О чем пылят "хвосты"

Оцените материал
(2 голосов)

Результатом эксплуатации апатит-нефелиновых руд являются не только минеральные удобрение, но и отходы обогащения, накапливающиеся на хвостохранилищах и являющиеся как угрозой для окружающей среды, так и в полной мере не изученным техногенным месторождением. Так чем же мы дышим, когда ветерок приносит пыль с «хвостов» в город?

Хвостохранилище апатит-нефелиновой обогатительной фабрики (АНОФ-2) является приёмником хвостов флотации апатит-нефелиновых руд и золы Апатитской ТЭЦ. Совместное хранение этих двух отходов противоречит законодательной и традиционной практике горно-химических производств России и не только. Хвостохранилище площадью 8.3 км2 оборудовано в губе Белой оз.Имандра в районе г.Апатиты на расстоянии 7 км от промплощадки АНОФ-2 и 8 км от города. Орографически оно подвержено воздействию, как преобладающих ветров северо-западного направления, так и ветров южных направлений. Отметки рельефа в районе хвостохранилища 109-170 м проектируются до 200 м.

Хвостохранилище АНОФ-2 - это гидротехническое сооружение (ГТС), представляющее комплекс сооружений систем гидравлического транспорта дисперсных продуктов, их складирования, оборотного водоснабжения, сбора и отвода фильтрационных вод. Технологический сток по пульпопроводам подается на хвостохранилище. Тип заполнения хвостохранилища - намывной; способ создания емкости - ограждение дамбами части акватории губы Белой; количество прудов-отстойников - 2 (основное поле - первичный, Сейд-озеро - вторичный).

hvost3

Хвостохранилище образовано отсыпкой пионерных дамб № 1, 4, 8, 12 с последующим наращиванием их намывной дамбой из песков (хвостов). Общая протяженность напорного фронта 12 км.

Параметры хвостохранилища не достигли проектных показателей и характеризуются следующими величинами:

  • объем заскладированных хвостов 365, а не 600 млн м3с лишним;
  • площадь хвостохранилища на отметке 173,00 м - 860 га;
  • емкость отстойного пруда и его площадь 50 млн м3 и 496 га;
  • проектное заложение низового откоса дамб 1:4;
  • кривая депрессии проходит значительно глубже границы откоса намывной дамбы, что обеспечивает осушение намывного откоса;
  • площадь пыления 500+650 га.

Отложения хвостов пляжной зоны хвостохранилища АНОФ-2 представлены полидисперсным полиминеральным материалом, фракционированным в процессе намыва, и подвергаются высыханию. В минералогическом отношении хвосты примерно на 90% представлены алюмосиликатными минералами, основу которых составляют нефелин (> 50%), эгирин и эгириновый авгит (~ 20%), полевые шпаты (до 10%). Принадлежащий к классу фосфатов апатит составляет в отложениях хвостов 3-10%. Содержание других материалов весьма незначительно и в сумме не превышает 10%.

Общая закономерность фракционирования песков на пляжной зоне характеризуется двумя основными тенденциями - уменьшение крупности отложений по мере удаления от оси пульпопровода и увеличение крупности с глубиной. В соответствии с изменением крупности меняется и количественное соотношение минералов складируемого материала: с глубиной уменьшается количество апатита с 6-8 (на глубине 5-7 м) до 2-4% (на глубине 9-12 м); содержание полевого шпата, который концентрируется в более мелких фракциях, увеличивается с ростом глубины с 9-7 до 12-13%; процентное содержание нефелина и эгирина меняется мало.

Известно, что одним из определяющих факторов воздействия на природную окружающую среду в процессе функционирования хвостохранилища является загрязнение атмосферного воздуха тонкодисперсными взвесями в результате пылевой эрозии с поверхности хвостохранилища.

Исследования современного гипергенеза хвостов обогащения апатит- нефелиновых руд, хранившихся менее 1 мес, показывают, что происходит увеличение удельной поверхности полиминеральных дисперсоидов в 1.2+1.6 раз, плотность образующихся фаз существенно ниже плотности исходных хвостов и составляет 1.5 г/см2, доля пылевой фракции возрастает в 1.3+1.5 раз. Эти факторы приводят к увеличению объемов выбросов пыли и способствуют высокой подвижности рассеивания токсичных элементов в атмосферном воздухе.

Природопользователем для сокращения выбросов пыли в атмосферу проводится закрепление пылящих поверхностей хвостохранилищ, что позволяет снизить общую площадь пыления. Хвостохранилище является действующим объектом. Закреплению пылящих поверхностей хвостохранилища подвергаются все участки, кроме находящихся в эксплуатации. Эффективность мероприятия подтверждается мониторингом, проводимым на базе утвержденного плана природоохранных мероприятий.

