Способ закрепления поверхности хвостохранилищ

Союз СоветскихСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1949205(22)Заявлено 04, 12, 80 (21) 32 12493/22-03с присоелинением заявки Рйпо долам нвооретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Институт химии и технологии редкии минерального сырья Кольского фил 71) Заявитель) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЦ 1 ч Изобретение отно промышленности и мож пользовано для закр щих поверхностей хв обогатительных фабр чаных грунтов.ится к горноиет быть испления пылястохранилищк и других пе На ляеоле зобретениюния насыпнения их рация, мехапропитки жид лизким коб укреплутем увластого калотнения и2. ся споунтовм хлор ных г створ 5ничес ким с го упклом Неетсяменяе остатком этого способа ороговизна и дефицитнос ых реагентов, особенно кла. Кроме того, при вз этих компонентов образу натрий, что приводит к нию почвы хлор-ионом. являть прижидкоИзвестен с пособ обеспыливания и лящих поверхностей, в обработке их разими: цементом, известеклом, хлористым мной эмульсией, смоми органическими постный способ малоснован на использоваколичествах дефицитоящих реагентов. именение многих из кие продукты, соли,приводит к загрязневод вредными компого стествииристыйгрязне мо о 5 Цел тивноия пы хностеи хвостоящих поверЩдостигаетобработкущ проводятрастворимыой кислот хранил Целческую хранил кислот фосфорими- востоеакциитов сой серя тем, что оверхности продуктами х алюмосилиой или с пул ни не закрепления пьзаключающийсяличными вяжущст ьюжид кимкальцием, битулами, различньлимерамиОднако извеэффективен и онии в большихных и дорогостКроме того, прних (органичесбитумы и т.д.)ю грунтовыхнтами. изобретения - повышение эффи и экономичности закрепле 3 94920нокислотного разложения Фосфорсодержащего сырья.При взаимодействии нефелина сФосфорной кислотой получаются двакомпонента, оЬладающих вяжущими свойствами: Фосфат алюминия и кремнегель,образующие композицию, способную ксамостоятельному схватыванию и твердению при обычных условиях.В качестве истоцника Фосфорной 1 Окислоты могут быть использованы продукты сернокислотного разложенияфосфорсодержащего сырья (Фосфориты,апатит). Экстракционную Фосфорнуюкислоту получают путем разложенияФасфорсодержащего сырья серной кислотой, При этом получается пульпа,содержащая твердый сульфат кальцияи раствор Фосфорной кислоты.Если в пульпу, оЬразовавшуюсяпри сернокислотной обработке Фосфорного сырья, ввести нефелин в количестве, необходимом для связыванияФосфорной кислоты, то образуется композиция, состоящая из трех веществ:Фосфата алюминия, кремнегеля и гипса (сульфат кальция), каждое из которых в отдельности обладает вяжущимисвойствами, В совокупности же вяжущие свойства этих компонентов значительно возрастают.Многие алюмосиликаты, в частностинефелин, очень легко реагируют с кислотами, поэтому закрепление нефелинсодержащих хвостохранилищ может проводиться путем непосредственного увлаж-нения поверхностного слоя растворами ФосФорной кислоты или пульпой сернокислотного вскрытия Фосфорсодержащего сырья,4 О Поверхность нефелинсодержащих хвостов апатитового производства и кварцевых отходов, получающихся при производстве железорудного концентрата,45закрепленная предложенным способам,выдерживает нагрузку 4-30 кг/см2.Прочность зависит от концентрациии расхода реагентов на 1 м поверхности,5 ОП р и м е р 1. 1 кг нефелиновогоконцентрата, содержащего, вес.:А 1 0 28,5 Иа 0 11,0; К 0 6,3; 510431; ГеО 3,5; процие 7,6, растворяют в 8,5 л 853-ной Фосфорной кислоты путем перемешивания в реакторев течение 15 мин. Расход кислоты(72,5 г в пересчете на 1006-ную на100 г концентрата) принимают равным 5 4теоретицески неоЬходимому для протекания реакции;3(Иа,К) 0 А 1 О 250+8 Н РО ==2 (1 а, К) РО+6 А 1 РО+651(ОН)где (МаК) 0 А 02510 - химическаяФормуланефелина,В результате получают 8,9 л пульпы. Этой пульпой орошают поверхность,образованную свеженасыпанными и неуплотненными хвостами а атитовой Флотации из расчета 40 мл пульпы на1 дм , что равно расходу НРО 3,4 гна 1 дмПосле вьдерживания в течение суток на поверхности образуется твердаякорка, которую промывают водой. После естественного высыхания измеряютпрочность образовавшейся корки напридавливание с помощью нажимного динамометра. Эта методика применяетсядля всех приведенных примеров.