Комплексное использование минеральных ресурсов. Методическое пособие по подготовке, выполнению и оформлению курсовых работ
.pdf2.4.3. Вредное воздействие на окружающую среду хвостохранилищ на предприятиях по добыче руд черных и цветных металлов
Структура работы
Введение (хвостохранилища на горнорудных предприятиях, объемы, занимаемые территории, требования к формированию хвостохранилищ, регламент, ответственность).
Проблемы хранения отходов горного производства. Традиционные и перспективные способы консервации хвостохра-
нилищ.
Природоохранные технологии управления массивом хвостохранилищ.
Вредные факторы воздействия на окружающую среду хвостохранилищ (почва, воды, территории, атмосфера).
Заключение. Список литературы.
Рекомендуемая литература
1.Lottermoser Bernd G. Mine Wastes. Characterization, Treatment, Environmental Impacts. Second Edition. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. – pp. 153-181.
2.http://www.rusnauka.com/15_DNI_2008/Ecologia/33257.doc.htm
(Экологическое воздействие предприятий цветной металлургии на окружающую среду).
3.Голик В.И. Комбинированная активация хвостов обогащения как резерв увеличения добычи цветных металлов на Дальнем Восто-
ке // Вестник ДВО РАН. – 2011. – № 3. – С. 83-87.
4.Сидаков А.Г. Природоохранные технологии управления состоянием хвостохранилищ: Дис... канд. техн. наук. – Владикавказ, 2004.
–139 с.
41
2.4.4.Вредное воздействие на окружающую среду отходов фосфорных и калийных руд
Структура работы
Введение (месторождения фосфорных и калийных руд, объемы добычи, назначение руд, объемы отходов).
Характеристика отходов калийных руд (элементный и фазовый состав, физические и химические свойства).
Характеристика отходов фосфорных руд (элементный и фазовый состав, физические и химические свойства).
Основные факторы вредного воздействия на окружающую среду отходов фосфорных и калийных руд.
Обзор и обоснование способов утилизации отходов фосфорных и калийных руд.
Анализ перспективных способов утилизации отходов. Заключение.
Список литературы.
Рекомендуемая литература
1.Lottermoser Bernd G. Mine Wastes. Characterization, Treatment, Environmental Impacts. Second Edition. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. – pp. 245-264.
2.http://portaleco.ru/ekologija-goroda/utilizacija-othodov-himichesko- go-proizvodstva-othody-proizvodstva-fosfora-fosfornoj-kisloty-i- fosfornyh-udobrenij.html (Отходы фосфорных руд).
3.Комаров Ю.А. Обоснование технологии высотного складирования пород-отходов при разработке калийных месторождений: Дис...
канд. техн. наук. – СПб., 2016. – 162 с.
4.(http://www.spmi.ru/system/files/lib/sci/aspirant-doctorant/ avtoreferaty/2016/2016-3/dissertaciya_komarov_0.pdf)
42
Библиографический список (по проблемам комплексного освоения минеральных
ресурсов)
1.Большина Е.П. Экология металлургического производства: Курс лекций. – Новотроицк: НФ НИТУ «МИСиС», 2012. – 155 с.
2.Государственное управление ресурсами 2010–2016 гг. – Обще- ственно-политический журнал Министерства природных ресурсов и экологии РФ (официальный сайт http://www.mnr.gov.ru/press- service/official-publications/gur/)/
3.Зильбершмидт М.Г., Исаев В.А. Комплексное использование минеральных ресурсов: Учебник. В 2 кн. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2016. – Кн. 1. – 346 с.
4. Минералогия техногенных образований: Учеб. пособие / Е.Г. Язиков, А.В. Таловская, Л.В. Жорняк. – Томск: Изд-во Томского политех. ун-та, 2011. – 160 с.
5. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке / В.И. Ревнивцев, Е.И. Азбель, Е.Г. Баранов и др.; Под ред. В.И. Ревнивцева. – М.: Недра, 1987. – 307 c.
6.Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренцова региона в технологии строительных и технических материалов // Материалы Второй Междунар. науч. конф. (12–16 сентября2005). – Петрозаводск: КарельскийНЦРАН, 2005. – 230 с.
