МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 7
1 Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған орТаға зияны және оның
1.1 Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға зиянды әсерлері
1.2 Минералды шикізаттар мен қалдықтарды электронды-сәулелік өңдеудің теория-әдістемелік негіздері
1.3 Электронды-сәулелік технологияның экологиялық-экономикалық тиімділігі 30
1 тарау бойынша қорытынды 33
2 ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯ ӨНДІРІСТЕРІНДЕ ЭЛЕКТРОНДЫ-СӘУЛЕЛІК ТЕХНОЛОГИЯНЫ ҚОЛДАНУ ЖОЛДАРЫ
2.1 Алтын кендерін өңдеу жолдары 35
2 тарау бойынша қорытынды 49
3 ЭЛЕКТРОНДЫ-СӘУЛЕЛІК ТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ-ЭКОНОМИКАЛЫҚ ТИІМДІЛІГІН НЕГІЗДЕУ
3 тарау бойынша қорытынды 56
Қорытынды 57
Қолданылған әдебиеттер 59
Кіріспе
Дипломдық жұмысымның өзектілігі. Бүгінгі күні барша адамзат баласының болашағы
Қазақстан түсті металлургиясының кәсіпорындары бүгінгі күні, дәстүрлі ескі технологиялар
Бұл проблеманы шикізаттар мен қалдықтарды пайдалануға бағытталған кешенді техникалық
Бүгінде әлемнің көптеген елдерінде жыл сайын өнеркәсіптік қалдықтарды пайдалану
Түсті металлургия өндірістерінің қазіргі дамуын анықтайтын проблемаларды ескере отырып,
ЭСТ-ны қолдану барысындағы негізгі технологиялық фактор иондаушы сәуле –
Өнеркәсіптік электрондық үдеткіштер қазірдің өзінде кабель өнеркәсібінде, ауыл шаруашылығында,
Өйткені, электрондық үдеткіштер немесе электронды-сәулелік технология өз кезегінде экономикалық
Электронды-сәулелік технологияның экономикалық тиімділігі электр энергиясын электрондық шоқ энергиясына
Ал, электрондық үдеткіштердің экологиялық тазалығы заттарды радиациялық өңдеу барысында
Құрамында мышьягы бар сульфидті берік алтын кендерін цианды қосылыстармен
Минералды шикізаттар – мысты-мырышты кендерді алдын-ала радиациялық өңдеу барысындағы
Жұмыстың мақсаты. Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға келтіретін теріс
Зерттеу міндттері:
алтын өндірістерінде кен құрамындағы мышьяк пен көмірге иондаушы сәуленің
түсті металлургия өндірістерінің байыту фабрикаларында түзілетін өнеркәсіптік қатты қалдық
түсті металлургия өндірістерінің бір саласы титан-магний комбинатында түзілетін өнеркәсіптік
электронды-сәулелік технологияның эколого-экономикалық тиімділігін бағалау және эколого-экономикалық жойылған зияндарды
Зерттеу нысаны. Минералды шикізат – құрамы әр түрлі алтын
Ғылыми жаңалығы:
Құрамында мышьягы бар сульфидті берік алтын кендерін иондаушы сәуле
Баритті кендерден ажыратып алынған қатты қалдық – баритті флотоконцентраттарды
Өнеркәсіптік қатты қалдықтар – титан қостотығы титан ақ бояуына
Көп тонналы қатты минералды шикізаттар мен өнеркәсіптік қалдықтарды электронды-сәулелік
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы. Алтын кендерін өңдегенде алынған нәтижелер құрамында
Баритті кендерден ажыратып алынған қатты қалдық – баритті флотоконцентраттарды
Өнеркәсіптік ақаба суларды ауыр металл иондарынан, мұнай өнімдері мен
Өнеркәсіптік қатты қалдықтар – титан қостотығы мен карналлитті электронды-сәулелік
Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға ЗИЯНЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ әсерлерін
Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға зиянды әсерлері
Қазақстанның түсті, асыл және сирек металдарының кеніштері аса күрделі
Тау-кен шығару және өңдеу жұмыстары барысында түзілген қалдықтар өзінің
1-сурет. Тау-кен металлургия кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлесі, қатты
2-сурет. Тау-кен металлургия кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлкен үлесі,
3
3-сурет. Тау-кен металлургиялық кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлкен үлесі,
Қазақстанның түсті, асыл және сирек металдарының кеніштері аса күрделі
Тау-кен шығару және өңдеу жұмыстары барысында түзілген қалдықтар өзінің
Кеңес Одағы кезіндегі беделді экономистердің бағалауы бойынша жер қойнауынан
