствующий продукт, %.

Работа 3

Определить основные технологические показатели обогащения железной руды, содержащей 31% железа (a=31%), при котором получен концентрат с содержанием железа 67,5% (b=67,5%) и хвосты с содержанием железа 9,6% (q=9,6%).

Основными показателями, характеризующими результаты обогащения, являются:

1.      Содержание компонента – показатель, который характеризует долю того или иного компонента в единице массы исходной руды или полученных продуктах её переработки. Содержание различных компонент в исходной горной массе, концентрате и в отвале, а так же хвостах обычно обозначаются буквами a, b и Q соответственно и вычисляются в процентах.

2.      Выход продукта (g) – показатель, характеризующий, какую часть массы исходной руды составляет тот или иной продукт её переработки или обогащения. Выход любого продукта обычно выражают в процентах. Суммарный выход всех продуктов переработки и обогащения должен соответствовать выходу исходной руды, принимаемому за 100%. При разделении исходной руды на два конечных продукта – концентрат с выходом gк и хвосты с выходом gхв – это условие записывается в виде равенства, выражающего баланс выхода продуктов обогащения:

Суммарное количество любого компонента, содержащегося в конечных продуктах обогащения, должно соответствовать количеству этого компонента в исходной руде. Например, если при обогащении руды получены два конечных продукта – концентрат и хвосты, то это условие выражается равенством вида

При наличии n продуктов переработки и обогащения исходной горной массы

			(2а)

 

Равенства (1), (2) и (2а) называются уравнениями баланса продуктов переработки и обогащения руды. С их помощью, зная содержание полезного компонента в исходной горной массе и в полученных продуктах её переработки и обогащения, можно вычислить выход продуктов переработки и обогащения. Так, например, в случае обогащения руды, при котором образуется концентрат и хвосты, выходы этих продуктов обогащения легко определяются решением системы уравнений (1) и (2)

3.      Извлечение (e) – показатель, определяющий, какая часть полезного компонента, содержащегося в исходной горной массе, перешла в тот или иной продукт переработки или обогащения. Извлечение обычно выражается в процентах и вычисляется как отношение массы компонента в данном продукте к его массе в исходной горной массе или руде

Если выходы продуктов неизвестны, но имеются данные о составе, например, исходной руды, концентрата и хвостов, то, используя выражения (3) и (5) или (4) и (5), легко получить выражения для расчёта величины извлечения интересующего компонента руды соответственно в концентрат и в хвосты

Суммарное извлечение данного компонента во все полученные продукты переработки и обогащения руды составляет 100%:

.

4.      Степень сокращения (R) – величина, указывающая, во сколько раз выход полученного концентрата gк меньше количества переработанной руды, т.е. определяющая число тонн руды которое нужно переработать, чтобы получить 1 т концентрата

5.      Степень концентрации или степень обогащения (К) – показатель, указывающий, во сколько раз увеличилось содержание компонента в концентрате по сравнению с его содержанием в исходной руде:

Расчёт:

Используя приведенные соотношения, имеем для указанной выше железной руды:

Выход концентрата

Выход хвостов

Проверка: gк+gхв =37+63=100%.

Извлечение железа в концентрат

Извлечение железа в хвосты

Проверка: eК+eХВ =80,5+19,5=100%.

Степень сокращения

Степень обогащения

Следовательно, в данном случае в результате обогащения руды содержание железа в концентрате увеличилось по сравнению с его содержанием в руде 2,2 раза, а для получения 1т концентрата необходимо переработать 2,7 т руды.

Схема и обогащения железных руд с технологическими показателями.

a, b, Q - содержание CFe в исходной руде, концентрате и в хвостах, %;

g - выход продуктов обогащения руд, %;

e - извлечение железа в соответствующий продукт обогащения, %.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8