Образцы, полученные в данном примере, выдерживают нагрузку не менее6,4 кг/см .П р и м е р 2. Проводят те же операции, что в примере 1, Закреплениюподвергают кварцитовые отходы от получения железорудного концентратаОленегорского горно-обогатительногокомбината, Закрепленная поверхностьвыдерживает нагрузку не менее 5,6 кг/см.П р и м е р 3, 1 кг ковдорскогоапатитового концентрата, содержащего вес,4: Р 05 35; СаО 498; МдО4,7; 510 3,4; прочие 6,2, обраЬатьвают 3040 мл 306-ной серной кислотыв течение 60 мин,Расход кислоты принимают равнымтеоретически необходимому для протекания реакции:Сао(РО )6 ОНГ+10 Н 04 =10 Са 50++ба Р 04+НГ+Н О,где Са (РО ) ОНГ - химическая Форму 10 + 6ла апатита.Получают 3340 мл пульпы, состоящей из 1 Д-ного раствора НзРО ивзвеси сульфата кальция. Пульпу разбавляют водой до концентрации НРО831 а затем нейтрализуют нефелином до рН 1-3. Полученным продуктомобрабатывают поверхность свеженасыпанных хвостов апатитовой Флотациипри расходе 40 мл на 1 дм что равно расходу НзРО, 3,2 г/дм . Закрепленная поверхность выдерживает нагрузку не менее 96 кг/см,5 9492П р и м е р 4. Выполняют операции по примеру 3. Закрепляют кварцевые отходы, Закрепленная поверхность выдерживает нагрузку 8,7 кг/см.П р и и е р 5, Нефелинсодержащие хвосты апатитовой фабрики увлажняют 8,5-ной фосфорной кислотой при расходе 50 мл/дмЗакрепленная поверхность выдерживает нагрузку 5,9 кг/см10П р и м е р 6. Нефелинсодержащие хвосты апатитовой Флотации увлажняют пульпой от сернокислотного разложения апатита, содержащей 8,34 фосфорной кислоты, Расход 40 мл/дм Закрепленная поверхность выдерживает нагрузку 8,3 кг/см.П р и м е р ",. Проводят те же операции, цто и в примере 3, однако пульпу сернокислотного разложения20 апатита разбавляют водой до концентрации Н РО, 425 ь, После нейтрализации ее нефелином увлажняют поверхность хвостов апатитовой флотации при расходе 40 мл/дм 2, цто равно рас ходу фосфорной кислоты 1,6 г/дм, Закрепленная поверхность выдерживает нагрузку 4,3 кг/смП р и м е р 8, Проводят те же операции, что и в примере 3, однако пе 30 ред обработкой пульпой поверхность хвостов апатитовой флотации механически уплотняют.Закрепленная поверхность выдерживает нагрузку 18,7 кг/см .П р и м е р 9. Закрепляют предварительно уплотненные хвосты апатитовой флотации и кварцевые отходы по примерам 3 и 4 при расходе пульпы 100 мл/дм (6,4 г Н РО ).ф Закрепленная повеохность выдерживает нагрузку соответственно 29,7 и 24,8 кг/см. 05Приведенные примеры подтверждают полную техническую осуществимость и высокую эффективность предложенного способа. Все полученные образцы имеют прочность превышающую необ 1ходимую (2 кг/см ) для выдерживания ветровой нагрузки.Применение разработанного способа позволяет избежать необходимости использования дорогостоящих привозных реагентов, что снижает себестоимость закрепления 1.га пылящих поверхностей в 4 раза. Способ не приводит к вторичному загрязнению окружающей среды, так как единственные образующиеся водорастворимые соединения - фосфаты натрия и калия. ипользуются как удобрение, а это способствует биологической рекульт ивации хвостохранилищ.Формула изобретенияСпособ закрепления поверхностихвостохранилищ, включающий химичес"кую обработку поверхности, о т л ич а ю щ и й с я т ем, цто, с цельюповышения эффективности и, экономичности закрепления, химическую обработку поверхности проводят продуктами реакции кислоторастворимых алюмосиликатов с фосфорной кислотой ипис пульпой сернокислотного разложения фосфорсодержащего сырья.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Таужанская З.А. Стабилизацияи рекультивация хвостохранилищ обо-,.гатительных Фабрик за рубежом. М.,1976, с. 22.2. Авторское свидетельство СССРР 1 490906, кл. Е 02 О 3/00, 194(прототип), Составитель И.федяеваРедактор И,Митровка Техреду Т, Фанта Корректор Л, БокшанЗаказ 5721 17 Тираж 70 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент , г, Ужгород, ул, Проектная,