Қазірдің өзінде шикізаттың тек қана 25 %-ы соңғы өнімге
Республика бүгінде 20 миллиард тоннадан астам өнеркәсіптік қатты қалдықтар
Экология және табиғи қорлар Министірлігінің есебі бойынша түсті және
Республика түсті металлургиясы – мыс, алюминий, қорғасын, мырыш, алтын
Республикамызда қалыптасқан қалдықтар жөніндегі осындай экологиялық мәселелермен көптеген мамандар
4-сурет. Қазақстан түсті металлургиясының байыту фабрикалары бойынша өнеркәсіптік қалдықтардың
Қалдықтар жөніндегі өзекті мәселені шешу өнеркәсіптік өндірістер туралы толық
Алтын ашық сары түсті жылтырауық металл. Химиялық қасиеті жөнінен
Алтын табиғатта бос күйде, кварц және кварцты құмдар құрамында,
Ең көп тараған әдіс кендерден алтынды калий немесе натрий
2Au + 4CN + H2O +
Цианидті ерітінділердегі алтын күміс цементтеу арқылы тұндырылады, цеметтеуші ретінде
2Au(CN) + Zn → 2Au + Zn(CN)
Әдістің өз кезегінде мәнді түрде көңіл бөлуге тура келетін
Кейінгі кездері сульфидті-мышьякты кендерді алдын ала пирометаллургиялық өңдеу, соңынан
Құрамында көмірі басым алтын кендеріне ең алдымен органиканы қыздыру,
Әдістің кемшілігі реагенттің жоғары шығыны, процестің ұзақтығы және шаймалаудың
Соңғы кездері кейбір еңбектерде алтын кендерінде цианидсіз топтап шаймалау
Ал кейбір зерттеу жұмысында алтын кендерін цианидсіз топтап шаймалау
Алтын кендерін өңдеу барысында қалыптасқан технологияның бірі –амальгамдау. Амальгамдау
Кендерден алтынды бөліп алу мақсатында амальгамдау әдісін қолдану көбінесе
Сонымен, алтын өндірістерінде қалыптасқан негізгі технологиялар қоршаған орта үшін
Алтын өндірісі – республикамыздағы кенжелетіп дамып келе жатқан ТМК-нің
Алтын өндірісі Кеңес Одағы кезінде басқа өндірістер сияқты толық
Бақыршық кеніші негізінен аршу және өңдеу үрдістері қиынға соғатын
Титан және мұнай өндірістерінің бүгінгі дамуы, минералды шикізаттардың тапшылығымен,
Титан-күміс тәрізді ақ түсті, табиғатта өте көп тараған металл.
Өндірісте титанды, кендерден немесе концентраттардан алынатын, титан қостотығын хлорлау
TiO2 + 2Cl2 + 2C = TiCl4 + 2
Алынған титан тетрахлориді магниймен қалпына келтіріледі:
TiCl4 + 2Mg= Ti + 2MgCl2
Демек, өндірісте титанды алу магний-термиялық әдіске негізделген. Реакция нәтижесінде
Магний – түсі ақ, өте жеңіл металл. Ауада өте
Магнийді алу электролиттік әдіске негізделген. Ал, электролит құрамында сусыз
Карналлит KCl · MgCl2 · 6H2O түріндегі магний мен
KCl · MgCl2 · 6H2O=KCl · MgCl2 · 2H2O
KCl · MgCl2 · 2H2O= KCl · MgCl2 +
Алты суы бар карналлиттің екі суы бар карналлитке түрленуі
Сусыздану барысында кері процесс гидролиздің де жүруі ықтимал. Бірақ
MgCl2 + 2H2O=Mg(OH)2 + 2HCl
ҚҚ пешінде сусыздандырылған карналлитті электролизерге тиеуге болмайды. Өйткені, оның
Сусызданған карналлитті балқыту және толық тазарту екінші саты бойынша
Карналлитті сусыздандыратын дәстүрлі әдістердің кемшіліктері: ұзаққа созылатын екі сатыдан
Сонымен, хлорлы технологияға негізделген титан және магний өндірістері өз
Сондай-ақ, жыл сайын шамамен құрамында 1-2% титан қостотығы бар
Келтірілген мәліметтер бойынша, кендер мен концентраттардан титанды дәстүрлі технология
Титан қостотығы – суда және сұйытылған қышқылдарда ерімейтін, балқыту
Өндірісте титан қостотығы негізінен анатаз не рутил түрінде ильменитті
TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
Бөлініп шыққан хлор титанды шикізаттарды хлорлауға жөнелтіледі.
Лак және бояу материалы құрамында титан қостотығының анатазды формада
Рутил - өте берік химиялық инертті формаға жатады. Барлық
Демек, дәстүрлі технология бойынша титан қостотығы модификациясының өзгерісін жоғары
Алтын, титан және магний өндірістерінде қалыптасқан технологиялр қоршаған ортаның
Өнеркәсіптік өндірістерде ЭСТ-ны қолдану ең алдымен иондаушы сәуле әрекетінен
1.2. Минералды шикізаттар мен қалдықтарды электронды-сәулелік өңдеудің теория-әдістемелік негіздері
РТ-атом энергиясын бейбіт мақсатта қолданудың бір жолы болып табылады.
Иондаушы сәулелердің заттармен өзара әрекеті процестерін, сәулелендіргенде пайда болатын
Иондаушы сәуленің қатты заттармен өзара әрекеті. Қатты заттар атомдардың,
Иондаушы сәуле қатты денелердің кристалдық торларында нүктелік ақаулардың түзілуіне
Нүктелік ақаулар кристалдарда диффузия құбылысының жүруін қамтамасыз етеді, олар
Иондаушы сәуле әсерінен торларда нүктелік ақаулардан басқа иондану, жаңа
Иондаушы сәуленің қатты қосылыстарға әсері химиялық түрленулермен қатарласады. Негізгі
Иондаушы сәуле әрекетімен қатты заттар қасиеттерінің мұндай өзгерісі кейбір
Жапонияда ультра күлгін және үдетілген электрондармен сәулелендіру үй жиһаздарын
Қытай Халық Республикасында РТ полиэтилен оқшаулағыштарды радиациялық тігу, термоотырғызу
Өнеркәсіптік қатты қалдықтардың түзілуін азайту және оларды өңдеу мақсатында
Павлодар жылу электр стансасында қатты отын ретінде Екібастұз таскөмірі
Сонымен қатар, ЭСТ тау-кен металлургия өнеркәсібінде өңдеу процестері қиынға
Сондай-ақ, РТ түсті металлургия өндірістерінде сульфидті мышьягы бар берік
Сульфидті мышьягы бар алтын кендері алдын ала электронды-сәулелік өңделіп,
Ал, мыс-молибден өнімдері электронды-сәулелік өңделіп, соңынан содамен, яғни көмір
РТ-ны қатты минералды шикізаттарды өңдеу және қалдықтарды азайту үшін
Сулы ортадағы РХП. Иондаушы сәуле әрекетінен суда және сулы
Су таза болған жағдайда 10-14 -10-12 с ішінде-ақ тұрақты
Ақаба суларды радиациялық дезинфекциялау әдісі алғаш рет 50-жылдарда Флорида
Көп жағдайларда ақаба сулардағы ластаушылардың жалпы концентрациясы 0,001 М-нен
1969-1971 жылдары ССРО FA жанындағы ВОДГЕО және электрохимия институтында
Судың дәмі мен иісі әдетте оның құрамындағы органикалық заттардың
Өндірісте және ішуге пайдаланылатын сулардың құрамында ең көп кездесетін
Осындай экологиялық зияндарына байланысты жасанды каучук зауытында ақаба суларды
Алтын өндірістерінде және гальваникалық бүркемелер дайындайтын цехтарда кездесетін уытты
Хром (VI) химиялық қосылысының экологиялық жағынан қауіпті екені белгілі.
Өнеркәсіптік, шаруашылық және тұрмыстық сұйық қалдықтар-ақаба суларды радиациялық тазарту
АҚШ-та (Палмдейл қаласы) суды биологиялық тазартудан кейін Со60 гамма-шығару
Келтірілген мәліметтер ақаба суларды иондаушы сәуле әсерімен радиациялық тазарту
Ауадағы РХП. Құрғақ атмосфера ауасы
Ауада жүзеге асатын негізгі химиялық процестердің бірі – озонның
Азот тотықтарының иондаушы сәуле әрекетінен ыдырауы, олардың түзілуімен салыстырғанда,
Азот шала тотығы N2O ауада азоттың радиациялық активтенуі және
Гамма-шығару мен үдетілген электрондардың әрекетінен азот қостотығы мөлшері әр
Ауада көмір қышқыл газының концентрациясы азот және оттегімен салыстырғанда
Ауадағы РХП ішінде су буының радиолизі ерекше орын алады.
1971 жылы Жапон зерттеушілері ауадағы РХП негізінде өнеркәсіптік қалдық
1977-1978 жылдары қалдық газдарды SO2 және NОх уытты тотықтарынан
Отын ретінде тас көмірдің қолданылуына байланысты 1980 жылдың басында
Ғылыми зерттеу және тау-кен жұмыстары институтының ғалымдары қалдық газдарды
Ауаны SO2 және NОх-тен СО, Н2S, NН3, ауыр
Сондай-ақ, ауаны SO2, NОх және органикалық қосылыстардан (бензол, фенол,
Деминский М.А., Ермаков А.Н. және т.б. электрондық шоқ әсерінен
Жинақталған мәліметтерден иондаушы сәуленің заттармен өзара әрекеті процестерінің зерттелу
Иондаушы сәуленің заттармен өзара әрекеті әр түрлі РХП жүретінін
ЭСТ-ның келесі артықшылығын оның эколго-экономикалық тиімділігі көрсетеді. ЭСТ-ның экологиялық
1.3. Электронды-сәулелік технологияның экологиялық-экономикалық тиімділігі
РТ кез-келген басқа технологиялар сияқты экологиялық және экономикалық көрсеткіштермен
Ядролық реакторлар – иондаушы сәуле көздерінің ең арзаны. Дегенмен,
Рентгендік қондырғылар мен электрондық үдеткіштер жұмыс істеп болғаннан кейін
Радиоизотопты қондырғылар «сөндірілмейді», өйткені изотоптардың, мысалы, Сs137 жартылай ыдырау
Барлық радиациялық аппараттарда дозаның мәнін табиғи фонға дейін төмендететін
РТ экологиялық таза энергия көзі болғанымен оның өндірістерде қолданылуы
ЭСТ-ның экономикалық тиімділігі экономикалық көрсеткіштерді есептеуге арналған негізгі мәліметтер
Алғашқы күрделі қаржыны үдеткіштің құны анықтайды. Үдеткіш тұтынатын электр
Wт =
мұндағы Wэ - электрондар энергиясының жылдық шығыны, Дж;
Э – заттардың бірлік массасын радиациялық өңдеуге жұмсалатын электр
- уақыт, сағ;
а – үдеткіш қуатының ПӘК.
Заттарды радиациялық өңдеуге жұмсалатын электрондар энергиясының жылдық шығыны өңделетін
W э = m ·Д
Үдеткіш қуатының ПӘК деп белгілі бір РХП-ді жүзеге асыру
(11)
Бір жылда жұмсалатын электр энергиясының құнын келесі өрнекпен есептеуге
Сэ = · ж ·
мұндағы Wт – үдеткіштің тұтыну қуаты, кВт;
а - үдеткіш қуатының ПӘК;
ж – үдеткіштің бір жылда жұмыс істейтін уақыты, сағ/жыл;
Цэ – электр энергиясының құны, тг/(кВт·сағ).
Үдеткіштің экономикалық көрсеткіштерін анықтайтын шамалардың бірі «радиациялық» өнімділік. «Радиациялық»
Qр = Д· Qm = 3,6·103· ж
мұндағы Д – жұтылған доза, Гр;
Qm – үдеткіштің «массалық» өнімділігі, т/жыл.
(13) өрнектен үдеткіштің «массалық» өнімділігі табылады
Qm = 3,6·10-3· ж · Wт
Үдеткіштің «массалық» өнімділігі келесі эмпирикалық өрнекпен анықтауға болады
Q = · т ·
мұндағы Э – заттың бірлік массасын өңдеуге жұмсалатын электр
nр – үдеткіштің бір жылда жұмыс істейтін күндерінің саны.
т – үдеткіштің тәулігіне жұмыс істейтін сағатының саны.
Заттарды радиациялық өңдеуге арналған ғимаратты тұрғызуға жұмсалатын қаржы экономикалық
Электрондық үдеткіштердің басқа иондаушы сәуле көздеріне қарағанда экономикалық жағынан
Ек = θ + Е · К
мұндағы θ - жылдық ағымдағы қаржы шығыны, тг;
Е – жылдық жұмсалатын қаржының экономикалық тиімділігін көрсететін коэффициент,
К – сәулелендіруге жұмсалатын күрлделі қаржы шығыны, тг.
Экономикалық көрсеткіштерді анықтайтын өрнектерді кез-келген типті ЭСТ үшін қолдануға
I тарау бойынша қорытынды
Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға келтіретін зиянды әсерлерінің негізгі
Алтын және титан-магний өндірістерінің дәстүрлі технологияларының қоршаған ортаны ластау
Иондаушы сәуленің заттармен және өзара әрекеті барысында жүретін РХП-дің
ЭСТ-ның эколого-экономикалық тиімділігін анықтайтын негізгі мәліметтер талданды.
2. Түсті металлургия өндірістерінде электронды-сәулелік технологияны қолдану ЖОЛДАРЫ
2.1. Алтын кендерін өңдеу
Алтын кендерін өңдеу мақсатында эектронды-сәулелік технологияның қолданылуы бойынша Бақыршық
Мәселенің технологиялық шешімін негіздеу барысындағы қаралған келесі үш бағытта
Талдаулар көрсеткендей қолданылған барлық шаймалау ерітінділері дистилденген суда дайындалды.
Бірінші. Отандық зерттеулердің жұмыстарында таңдап алынған кен үлгілерінің химиялық
Кен үлгілері гидрохлорлау процесі арқылы шаймаланды. Шаймалау ерітіндісі ретінде
Титрлеу әдісі. Бейтарап ортада (pH=6,9) еркін актив хлор (Cl2
Титрлеуге арналған тығыздап жабылатын тығыны бар қолбаға ең алдымен
Титрлеу нәтижесінде актив хлордың саны келесі формуламен есептеледі, х
x =
мұндағы V1-титрлеуге қажет Мор ерітіндісінің көлемі, мл;
V – талдау мақсатында алынған ерітінді үлгісінің көлемі, мл;
0,1 – Мор тұзы ерітіндісінің 1 мл-не сәйкес келетін
Ең алдымен натрий хлориді мен тұз қышқылының әр түрлі
2Сl- = 2е- + 2Сl
Электрондарды қосып алған оттегінің молекуласы анионға түрленеді:
О2 + 2е О2-
Атом түріндегі хлор молекулалық хлорға қарағанда күшті тотықтырғыш болып
Сl + е- = Сl-, Аu - е-
3Сl +3е- = 3Сl-, Аu -3е-
Түзілген иондардың өзара әсерлесуі хлорлылау және хлорлы алтынның түзілуіне
Аu+ + Сl- АuСl, Аu3+
Электрондық шоқпен сәулелендіргенде ерітіндіде Сl2, HOCl, OСl сияқты актив
Сl- Сlо + е-
е- ес-
Сlо + Сl- Сl-2
Тұз қышқылы мен натрий хлоридінің әр түрлі қатынаста алынған
Кен үлгілерін алдын-ала сәулелендірілген натрий хлориді мен тұз қышқылының
Сондықтан кен үлгілеріне алтынның ерітіндіге шығуын жоғарылату мақсатында тікелей
Кендерді тікелей иондаушы сәуле өрісінде шаймалағанда ерітіндідегі алтын шығымының
Талдау әдісі. Алтын күміс асыл металдарға жатады. Мұндай металдарды
Сұйық фазадағы металдарды анықтау үшін таңдап алынған үлгілер алдын-ала
Ұсақталмаған және ұсақталған кендерді су қосылған қышқыл мен тұз
Кестелердегі нәтижелерден кендерді сәулелендіргенде алтын мен күмістің сұйық фазадағы
1 – кесте
Ұсақталмаған кенді шаймалағандағы нәтижелері
(0,5 қ. NаСl: 0,5 қ. НСl)
Сәулелену уақыты, минут Жұтылған доза, кГр Сұйық фазадағы мөлшері,
Au Ag
Сәулеленбеген 1,01 0,11
1
5
10
15
20
25
2 – кесте
Ұсақталған кенді шаймалағандағы нәтижелері
(0,5 қ. NаСl: 0,5 қ. НСl)
Сәулелену уақыты, минут Жұтылған доза, кГр Сұйық фазадағы мөлшері,
Au Ag
Сәулеленбеген 0,57
1
5
10
15
20
25
Сұйық фазадағы алтын ме күміс мөлшеріндегі өзгерістердің сәулелендіру уақыты
Сондай-ақ, зерттеу барысында алтын мен күмістің ерітіндіге жоғары дәрежеде
Ұсақталмаған кенді 103 кГр жұтылған дозамен 20 мин сәулелендіру
Ұсақталған кеннен алтын мен күмістің сұйық фазаға максимал шығуы
Кестедегі нәтижелерді талдау кендерді иондаушы сәуле өрісінде ұсақталмаған және
Айта кететін маңызды мәселелердің бірі кеннің ұсақталмаған немесе ұсақталған
Бақыршықтың пирит және арсенопирит сияқты сульфидті-мышьякты қосылыстармен қабаттасып қалыптасқан
Ең маңызды мәселелердің бірі – иондаушы сәуле көзі –
Сонымен Бақыршық кендерін натрий хлориді мен тұз қышқылының эквомоляр
Екінші. Бақыршықтың кендерін өңдеу кезінде қиындықтар туғызатын тағы
Кенмен бірге мышьяк көбінесе арсенопирит құрамында кездеседі. Сондықтан ең
Мышьякты анықтау әдісі. Ерітіндідегі (III) және (V) валентті
Арсенопириттің тотығу және мышьяктың ерітіндіге шығуы шаймалау температурасы мен
3-кесте
Мышьяктың ерітіндіге шығуына ортаның әсері (Қ:С = 1: 10)
Еріткіш
Су
H2SO4
10 %
15 %
20 %
NaOH
10 %
15 %
20 %
HCl
10 %
15 %
20 %
Әр түрлі ортада автоклавты шаймалау барысындағы нәтижелер қышқыл мен
NaOH Na+ + OH-
H2O H+ + OH-
Кен құрамындағы сульфидті күкірттің тотығу реакциясы жүреді:
2S + 2H2O + 3 O2 2
Түзілген күкірт қышқылының диссоциациялану реакциясы
(29)
Мышьяктың ерітіндіге шығуына қолайлы жағдай иондаушы сәуле әсерінен жүзеге
Радиациялық өңдегенге дейін және алдын-ала радиациялық өңдегеннен кейінгі мышьяктың
4-кесте
Мышьяктың ерітіндідегі мөлшері
Мышьяктың бастапқы мөлшері, % Ерітіндідегі мышьяк, %
Радиациялық өңдегенге дейінгі 5%-дық NaOH-пен шаймалау Радиациялық өңдегеннен кейін
0,4 58 80
0,9 60 82
3,4 56 86
3,9 55 80
Алтын кендері мен концентраттарын натрий гидрототығымен шаймалау кезінде мышьяк
Тәжірибе жасау мақсатында алынған үлгілер 5%-дық NaOH-пен немесе 5%-дық
Мышьяктың ерітіндідегі мөлшеріне байланысты салыстыру нәтижелері 5-кестеде келтірілген.
5-кесте
Мышьяктың ерітіндідегі мөлшерін салыстыру
Мышьяктың бастапқы мөлшері, %
Ерітіндідегі мышьяк, %
5%-дық NaOH
t = 1000 C
P= 20 атм 5%-дық NaOH еріткіші 5%-дық
Сәулеленбеген Иондаушы сәуле өрісінде
0,4 95 84 84/96
0,9 96 85 85/94
3,4 98 88 88/96
3,9 98 86 96/95
5-кестедегі нәтижелер бойынша иондаушы сәуле өрісінде шаймалағанда керісінше ерітіндідегі
Сонымен, зерттеулердің нәтижелерін талдау негізінде кендер мен концентраттарды сілтінің
Скородиттің қасиеті жөнінде зерттеуші-металлург Ю.А.Козьмин ұзақ жылғы еңбектерінің негізінде
Сондай-ақ кейбір зерттеу жұмыстары, мышьягы бар алтын кендерін дәстүрлі
Кен үлгілері ең алдымен 5%-дық күкірт қышқылының ерітіндісімен шаймаланады.