7.Рациональное освоение недр 2010–2016 гг. – Научнотехнический и методический журнал (официальный сайт http://www.roninfo.ru/about).
8.Ремезов А.В. и др. Обогащение полезных ископаемых. Комплексное использование сырья, продуктов и отходов обогащения: учеб. пособие. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006. – 327 c.
9.Технологическая оценка минерального сырья. Опробование ме-
сторождений. Характеристика сырья: Справочник / Под ред.
П.Е. Остапенко. – М.: Недра, 1990. – 272 c.
10.Трубецкой К.Н., Чантурия В.А., Каплунов Д.Р. и др. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. – М.: Наука, 2010. - 440 С.
11.Щукина Е.Г. и др. Комплексное использование минерального сырья и отходов промышленности при производстве строительных материалов: Учеб. пособие. – Улан-Уде: Изд-во ВосточноСибирского гос. технолог. ун-та, 2004. – 55 с.
43
12.Arndt Nicholas T., Ganino C. RESSOURCES MINÉRALES. Origine, nature et exploitation. Dunod, Paris, 2010. – 186 p.
13.Earth Science: Earth Materials and Resources. Volume 1. Editor Stephen I. Dutch. Salem Press A Division of EBSCO Publishing, Ipswich, Massachusetts. 2013. – 691 p.
14.King R.P. Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems. Butterworth-Heinemann. Elsevier. – 414 p.
15.Krivovichev Sergey V. (Ed.). Minerals as Advanced Materials I. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. – 251 p.
16.Laznicka P. Giant Metallic Deposits. Future Sources of Industrial Metals. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. – 736 p.
17.Rossi Mario E. Clayton V. Deutsch. Mineral Resource Estimation. Springer Science+Business Media Dordrecht. 2014. – 337 p.
44
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1
Цены на минеральное сырье и объемы его производства
Таблица П1.1
Средние цены на минеральное сырье по состоянию на 1990 г.3
Товар |
Цена, $/т |
Песок и гравий |
5 |
Гипс |
12 |
Железная руда |
27 |
Доломит |
35 |
Бентонит |
40 |
Нефелин |
43 |
Хромит |
50 |
Известняк |
50 |
Цемент |
56 |
Полевой шпат |
60 |
Поташ |
60 |
Шифер (кровельный) |
60 |
Ильменитовый концентрат |
62 |
Глины |
70 |
Фосфаты |
70 |
Пирофиллит |
70 |
Слюда |
80 |
Карбонат натрия |
83 |
Барит |
90 |
Перлит |
90 |
Сульфат натрия |
95 |
Магнезит |
120 |
Охра |
130 |
Нитраты |
140 |
Цирконовый концентрат |
148 |
Флюорит |
150 |
Галит |
150 |
Сера |
150 |
Кварц (горный хрусталь) |
1200 |
Алюминий |
1505 |
Цезий |
2300 |
Медь |
2400 |
Кадмий |
2800 |
Диоксид титана |
2800 |
Товар |
Цена, $/т |
Андалузит |
160 |
Боксит |
160 |
Галлуазит |
180 |
Пемза |
190 |
Каолин |
200 |
Кианит |
240 |
Нитрат (Чилийский) |
240 |
Силлиманит |
240 |
Тальк |
260 |
Вермикулит |
260 |
Волластонит |
300 |
Диатомит |
330 |
Гранат |
340 |
Корунд |
400 |
Сподумен |
400 |
Рубидий |
450 |
Асбест |
500 |
Графит |
500 |
Рутиловый концентрат |
550 |
Монацит |
600 |
Оксид алюминия |
700 |
Пирит |
700 |
Бура |
800 |
Свинец |
800 |
Стронций |
800 |
Цинк |
880 |
Марганец |
900 |
Оксид марганца |
900 |
Кобальт |
61 000 |
Торий |
70 000 |
Скандий |
90 000 |
Таллий |
90 000 |
Иттрий |
90 000 |
Индий |
112 000 |
––––––––––
3 Laznicka P. Giant Metallic Deposits. Future Sources of Industrial Metals. SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2006. – 736 p.