В соответствии с данными мониторинга хвостохранилища ОАО «Апатит» АНОФ-2 за 2005-2009 гг. фактическая площадь складируемых хвостов составила 505 га; проводимые мероприятия по снижению выбросов позволили снизить фактическую площадь пыления до 50 га. Установлено, что максимальная площадь пыления, реализуемая за отчетный период времени, наблюдается при скорости ветра ~ 8 м/с (наибольшая скорость ветра, вероятность превышения которой в году для данного района составляет 5%). Скорости выше этого значения наблюдаются при неблагоприятных метеорологических условиях от 5 до 9 раз в год. Таким образом, степень снижения выбросов пыли составила 0.9.

Метеорологические характеристики, коэффициенты, определяющие условия рассеивания вредных выбросов и значения фоновых концентраций, были установлены на основании данных, представленных Мурманским территориальным управлением Росгидромета.

При составлении исходных данных использован генплан предприятия. Расчет полей рассеивания выполнен в системе координат Кировско-Апатитского района: X - восток, Y- север. В качестве расчетной площадки выбран прямоугольник размером 11000x12000 м2, шаг расчетной сетки 500 м. Расчет приземных концентраций проведен с учетом значений фоновых концентраций. Для контроля уровня загрязнения определены значения приземных концентраций на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в направлении 4 румбов.

Размеры ССЗ установлены в соответствии с «Санитарными нормами и правилами проектирования промышленных предприятий» 2.2.1/2.1.1.1200-03 ред. 2007. В соответствии с СанПиНом предприятие по санитарной классификации относится к I классу, размеры СЗЗ для него составляют 1000 м.

Критерием целесообразности проведения расчета и графического изображения полей рассеивания является выполнение условия: константа выделения источников больше 0.01% доли ПДК, максимальное значение приземных концентраций по данному ингредиенту > 0.01 доли ПДК.

При расчете использовался ближайший по направлению к жилой зоне участок пляжной зоны, подвергшейся высыханию, и откосы дамбы № 8 общей площадью в соответствии с данными мониторинга 50 га.

Сравнение значений приземных концентраций в контрольных точках в долях ПДК (предельно допустимые концентрации вредного вещества, мг/м3)приведено в таблице.

Загрязняющее вещество

Номер

контрольной

точки*

Расчетная максимальная приземная концентрация, в долях ПДК

код

наименование

вариант без учета

гипергенного

воздействия

вариант с учетом

гипергенного

воздействия

2908

Пыль

неорганическая Si02 20-70%

1

0.77

1.40

2

0.69

1.25

3

0.98

1.79

4

0.08

0.14

пылят хвосты

пылят хвосты

 

Выводы

Установлено, что нефелинсодержащие отходы апатитовой флотации являются источником загрязнения гидросферы и атмосферы в тех случаях, когда они контактируют с деминерализованной водой (атмосферными осадками, грунтовыми водами). Такие условия соблюдаются только на дневной поверхности хвостохранилища и в нижних слоях. Процесс разрушения сопровождается увеличением удельной поверхности дисперсных хвостов ориентировочно в 2 раза. Плотность новобразующихся фаз существенно ниже плотности исходных хвостов и составляет 1.5 г/см3. Эти обстоятельства способствуют высокой подвижности новообразований и организации потоков рассеивания токсичных элементов в атмосферном воздухе, что приводит к обеднению верхнего слоя продуктами выветривания и их удалению из контактной зоны.

Объем загрязненной воды, поступающий в оз.Имандра из хвостохранилища, будет складываться из объема промышленного стока и объема подземных дренирующих вод. В обоих случаях состав раствора будет равновесен по отношению к минеральной фазе.

Основной фактор, представляющий прямую опасность для экосистемы губы Белой оз.Имандра, состоит в фильтрации через хвостохранилище технологической сточной воды, поступающей с гидротранспортом (100- 120 млн м3/год). Технологический сток образует, так называемую, зону пляжа и способствует организации постоянного потока загрязненной воды, насыщенной основными структурообразующими компонентами минералов, слагающих перерабатываемую породу. Фильтрация технологических стоков через слои хвостохранилища не приводит к появлению дополнительных загрязняющих компонентов и изменению его химического состава на выходе из хвостохранилища. Хвостохранилище в данном случае выполняет природоохранную функцию - играет роль фильтра, задерживающего 98% взвесей.

Источник: Приймак Т.И., Зосин А.П., Маслобоев В.А. Экологические аспекты гипергенеза минерального сырья в условиях Субарктики

 
Прочитано 2172 раз Последнее изменение Воскресенье, 29 Май 2016 12:24

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены