Что такое хвостохранилище в металлургии

Очистка стоков в хвостохранилищах

На горнообогатительных фабриках в процессе перерабатывания полезных ископаемых образуются жидкие отходы, так называемые хвосты. Укладка хвостов осуществляется вблизи предприятия в хвосто — и шламохранилища, которые представляют собой естественные или искусственные углубления рельефа. В зависимости от перерабатываемого сырья выход хвостов составляет от 45% до 95% от исходного. На каждую тонну хвоста приходится 4 — 10 м3 сточных вод.

В зависимости от рельефа местности шламохранилища и хвостохранилища подразделяют на несколько типов, каждый из которых характеризуется особым гидрологическим режимом:

1. Равнинные. Имеют небольшой приток атмосферных вод. По периметру хвостохранилища устраиваются дренажные канавы для сбора фильтрата.
2. Косогорные. Устраиваются на склонах возвышенностей рельефа. Атмосферные и осветленные воды отводятся водосборными сооружениями.
3. Овражные. Имеют большую площадь водосбора, объем стоков с которой часто превышает объем осветленной воды.
4. Котлованные и котловинные. Устраиваются в старых карьерах, котловинах. Необходимы водосборные сооружения.
5. Пойменные. Устраиваются в поймах рек, поэтому существует опасность попадания в водоем фильтрата хвостохранилища.
6. Речные. Располагаются в долинах рек, при этом русло реки перенаправляется через тоннели или коллекторы.
7. Комбинированные. При сложном рельефе устраиваются хвостохранилища смешанных типов.

Для отвода слива хвостохранилища устраивают водосборные сооружения, в состав которых входят водоприемные колодцы и водосборный коллектор. Осветленная вода поступает в водоприемные колодцы, собирается в водосборный коллектор и направляется на очистные сооружения или на станции оборотного водоснабжения.

Водосборные колодцы устраивают таким образом, чтобы на отрезке от места выпуска пульпы до сбора осветленной воды в водосборный колодец могло произойти осаждение грубодисперсных примесей.

При проектировании хвостохранилищ (шламохранилищ) проводят гидрологические изыскания, которые должны учитывать:

• гидрологический режим местности;
• химический состав пульпы;
• границы бассейнов водосбора;
• оценку качества воды;
• нормы стока;
• данные о растительности;
• атмосферный и бытовой режим стока.

При составлении проекта хвостохранилища гидрологические данные устанавливаются на основании существующих исследований.

Характеристика пульпы и слива хвостохранилищ

Пульпа — разбавленные водой твердые отходы обогатительных фабрик, которые подаются гидротранспортом в хвосто или шламохранилища. Состав пульпы зависит от перерабатываемого сырья, действующего метода обогащения, применяемых реагентов и в целом включает в себя:

• грубодисперсные примеси (25 — 250 г/л);
• кислоты и щелочи;
• ионы цветных и черных металлов;
• ксантогенаты и дитиофосфаты;
• цианиды;
• роданиды;
• фенолы и крезолы;
• нефтепродукты.

В количественном соотношении характеристика пульпы некоторых обогатительных фабрик представлена в табл. 1.

Показатели, мг/л	Производство
	Медное	Свинцовое	Вольфрамовое	Золотоиска-тельное
pH	11,5	8,3	10,0	7,4
Грубодисперс-ные примеси	44 250	129 400	250 000	129 600
Хлориды, Cl-	24.1	8	56,6	—
Медь, Cu2+	0,67	111	9,0	0,45
Свинец, РЬ2+	—	1220	5,0	0,69
Мышьяк, As	—	—	0.15	1.7
Ксантогенаты	1,6	—	—	2,5
Цианиды, CN	0,73	—	—	1.07
Фенол	—	3,2	—	—

Многие флотореагенты, такие как медь и цинковый купорос, при комбинированном использовании образуют комплексные цианиды и становятся еще более токсичными.

Шлакохранилище (хвостохранилище)

Шлакохранилище (хвостохранилище) – это составляющая металлургического или горно-обогатительного производства, на базе которой складируются, накапливаются, перерабатываются или утилизируются в виде шлака и хвостов отходы или сопутствующие производству побочные продукты. Хвосты являются отходами, получаемыми в результате обогащения полезных ископаемых (получения концентрата). Содержание ценного компонента в хвостах гораздо ниже, чем в исходном материале. Хвосты находят применение в промышленности, например, хвосты, содержащие кварц как флюсы, хвосты, содержащие глинозем как сырье для производства алюминия. В ряде случаев при переработке хвостов осуществляется вторичная добыча исходных или новых полезных ископаемых (в частности, редкоземельных, радиоактивных и драгоценных металлов). Шлаки делятся на две основные группы: металлургические и топливные.

Металлургический шлак является расплавом (после затвердевания — камневидное или стекловидное вещество), покрывающим при плавильных процессах (например, при выплавке стали) поверхность жидкого металла. Он состоит из специально вводимых в печь флюсов, а также из всплывших продуктов металлургических реакций, из подлежащих удалению примесей к металлу и золы топлива. В зависимости от преобладания тех или иных окислов шлак может быть основным или кислым. Шлак играет важную роль в металлургических процессах: защищает покрываемый им металл от вредного воздействия газовой среды печи, усваивает всплывающие примеси и выполняет другие разнообразные физико-химические функции. При ведении плавки соблюдается шлаковый режим, т.е. поддерживаются требуемые химический состав, вязкость и температура шлаков.

Топливный шлак представляет очаговые остатки, образующиеся при сжигании твердого топлива в топках паровых котлов, частицы золы, спекшиеся или сплавленные в куски. Топливные шлаки находят широкое применение в строительстве. Гранулированные шлаки используют для получения шлакопортландцемента, из шлаковых расплавов вырабатывают минеральную вату, шлаковую пемзу, шлаковое литье и шлакоситаллы, шлаки применяют в качестве заполнителя для бетонов, в дорожном строительстве. Шлаки и хвосты скапливаются (складируются) в Ш.(х.), которые в силу целого ряда причин (огромных масс, насыщенности природными и искусственными химически и радиационно опасными веществами, продолжительных физико-химических реакций) создают угрозы возникновения ЧС. Они обуславливают загрязнение почв, воды и воздуха, изменение ландшафта и температурного режима. Ш.(х.) способствуют образованию кислотных дождей и пылевых отложений на больших территориях. При прорывах дамб и оградительных сооружений на Ш.(х.) возможно возникновение селей. Это требует разработки комплексов специальных мероприятий по поддержанию Ш.(х.) в безопасном состоянии.

В соответствии с действующими нормативами подачу хвостов и шлаков технологического производства необходимо осуществлять преимущественно гидротранспортом по стальным трубам или закрытым железобетонным лоткам. Жидкие технологические радиоактивные отходы промышленных объектов удаляются из хвостохранилища по отдельной системе канализации (спецканализации). Для устранения возможности пылеобразования и разноса радиоактивных аэрозолей с поверхности намывного откоса при эксплуатации хвостохранилища его засыпают чистым грунтом по мере намыва до проектных отметок, толщиной слоя не менее 0,5 м. Засыпанные поверхности засеиваются травой. Для контроля уровня радиоактивности грунтовых вод должны быть предусмотрены пробоотборные (наблюдательные) скважины по периметру Ш.(х.) и по направлению потока грунтовых вод. Консервация Ш.(х.) выполняется по специальным проектам после естественного уплотнения намытых материалов. Законсервированное Ш.(х.) ограждается по периметру сборной железобетонной оградой и колючей проволокой. По периметру законсервированного Ш.(х.) выставляют соответствующие предупредительные или запрещающие надписи. Все демонтируемое оборудование при консервации Ш.(х.), имеющее радиоактивное загрязнение (пульпопроводы, насосные станции и др.), подлежит дезактивации. Для обслуживания Ш.(х.) устраиваются мостики с перилами. Туннели, в которых прокладываются трубопроводы, отводящие осветленные воды из Ш.(х.), а также пульпопроводы должны быть оборудованы вентиляцией и аварийным освещением. При этом запрещается производить работы (сварка, сверление и т.п.) по ремонту пульпопроводов, находящихся под давлением. Взрывные работы вблизи дамбы Ш.(х.) разрешается выполнять только после расчета, подтверждающего ее устойчивость. Предупреждение и ликвидация ЧС на Ш.(х.) в зависимости от их объемов и потенциальной опасности осуществляется как силами и средствами самих предприятий, создающих эти хранилища, так и силами РСЧС.

Источник: Гражданская защита: Энциклопедия в 4 томах. Том IV (Т–Я) (издание третье, переработанное и дополненное); под общей редакцией В.А. Пучкова. – М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2015.

Хвостохранилище

Хвостохранилище — стационарное сооружение открытого типа, предназначенное для сбора и хранения низкоактивных жидких или твердых радиоактивных отходов и располагающееся в пределах определенной проектом ОИАЭ территории. Источник: НП 058 04: Безопасность при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Хвостохранилище — Хвостохранилище  комплекс специальных сооружений и оборудования, предназначенный для хранения или захоронения радиоактивных, токсичных и других отвальных отходов обогащения полезных ископаемых, именуемых хвостами. На горно обогатительных… … Википедия

Хвостохранилище — (a. tailingsstorage; н. Bergeteich, Schlammteich; ф. bassin а dechets de lavage, bassin d’epandage; и. deposito de colas) гидротехн. сооружение для приёма и хранения отходов обогащения п. и. (хвостов). X. возводится c помощью средств… … Геологическая энциклопедия

хвостохранилище — сущ., кол во синонимов: 1 • хранилище (82) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

хвостохранилище — Разновидность водоприемника, созданного для очистки от взвесей жидких хвостов, подаваемых к нему обычно в виде пульпы … Словарь по географии

Хвостохранилище законсервированное — хвостохранилище, на котором складирование хвостов временно прекращено (но предполагается его возобновление в будущем) и проведены мероприятия по предотвращению его эрозии на период консервации. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Хвостохранилище захороненное — хвостохранилище, на котором складирование хвостов и других радиоактивных отходов полностью завершено и проведены мероприятия по предотвращению его эрозии, эманирования и других возможных радиоактивных воздействий на население и объекты окружающей … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Хвостохранилище — устройство для приёма и хранения отходов обогащения полезных ископаемых (См. Обогащение полезных ископаемых) отвальных хвостов (См. Хвосты). Х. обычно устраивают в понижениях рельефа ущельях, распадках, котловинах, на расстоянии… … Большая советская энциклопедия

Хвостохранилище — замкнутый бассейн для хранения жидких отходов промышленности («хвостов»), возникающих обычно при обогащении полезных ископаемых или других технологических процессах … Экология человека

Почему нужно знать, что собой представляют хвостохранилища

13 февраля, 2019 Никто никогда не говорит о хвостохранилищах до тех пор, пока там не произойдёт авария. Последствия таких аварий могут быть катастрофическими. Учитывая, что число хвостохранилищ растёт, нужно понимать, что они из себя представляют и почему нам стоит беспокоиться?

Что такое хвосты обогащения?

Хвосты – это отходы обогащения полезных ископаемых. Для того, чтобы извлечь из каменной руды ценный минерал или металл, породу при помощи механических и химических процессов измельчают до фракций тонкого песка. Все остатки с минимальным содержанием полезного компонента, непригодные для дальнейшей переработки, отправляются в отходы. Отходы содержат пыль мелкоизмельченной горной породы, химикаты, минералы и воду. В зависимости от способа обогащения хвосты могут быть жидкими, твердыми или представлять взвесь мелкодисперсных частиц. Хвосты содержат много токсичных и даже радиоактивных веществ. Нередки случаи, когда в отходах оказывается большое количество цианида, ртути и мышьяка.

Что такое хвостохранилища?

Хвостохранилища используют для хранения воды и отходов, образующихся в результате обогащения горной породы. По оценкам, в мире насчитывается по меньшей мере 3500 хвостохранилищ. Но поскольку промышленных рудников около 30000, количество хвостохранилищ, скорее всего, намного больше.