Келесі тәжірибелер негізінде кен үлгілері радиациялық өнделгеннен кейін 5000С
Алтын кендерін сульфидпен тотықтырып күйдіру әдісіне иондаушы сәуленің әсерінің
6-кестедегі нәтижелер иондаушы сәулені алтын кендерін пирометаллургиялық өңдегенде жағымды
6-кесте
Мышьякгы бар алтын кендерін өңдегендегі нәтижелер
Алтынның бастапқы мөлшері, г/т
Күйдірілмеген Күйдірілген, 7000С Радиациялық өңдеу және
5% H2SO4 еріткішімен шаймалау
38 55 87 92/96
45 56 88 90/94
48 50 86 92/96
68 60 88 92/95
Алдын-ала радиациялық өңдегеннен кейін күйдіру кен құрамындағы мышьякты толық
Шаймалау мақсатында қоршаған ортаға зияны жоқ, әрі қосымша реагент
Пирометаллургиялық өңдегендегі тиімді эффектілер иондаушы сәулені кендерді алдын-ала
Иондаушы сәуленің қатты заттармен өзара әрекеті жеткілікті дәрежеде аса
Бақыршық кенін гидрометаллургиялық өңдеу кезіндегі қиындықтар оның құрамында алтынды
Бақыршық кенішінің көмір және көмір қосылыстары басым қалыптасқан кен
Ғалымдар зерттеулер жүргізу үшін құрамындағы 6,2-8,8г/т алтын және 1,17-2,08%
Зерттеулер барысында үлгілер ең алдымен 5%-дық күкірт қышқылының сұйытылған
Әлсіз күкірт қышқылының сұйытылған ерітіндісімен шаймаланғандағы алтынның шығымы 64-77%-дан
Кен құрамындағы алтын шығымының жоғарылауы алдын-алы радиациялық өңдегеннен кейін
Әдетте, қыздыру кезінде органикалық қосылыстар ауадағы оттегінің немесе т.б.
Айта кететін тағы бір маңызды мәселе кен құрамындағы сульфидті
Көмірі бар кен үлгілерін әлсіз күкірт қышқылының ерітіндісімен радиациялық
7-кесте
Көмірі бар кен үлгілерін шаймалағандағы ерітіндідегі алтынның мөлшері
Үлгілердің бастапқы құрамы Ерітіндідегі алтын, %
Au,г/т С, % Шаймалау Радиациялық өңдегеннен кейін шаймалау
5%-дық Н2 SO4
6,2 2,08 77 90
6,6 2,05 76 92
8,0 1,08 70 93
8,8 1,17 64 92
Сонымен тәжірибе нәтижелері көмірі бар алтын кендерін өңдеу барысында
6-және 7-кестелердегі нәтижелерде шығымның алдын ала радиациялық өңдегеннен кейін
2 тарау бойынша қорытынды
Сонымен, алтын кендерін өңдеу барысында жасалынған тәжірибе нәтижелерін талдау
Бүгінгі күні кез-келген өндіріс үшін қалдықтар мәселесі өзекті болып
3. Электронды-сәулелік технологияның экологИЯЛЫҚ-экономикалық тиімділігін бағалау
Кез келген технологияны өндіріске енгізу үшін оның дәстүрлі технологиямен
Минералды шикізаттар мен өнеркәсіптік қалдықтар жұтылған дозаның орташа мәні
Wэ = m · Д = 1,5 · 108
Электрондар энергиясы жұмсалады.
Егер үдеткіш қуатының ПӘК≈0,9 және электр энергиясының электрондардың кинетикалық
Wт = =
мұндағы - уақыт, с (3,6 · 103
Үдеткіштің сағаттық қуатының мәнін ыңғайлы болу үшін ≈ 93
Егер үдеткіштің бір жылдағы жұмысы nр=300 тәулік және тәулігіне
Анықталған сағаттық қуаттың және жылдық жұмыс істеу уақытының мәндерін
Сэ = тг.
ЭСТ-ның жылдық өнімділігі төмендегі өрнекпен есептеледі [35]
Qм= 3,6·103· ж·Wт· ·Д-1=3,6 ·103·5400·9,5·104·0,9·10-4 =16,6·106
Немесе -эмпирикалық өрнекпен есептегенде өнімділіктің мәні біршама жоғарылайды /35
Q =
Заттарды сәулелендіруге арналған орынды дайындау барысындағы негізгі шығындар –
Үдететін және технологиялық залдар үшін 16м · 1м =16м2;
16м2 · 7,5м = 120м3 бетон қажет.
Бетонның құрамы: цемент – 0,3 · 120= 36т ·
щебень – 1,2 · 120 = 144м3 · 2000
құм – 0,7 · 120 = 96м3 · 120
Сонымен бетонға жұмсалатын барлық қаржы 515520 тг.
Электрлі машина және басқару пульті орналасқан залдар үшін
16м · 1,5м = 24м2; 24м2 · 4м =
96м3 · 0,4 мың дана = 38,4 мың дана
38,4 мың дана · 7600 тг = 268800 тг.
Құрылыс материалдарының жалпы құны – бетон мен кірпіш құнының
Заттарды радиациялық өңдеуге жұмсалатын ең басты шығынды үдеткіштің құны
Радиациялық және электр қауіпсіздігінің талаптары ескерілген сәулелендіру торабына қызмет
Электрондық үдеткіштер мен технологиялық құрал-жабдықтарды жоспарлы жөндеуден өткізу жұмыстарын
Сонымен қызмет көрсетушілердің жалақысы
4 мерзім · 3 адам = 12 адам; 12
Жоспарлы жөндеуден өткізілетін бригада 5 адам · 15 мың
75 мың · 2 ай = 150 мың тг.
Үдеткіш жылына екі ай уақыт жөндеуден өткізілетін болса, қызмет
Пайдаланудың жылдық орташа шығыны амортизациялық шығындар (ғимараттарды жөндеу, электрофизикалық
3,75 млн тг +150 мың тг = 3,9 млн
Осы 4 млн тг-ні қондырғының жылдық өнімділігіне бөліп 1
; 0,0042 .
