Экологические исследования, проектирование и инжиниринг


у нас классные специалисты


СТОЧНЫЕ ВОДЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИХ РУД МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ

Петров С.В., Петрова М.В.
ООО «Джи Ти Минералс»
gtminerals@mail.ru
https://gtminerals.ru

Развитие транспорта и энергетики фактически создало, поддерживает и увеличивает спрос на литий. Устойчивая потребность на этот металл существует не так много времени, но уже привела к повышенному интересу бизнеса к рудным месторождениям. Основные преимущества рудных месторождений перед рассолами (сейчас первый по значимости сырьевой ресурс) – это значительно большее удельное содержание ценного компонента и его понятные запасы, т.к. руды никуда не перетекают и ничем не разбавляются. В РФ рудное литиевое направление находится на стартовом уровне, т.к. крупные запасы отработаны в период СССР, а новые объекты недостаточно изучены, что повышает риски при их вводе в эксплуатацию.
Из литийсодержащих руд на месте обычно извлекается концентрат, направляемый на гидрометаллургическую переработку. Обогащение сводится к извлечению минерала – сподумена, гравитационными и флотационными методами. Выход концентратов не превышает 10 %. Остальное отвальные хвосты, которые складируются в хвостохранилище.
Цель флотационного обогащения – сподумен, относится к силикатам, породообразующим минералам. Его выделение не является простой задачей, например, классические ксантогенаты совершенно не пригодны в качестве собирателей. Для этих целей в 50 – 60 годах 20 века было предложено использовать жирные кислоты и мыла. Эти реагенты эффективно работают в узком диапазоне рН, требуют мягкой воды и подавления флотации шламовой части руды. Требуется значительное разнообразие и количество реагентов, что приводит к солению вод и увеличивает подвижность некоторых компонентов твердого хвостов. Причем наиболее «вредной» может являться процедура подавления шламов – пустой породы, требующая больших доз реагента подавителя.
Как упомянуто выше, основные технические решения по флотации сподумена были разработаны чуть ли не 100 лет назад, и с тех пор не развивались из-за отсутствия спроса и окончания холодной войны, т.к. литий немаловажный компонент цепочки создания оружия массового поражения. Разработанные в то время технологии практически не пригодны для эксплуатации в режиме замкнутого водоснабжения. В системе современного природоохранного законодательства могут эксплуатироваться только со значительными затратами на соблюдение норм и требований. Есть надежда, что «взрывной» интерес к литию приведет к созданию более совершенных и более чистых режимов и способов обогащения сподуменовых руд. В настоящей статье авторы исходят из имеющейся практики получения литиевых концентратов.
Методом кинетического тестирования на равновесную концентрацию был определен прогнозный состав дренажных вод отвала хвостов гравитационно-флотационного обогащения литийсодержащих руд.
В таблице 1 представлен химический состав твердой фазы хвостов. В таблице 2 - прогнозный состав дренажных вод. Для подавления пустой породы на флотации использовался инертный реагент, что позволило получить относительно нормальную ситуацию с водами.

Таблица 1 - Химический состав хвостов гравитационного-флотационного обогащения, использованных для проведения кинетического тестирования


Таблица 2 – Прогнозный состав дренажных вод отвала хвостов обогащения

Примечание: н.о. – ниже предела обнаружения, н.н. – не нормируется
1 – Приказ от 13 декабря 2016 года №552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения»

Твердая фаза хвостов обогащения, помимо лития, содержит весь комплекс щелочных металлов, включая рубидий и цезий. Основная особенность подобных легкометальных руд, это присутствие в них бериллия. Содержание подвижных форм этого элемента очень жестко нормируется природоохранным законодательством РФ. При увеличении или изменении характера солевого фона на обогащении может происходить выщелачивание Be. Разработчикам технологии переработки руд необходимо всегда обращать внимание на этот немаловажный аспект.
Сточные воды отвалов хвостов обогащения содержат ряд компонентов в концентрациях превышающих ПДК, установленных для рыбохозяйственных водоемов. Это мышьяк, бор, литий, марганец, натрий, кремний и фосфор. Концентрация рубидия практически достигает нормируемого значения.
Появление элементов As, B, Li, Mn, Si связано с естественной растворимостью из минералов твердой фазы. Натрий и фосфор привнесенные, техногенные примеси.

В любом случае дренажные воды подлежат очистке перед сбросом в окружающую среду.