45
Окончание табл. П1.1
Товар |
Цена, $/т |
Бор |
3200 |
Сурьма |
3240 |
Карбонат лития |
3300 |
Магний |
4300 |
Мышьяк |
4500 |
Редкие земли |
4500 |
Олово |
6400 |
Селен |
7530 |
Бром |
7700 |
Висмут |
7800 |
Никель |
7800 |
Литий |
8000 |
Ртуть |
9320 |
Молибден |
10 000 |
Теллур |
10 000 |
Хром |
11 400 |
Титан |
13 000 |
Вольфрам |
14 000 |
Ванадий |
14 000 |
Иод |
15 000 |
Неодим |
19 700 |
Лантан |
23 000 |
Церий |
28 500 |
Уран |
33 000 |
Празеодим |
38 850 |
Тантал |
60 000 |
Товар |
Цена, $/т |
Диспрозий |
132 000 |
Гадолиний |
136 500 |
Серебро |
170 000 |
Самарий |
175 000 |
Эрбий |
190 000 |
Иттербий |
230 000 |
Гафний |
308 000 |
Бериллий |
340 000 |
Палладий |
410 000 |
Гольмий |
510 000 |
Галлий |
520 000 |
Рений |
800 000 |
Тербий |
880 000 |
Германий |
900 000 |
Рутений |
1 200 000 |
Европий |
1 650 000 |
Тулий |
3 600 000 |
Лютеций |
7 000 000 |
Родий |
9 000 000 |
Золото |
12 000 000 |
Осмий |
12 600 000 |
Платина |
12 800 000 |
Индий |
15 000 000 |
Алмаз |
225 000 000 |
|
|
|
|
|
Таблица П1.2 |
Мировое производство полезных ископаемых, тыс. тонн (на 1998 г.)4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
Товар |
|
Объем |
Товар |
|
Объем |
|
|
(тыс. т) |
|
|
(тыс. т) |
|
|
|
|
|
|
Алмазы |
|
0,02 |
Тальк и пирофиллит |
|
7870 |
Металлы платиновой |
|
0,35 |
Марганец |
|
8790 |
группы |
|
|
|
|
|
Золото |
|
2,5 |
Полевые шпаты |
|
8800 |
Металлы для электрони- |
|
3,2 |
Бентонит |
|
9610 |
ки |
|
|
|
|
|
Серебро |
|
16 |
Медь |
|
12 200 |
Кобальт |
|
24 |
Магнезит |
|
20 100 |
–––––––––– |
|
|
|
|
|
4 Introduction to Mineral |
Exploration. |
Edited by Charles J. |
Moon, Michael |
||
K.G. Whateley & Anthony M. Evans. Blackwell Publishing, 2006. – 499 p.
46
Окончание табл. П1.2
Товар |
Объем |
|
(тыс. т) |
Ниобий |
26 |
Вольфрам |
32 |
Уран |
35 |
Ванадий |
45 |
Сурьма |
118 |
Молибден |
135 |
Слюда |
205 |
Олово |
209 |
Магний |
401 |
Кианит |
431 |
Цирконий |
456 |
Графит |
648 |
Бор |
773 |
Никель |
1100 |
Асбест |
1970 |
Диатомит |
2060 |
|
|
Титан |
2770 |
Свинец |
3040 |
Хром |
4180 |
Флюорит |
4810 |
Барит |
5890 |
Цинк |
7470 |
Товар |
Объем |
|
(тыс. т) |
Торф |
25 300 |
Поташ |
26 900 |
Алюминий |
27 400 |
Каолин |
36 600 |
Фосфаты |
44 000 |
Сера |
55 600 |
Гипс, ангидрит |
103 700 |
Каменная соль |
191 000 |
Промышленные пески |
300 000 |
Глины |
500 000 |
Железо |
562 000 |
Лигнит |
848 000 |
Природный газ |
2 357 000 |
Сырая нефть |
3 578 000 |
Уголь |
3 735 000 |
Различные минеральные |
4 100 000 |
агрегаты (для заполни- |
|
телей) |
|
Песок и гравий |
> 15 000 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Для руд объемы даны в пересчете на металл; для природного газа объем дан в м3.