Электрондық үдеткіштердің басқа иондаушы сәуле көздеріне қарағанда экономикалық жағынан
Ек= Ө + Е · К
мұндағы К (толық күрделі қаржы шығыны)=құрылыс материалдары + үдеткіштің
Сонымен Ек = 4 млн тг + 440 млн
Демек, Ек келтірілген шығын 664 млн тг. Бұл жерде
ЭСТ – экономикалық тиімді болғанымен, экологиялық тазалығының нәтижесінде ғана
8-кесте
Минералды шикізаттар мен өнеркәсіптік қалдықтарды дәстүрлі және электронды-сәулелік технологиямен
Дәстүрлі технология ЭСТ-ны қолдану
Алтын кендері
1 Гидрохлорлау әдісі – молекулалық хлор реакторға хлорөткізгішпен тасымалдау
а) ұсақталмаған кен: алтын – 29,3%; күміс - 19%;
ә) ұсақталған кен: алтын – 10,7%; күміс - 16%.
а) ұсақталмаған кен: алтын – 94,6%; күміс – 47,2%
ә) ұсақталған кен: алтын – 23,3%; күміс – 96,0%.
2 Калий немесе натрий цианиді сияқты уытты реагенттермен гидрометаллургиялық
а) шаймалау процесі 40 тәулікке дейін созылады;
ә) тауарлы өнімді іс жүзінде бөліп алу 30-50 %-ға
б) реагент шығыны;
в) қоршаған орта үшін аса зиян уытты қосылыстар түзіледі:
HCN – цианды сутегі;
CS2 – күкіртті сутегі;
AsH3 – мышьякты сутегі;
H2S – күкіртті сутегі т.с.с. 5%-дық натрий гидрототығы не
а) бірнеше ондаған секунд
ә) 90% және одан жоғары;
б) 5%-дық NaOH не 5%-дық H2SO4
Уытты қосылыстар түзілмейді және мышьяк ерігіштігі санитарлық шектік мөлшерден
3 Пирометаллургиялық өңдеу, яғни күйдіру және уытты цианды еріткіштермен
а) жоғары температурада (t = 464-7000С) қыздыру кезіндегі энергия
ә) реагент шығыны;
б) тауарлы өнім шығымы 86-88%;
в) күйдіру және шаймалау кезінде қоршаған орта үшін аса
As2O3, As3O5 – мышьяк тотықтары;
SO2 – күкірт тотығы
CNS түрлі роданид қосылыстары;
Ca, Fe және т.б. арсениттері мен арсенаттары
Алдын-ала радиациялық өңдеу және күйдіру соңынан қоршаған ортаға зияны
а) қыздыру температурасы 2000С-ге төмендетіледі;
ә) 5%-дық H2SO4
б) тауарлы өнім шығымы 4-6% жоғарылайды, яғни 90-92%;
в) уытты қосылыстар түзілмейді және мышьяк ерігіштігі санитарлық шектік
4 Құрамында көмірі басым кендерді тотықтырып күйдіру және соңынан
а) тауарлы өнім шығымы – 73-75%; (тауарлы өнімнің үлкен
ә) реагент шыңыны;
б) уытты реагентпен шаймалау нәтижесінде уытты қосылыс-тармен қоса СО
а) тауарлы өнім шығымы 13-29% жоғарылайды, яғни 90-93%;
ә) 5%-дық Н2SO4;
б) органика радиация әсерінен СО2 және Н2О қосылыстарына тотығады,
ЭСТ-ны қолданудың тиімділігі ақаба суларды радиациялық тазартқандағы эколого-экономикалық жойылған
Қоршаған ортаның ластанудан болатын эколого-экономикалық жойылған зияндары Уж.з. табиғатты
Уж.з. = Уласт.1 – Уласт.2
Ластанудан болатын эколого-экономикалық зияндар келесі формуламен өрнектеледі, тг/жыл,
Уласт. = γ · σ · М
мұндағы γ – ластанудан болатын меншікті зияндарды анықтайтын тұрақты,
σ – су ағынының күйін сипаттайтын салыстырмалы бірлік.
Берілген жағдайда σ Ертіс өзенінің Өскемен территориясынан ағып өтетін
М – ластаушы заттардың жылдық келтірілген массасы.