Хвостохранилища представляют собой огромные резервуары. Их размеры можно сравнить с размером озёр, в высоту они могут достигать 300 метров. Когда шлам по трубам попадает в хвостохранилище, твердые вещества оседают на дно, а вода повторно используется в процессе гидравлической сепарации.

Для создания ограждения вместо железобетонных откосов в хвостохранилищах используют земляные или каменные. Однако в большинстве случаев при строительстве хвостохранилищ используют более дешевый и более опасный намывной метод – “вверх по течению”, при котором функции ограждения выполняют сами хвостохранилища. При этом дамба постоянно поднимается в направлении вверх по потоку на ранее осажденных хвостах для размещения новых отходов. Эти дамбы менее надёжны, на них чаще происходят аварии и утечки отходов.

Необходимо обеспечивать регулярное техническое обслуживание и контроль состояния хвостохранилищ, чтобы гарантировать надёжную работу дренажной системы и прочность дамбы, удерживающей отходы обогащения полезных ископаемых.

Хвостохранилища могут представлять опасность для местной флоры и фауны, поскольку птицы и животные купаются и пьют воду из загрязненных источников. Утечка токсичных веществ из хвостохранилищ также может нанести вред окружающей среде.

Каковы последствия аварий?

За последние десять лет в период с 2008 по 2018 год была зарегистрирована 31 крупная авария на дамбах хвостохранилищ, не считая разрушительной катастрофы, произошедшей 25 января 2019 года на дамбе горнодобывающей компании Vale в Брумадинью, Бразилия, в результате которой 300 человек числятся погибшими.

В 2014 году в Канаде в результате прорыва дамбы на руднике Маунт Полли, ведущем добычу золота и меди, в прилежащие водные системы и озера было сброшено 25 миллионов кубометров сточных вод и хвостов. Таким количеством отходов можно было бы заполнить 20000 олимпийских бассейнов.

Год назад владеющая рудником компания Imperial Metals сообщила, что в отходах хвостохранилища содержится 84831 кг мышьяка, 38218 кг свинца и 562 кг ртути, а также другие минералы.

В 2015 году в результате прорыва дамбы возле рудника Самарко в Бразилии в воду и почву попало 33 миллиона кубометров железорудного шлама. Авария унесла 19 человеческих жизней, вынудила 600 семей оставить свои дома, стала причиной экологической катастрофы, поскольку токсичная вода и грязь преодолели 620 километров вниз по течению реки и достигли вод Атлантического океана. Есть опасения, что ценные экосистемы и рыбы, источник питьевой воды и средств существования коренных общин, никогда не восстановятся.

Существуют также серьезные опасения по поводу безопасности отработанных хвостохранилищ, которые больше не используются, но все ещё представляют большую угрозу для жизни людей и окружающей среды в случае их разрушения.

Нужны ли хвостохранилища?

Традиционные хвостохранилища, такие как те, что стали причиной трагедии в Брумадиньо и около рудника Самарко, используются горнодобывающей промышленностью потому, что они дешевые. Сегодня доступны новые технологии, которые существенно снижают и минимизируют риск, связанный с потенциальными авариями на дамбах, например, укладка отфильтрованных хвостов, при которой используется меньшее количество воды и тем самым укрепляется прочность дамбы. Еще один альтернативный способ – сухое складирование хвостов – имеет значительные преимущества с точки зрения экологической устойчивости и безопасности работников и населения.

Что можно сделать для повышения уровня безопасности хвостохранилищ?

Аварии на хвостохранилищах не являются неизбежными и могут быть предотвращены. Горнодобывающие компании должны прислушиваться к работникам и профсоюзам, которые зачастую первыми отмечают проблемы безопасности, но слишком часто их предупреждениям не придают значения. Глобальный союз IndustriALL совместно с межотраслевой Инициативой по обеспечению ответственной добычи полезных ископаемых (IRMA) разработал высокие стандарты безопасности хвостохранилищ в дополнение к установленным Международным советом по горному делу и металлам руководящим принципам по предотвращению катастрофических повреждений хвостохранилищ. Горнодобывающая промышленность должна в срочном порядке начать придерживаться этих стандартов, чтобы предотвратить катастрофы в будущем.