|
|
|
Таблица П1.3 |
Мировое производство полезных ископаемых, млн € (на 2002 г.) |
|||
|
|
|
|
Товар |
Объем (млн €) |
Товар |
Объем (млн €) |
Кианит и сопутству- |
64 |
Сера |
1820 |
ющие минералы |
|
|
|
Слюда |
69 |
Никель |
1890 |
Цирконий |
130 |
Цинк |
2930 |
Сурьма |
146 |
Каменная соль |
3030 |
Вольфрам |
158 |
Фосфаты |
3140 |
Графит |
194 |
Поташ |
3510 |
Металлы для элек- |
200 |
Металлы платино- |
3760 |
троники |
|
вой группы |
|
Ниобий |
237 |
Каолин |
3950 |
Титан |
345 |
Алмазы |
3960 |
Бентонит |
388 |
Промышленные |
4910 |
|
|
пески |
|
47
|
|
|
Окончание табл. П1.3 |
|
|
|
|
|
|
Товар |
Объем (млн €) |
Товар |
|
Объем (млн €) |
Тальк и пирофиллит |
439 |
Барит |
|
5890 |
Диатомит |
440 |
Полевые шпаты |
|
8800 |
Свинец |
556 |
Глины |
|
9500 |
Флюорит |
576 |
Медь |
|
9800 |
Асбест |
618 |
Железо |
|
15 200 |
Торф |
658 |
Магнезит |
|
20 100 |
Гипс, ангидрит |
689 |
Золото |
|
20 900 |
Хром |
727 |
Различные мине- |
|
23 100 |
|
|
ральные агрегаты |
|
|
|
|
(для заполнителей) |
|
|
Уран |
862 |
Лигнит |
|
30 300 |
Магний |
864 |
Алюминий |
|
39 400 |
Ванадий |
882 |
Песок и гравий |
|
97 000 |
Олово |
918 |
Уголь |
|
122 000 |
Молибден |
926 |
Природный газ |
|
161 000 |
Кобальт |
1040 |
Сырая нефть |
|
412 000 |
Бор |
1560 |
|
|
|
Серебро |
1590 |
|
|
|
Марганец |
1610 |
|
|
|
48
Приложение 2
|
|
|
|
Таблица П2.1 |
|
|
Мировая добыча, цены и ресурс металлов на 2002 г.5 |
|
|||
|
|
|
|
Потенциальные |
|
Металл |
Объемы мирового |
Ориентировочная |
Разведанные |
|
|
|
производства |
цена |
объемы |
объемы |
|
Al |
32,25 Мт |
$ 1500/т |
5,5 Гт |
8,25 Гт |
|
Ag |
18,8 кт |
$ 145/кг |
270 кт |
520 кт |
|
Au |
2,530 т |
$ 9912/кг |
42,5 кт |
89 кт |
|
As |
26,5 кт |
$ 600/т |
530 кт |
795 кт |
|
Be |
160 т |
$ 360/кг |
~ 30 кт |
– |
|
Bi |
3,900 т |
$ 8030/т |
330 кт |
680 кт |
|
Cd |
18,7 кт |
$ 660/т |
600 кт |
1,8 Мт |
|
Co |
36,9 кт |
$ 14300/т |
6,7 Мт |
13 Мт |
|
Cr |
3913 Мт |
$ 249/т |
482 Мт |
2,137×109 т |
|
Cs |
~ 100 т |
$ 13700/кг |
1,4 Мт |
2,2 Мт |
|
Cu |
9,217 Мт |
$ 1540/т |
480 Мт |
950 Мт |
|
Fe |
495 Мт |
$ 50/т |
67 Гт |
148 Гт |
|
Ga |
55 т |
$ 425/кг |
30 кт |
– |
|
Ge |
68 т |
$ 1700/кг |
100 кт |
– |
|
Hf |
90 кт |
$ 130/кг |
517 кт |
933 кт |
|
Hg |
1,400 т |
$ 4200/т |
120 кт |
240 кт |
|
In |
200 т |
$ 210/кг |
690 т |
11 Мт |
|
Li |
15,1 кт |
$ 16/кг |
4,1 Мт |
|
|
Mg |
422 кт |
$ 1875/т |
– |
– |
|
Mn |
7,6 Мт |
$ 250/т |
300 Мт |
5,000 Мт |
|
Mo |
128 кт |
$ 8300/т |
8,6 Мт |
19 Мт |
|
Nb |
25,7 кт |
$ 6776/т |
4,4 Мт |
5,2 Мт |
|
Ni |
1,32 Мт |