Ластаушы заттардың жылдық келтірілген массасы М 9 және 10-кестелерде
9-кесте
Целинный тау-химия комбинаты ақаба суларының құрамындағы ластаушы заттардың концентрациясы
Заттың аты Ақаба судағы конц., Сі, г/м3 Жылдық тасталу
Мі = Аі · mі
Ca 4,8 192 200 0,005 0,96
Fe 1,3 52 0,5 2 104
Zn 3,0 120 0,01 100 12000
Sr 1,0 40 10 0,1 4
Pb 0,30 12 0,1 10 120
Cr 1,0 40 0,001 1000 40000
Мұнай өнімі 35,3 1412 0,05 20 28240
М = Mі = 804686,96 шарт.т/жыл
Уласт.1 = γ · σ · М = 10368
10-кесте
Радиациялық өңдегеннен кейінгі ақаба су құрамындағы ластаушы заттардың концентрациясы
Заттың аты Ақаба судағы конц., Сі, г/м3 Жылдық тасталу
Мі = Аі · mі
Ca 2,2 88 200 0,005 0,44
Fe 0,7 28 0,5 2 56
Zn 1,7 68 0,01 100 6800
Sr 0,55 22
Pb 0,1 4 0,1 10 40
Cr 0,3 12 0,001 1000 12000
Мұнай өнімі 1,9 76 0,05 20 1520
М = Mі = 20418,64 шарт.т/жыл
Уласт.2 = γ · σ · М = 10368
Уж.з.= Уласт.1. – Уласт.2. = 1752034572 – 444570965= 1307463607
Демек, ақаба суларды радиациялық тазартқанда қоршаған ортаның ластанудан болатын
Уж.з.= 1.307463607 тг/жыл
3 тарау бойынша қорытынды
ЭСТ-ның тұтыну қуаты, жылдық өнімділігі, электр энергиясының жылдық шығыны
ЭСТ-ның экологиялық тазалығы дәстүрлі технологиямен өңдеу нәтижелерімен салыстыру арқылы
Қорытынды
Алтын кендерін аса уытты цианидті еріткіштердің орнына, қоршаған ортаға
Кендерді натрий гидрототығы немесе күкірт қышқылының әлсіз ерітінділерімен тікелей
Құрамында мышьягы басым алтын кендерін электронды-сәулелік өңдеу күйдіру температурасын
Көмірі бар кендерді электронды-сәулелік өңдегенде органиканың көміртегінің қостотығы мен
Электронды-сәулелік технологияның тұтыну қуаты (95 кВт), жылдық өнімділігі (923,5
Электронды-сәулелік технологияның экологиялық тазалығы минералды шикізаттар мен өнеркәсіптік қалдықтарды
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1 Қалыбеков Т. Экология және ашық кен. Алматы: Қазақстан,
2 Кадастр ресурсов и перспективы комплексного использования отходов производства
3 Уманец В.Н., Мальченко Ю.А., Оленин В.В. и др.
4 Байкутова К.Ш. Использование отходов горнорубного производства.-Алма-Ата: Казахстан.-1988.-94с.
5 Жумагулов Б.Т. Проблемы и перспективы создания кадастра твердых
6 Казахстан: Экологическая ситуация в Республике //Экологический курьер. 19.08-08.09.-1998.-С.5-6.
7. Национальный доклад. Министерство экологии и биоресурсов РК.-Алматы, 1995.-39с.
8 Кадастр ресурсов и перспективы комплексного использования отходов производства
9 Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М. и др.
10 Экологическая ситуация в Казахстане // Экологический курьер. 24.03-06.04.-1999.-С.2
11 Глинка Н.Л. Общая химия : Учебное пособие для
12 Петровская Н.В. Самородное золото. М.:Наука, 1973.-347с.
13 Совещание по химии, технологии и анализу золота и
14 Владимирова М.Г., Грехова Л.И. Вредные вещества и контроль
15 Кунбазаров А. Минералургия золота и серебра.-изд. «ФАН», Ташкент,
16 Пласкин И.Н. Гидрометаллургия.-М.:Наука, 1972.-203с.
17 Хабриов В.В. и др. Прогрессивные технологии добычи и
18 Кенжалиев Б., Бейсембаев Б., Абсалямов Х. и др.
19 Турсунбаева А., Бейсембаева Б., Кенжалиев Б. и др.
20 Оспанова Г.Ш., Кудайбергенов Г.А., Нуркеева З.С. Новые подходы
21 Лазарева Н.В., Гадаскина Н.Д. Вредные вещества в промышленности.
22 Золото для Казахстана // Казахстан: Экономика и жизнь.
23 Каренов Р.С. Пути развития золотодобывающей отрасли в условиях
24 Камалов Ә. Бақыршықтың алтынын өндіруге құлшынған шетелдіктер //Атамекен,№22
25 Худайбергенов Т.Е. Титаномагниевое производство. Технология переработки промпродуктов и
26 Байбеков М.К., Попов В.Д., Чепрасов И.М. Производство четыреххлористого
27 Ветюков М.М., Циплаков А.М. и др. Электрометаллургия алюминия
28 Мажренова Н.Р. Экологические аспекты применения мощных пучков ускоренных
29 Основные направления экономического и социального развития СССР на
30 Добровольский И.П. Химия и технология оксидных соединении титана
31 Мажренова Н.Р. Руденко И.В. Бычкова Л.В.
32 Гольдин В.А., Брегер А.Х. Возможность и перспективы решения
33 Ермаков А.Н., Тарасова Н.П., Бугаенко Л.Т. Радиационная химия
34 Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В двух томах
35 Динс Дж., Виньйярд Дж. Радиационные эффекты в твердых
36 Будылин Б.В., Воробьев А.А. Действие излучения на ионные
37 І Русско-Японский симпозиум по радиационной химии и радиационной
38 Руднев А.В., Карасев А.П. Калязин Е.П. Образование нестабильных
39 Шубин В.Н., Брусенцева С.А., Никанорова Г.К. Радиационно-полимеризационная очистка
40 Коновалов В.П. Образование ионов в воздухе под действием
41 Никулин К.И., Брегер А.Х., Козлов Ю.Д. и др.
42 Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.-М.:Химия, 1984.-№1.-С.47-50.
43 Щавелев Д.С., Губин М.Ф., Куперман В.Л., Федоров М.П.
5