$ 6776/т |
61 Мт |
140 Мт |
|
Pb |
2,9 Мт |
$ 970/т |
68 Мт |
140 Мт |
|
PGE6 |
400 т |
$ 15 000/кг |
71 кт |
80 кт |
|
Pd |
193 т |
$ 10 610/кг |
– |
– |
|
Pt |
171 т |
$ 18 000/кг |
– |
– |
|
Ir |
– |
$ 5065/кг |
– |
– |
|
Os |
– |
$ 12 800/кг |
– |
– |
|
Rh |
– |
$ 24 150/кг |
– |
– |
|
Ru |
– |
$ 1930/кг |
– |
– |
|
Re |
23,1 т |
$ 1069/кг |
2,400 т |
10,000 т |
|
Sn |
231 кт |
$ 4000/т |
6,1 Мт |
11 Мт |
|
Ta |
1,530 т |
$ 165/кг |
39 кт |
110 кт |
|
Ti |
2,94 Мт |
$ 7770/т |
492 Мт |
738 Мт |
|
U |
42,219 т |
$ 26/кг |
2,87 Мт |
4,63 Мт |
|
V |
67 кт |
$ 5500/т |
38 Мт |
63 Мт |
|
W |
46,6 кт |
$ 9730/т |
6,2 Мт |
– |
|
Zn |
7,17 Мт |
$ 880/т |
450 Мт |
1900 Мт |
|
Zr |
910 кт |
$ 25/кг |
53,3 Мт |
– |
|
––––––––––
5Laznicka P. Giant Metallic Deposits. Future Sources of Industrial Metals. SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2006. – 736 p.
6PGE – элементы платиновой группы.
49
Приложение 3
Расчет фазового состава цемента с использованием методики Богга7
Расчет фазового состава цемента основан на четырех основных допущениях:
1) Четыре главные фазы в цементе имеют составы C3S, C2S, C3A и
C4AF, где C3S — 3CaO·SiO2; C2S – 2CaO·SiO2; C3A – 3CaO·Al2O3; C4AF – 4CaO·Al2O3·Fe2O3.
2)Принимают, что Fe2O3 присутствует в виде C4AF.
3)Принимают, что оставшийся Al2O3 связывается с C3A.
4)Из содержания CaO вычитают его количества, относимые к
формам C4AF, C3A и свободной извести, и совместно решают два уравнения для определения содержания C3S и C2S.
Таким образом, с учетом предположения, что содержание CaO скорректировано на свободную известь, расчет фазового состава цемента сводится к следующим уравнениям:
C3S = 4,0710 CaO – 7,6024 SiO2 – 6,7187 Al2O3 – 1,4297 Fe2O3; |
(П3.1) |
C2S = –3,0710 CaO + 8,6024 SiO2 + 5,0683 Al2O3 + 1,0785 Fe2O3 = |
|
= 2,8675 SiO2 – 0,7544C3S; |
(П3.2) |
C3A = 2,6504 Al2O3 – 1,6920 Fe2O3; |
(П3.3) |
C4AF = 3,0432 Fe2O3. |
(П3.4) |
Составы, рассчитанные по Боггу, используются в некоторых конкретных случаях, а также для составления и решения уравнений, чтобы рассчитать относительные количества сырьевых материалов, необходимые для получения заданного «потенциального» содержания трехкальциевого силиката (C3S) – алита, а также других фаз.
В этой методике второстепенные оксидные компоненты не принимаются во внимание.
Достаточно часто в практике цементного производства применяются и другие показатели:
– коэффициент насыщения известью
КН= |
CaO |
; |
(П3.5) |
2,8SiO2 +1,2Al2O3 + 0,65Fe2O3 |
––––––––––
7 Тейлор Х. Химия цемента: Пер. с англ. – М.: Мир, 1996. – 560 с.
50
