Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Экологические аспекты ОАО «Беларуськалий»

Введение

На современном этапе забота о сохранении природы заключается не только в разработке и соблюдении законодательств об охране недр, лесов и вод, атмосферного воздуха, животного и растительного мира, но и в познании закономерностей причинно-следственных связей между различными видами человеческой деятельности и изменениями, происходящими в природной среде. Поэтому тема экологических аспектов настолько актуальна в наше время. Ведь экологический аспект – элемент деятельности организации, ее продукции или услуги, который может оказывать воздействие на окружающую среду. Воздействие на окружающую среду представляет собой изменение состояния окружающей среды в результате влияния одного из аспектов. Поэтому постоянный контроль и учет аспектов повышают степень охраны окружающей среды от загрязнения и разрушения, сбережения генетического разнообразия биосферы, сохранения здоровья человека, ведь эти проблемы стали глобальными и требуют неотложного решения. Целью данной курсовой работы является выработка навыков по выявлению экологических аспектов в химической лаборатории и воздействий, которые оказывает ОАО «Беларуськалий», применение методики определения важных экологических аспектов, составление программ по управлению экологической деятельностью предприятия ОАО «Беларуськалий». Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1) изучить общую характеристику производства;

2) научиться выявлять экологические аспекты;

3) составить программу экологического управления производством.

1 Общая характеристика производства

1.1 Характеристика процесса переработки сильвинита. Основные стадии процесса.

Обогащение сильвинитовой руды на обогатительной фабрике проводится флотационным способом согласно промышленному технологическому регламенту № 3-06 производства флотационного калия хлористого мелкого и гранулированного на СОФ РУП «ПО «Беларуськалий», утвержденному генеральным директором предприятия.

Процесс обогащения сильвинита состоит из следующих операций (схема принципиальная):

а) дробление руды с предварительным грохочением;

б) измельчение руды с предварительной и поверочной классификацией;

в) обесшламливание питания сильвиновой флотации в пять стадий;

г) сильвиновая флотация (основная, контрольная и две перечистные);

д) классификация, сгущение и обезвоживание хвостов сильвиновой

флотации;

е) первая стадия обезвоживания флотационного концентрата;

ж) выщелачивание хлорида натрия из флотационного концентрата и

вторая стадия обезвоживания;

з) сгущение шламовых отходов;

и) сушка калия хлористого;

к) гранулирование мелкого калия хлористого;

л) погрузка калия хлористого;

м) приготовление реагентов;

н) складирование отходов производства.

а) дробление руды с предварительным грохочением

Добываемая руда второго и третьего горизонтов шахтного поля выдается на поверхность скиповыми подъемами по трем стволам .

При каждом шахтном здании расположен корпус дробления. На стволах № 1, 2 установлены по три линии дробления, состоящие из вибрационных грохотов типа ГИТ-51 и молотковых дробилок типа СМ-170-Б. На стволе № 4 установлены четыре линии дробления. Назначение участка дробления – подготовка исходной руды к операции мокрого измельчения до крупности – менее 20 мм.

б) измельчение руды с предварительной и поверочной классификацией

Руда из корпуса дробления и склада дробленой руды системой

ленточных конвейеров подается в бункера главного корпуса обогатительной фабрики. Затем ленточными питателями подается на дуговые грохота типа СД-2 для предварительной классификации, в результате которой из питания измельчения выводится часть руды с крупностью частиц, соответствующей флотационной, в целях снижения переизмельчения питания флотации. Предварительная классификация осуществляется на дуговых грохотах типа СД-2 с размером щели 1,6 мм. Руда перед дуговым грохотом смешивается с оборотным маточником, в результате чего образуется пульпа с соотношением ж/т (отношение массы жидкой фазы к массе твердой фазы) в пределах 1,0-1,3. Подрешетный продукт предварительной классификации поступает в зумпфы питания первой стадии обесшламливания. Надрешетный продукт направляется в операцию измельчения, осуществляемую в стержневых мельницах типа МСЦ 3,2-4,5. Стержневая нагрузка – 35-40 т, диаметр загружаемых стержней – 90 и 120мм. Для обеспечения ж/т 0,8-1,1 в питание мельницы подается часть промежуточного продукта второй перечистной флотации и пенного продукта контрольной флотации. Слив мельницы поступает в зумпф, в который подается остальная часть промежуточного продукта второй перечистной флотации и пенного продукта контрольной флотации, что обеспечивает доведение соотношения ж/т до 1,3-1,4. Насосом пульпа подается на дуговые грохота поверочной классификации (по 4 грохота на секцию, в т.ч. 2 грохота резервных) с шириной щели сита 1,6 мм. Надрешетный продукт поверочной классификации возвращается в операцию измельчения (циркулирующая нагрузка), подрешетный продукт - в зумпфы питания первой стадии обесшламливания.

Дробленая руда в операции измельчения доводится до флотационной крупности 1,0–1,1 мм.

в) обесшламливание питания сильвиновой флотации в пять стадий

На СОФ применяется пятистадийная схема обесшламливания, основной целью которой является стабильное обеспечение в конечном обесшламленном продукте (в питании основной сильвинитовой флотации) минимальной массовой доли нерастворимого остатка. Первая стадия обесшламливания осуществляется в гидроциклонах типа СВП – 710 (по два гидроциклона на каждую секцию, в том числе один резервный).

Слив гидроциклонов, содержащий основную часть глинистых и карбонатных шламов, поступает на вторую стадию обесшламливания в гидросепараторы (сгустители П-30). Третья стадия предусматривает промывку песков второй стадии обесшламливания в гидросепараторах (сгустители П-30). Четвертая стадия осуществляется в пневмомеханических машинах типа МПМ-30. Пески гидроциклонов первой стадии обесшламливания разбавляются оборотным маточником и поступают на пятую стадию обесшламливания в гидроциклоны типа СВП – 500.

г) сильвиновая флотация

Питанием основной флотации являются пески гидроциклонов СВП-500 пятой стадии обесшламливания, разбавленные промежуточным продуктом первой перечистной флотации и обработанные в контактном чане реагентом – депрессором. В приемном кармане перед первой камерой основной флотации пески гидроциклонов обрабатываются гетерополярным катионным собирателем с массовой концентрацией 0,6-0,8 %. Температура собирателя 60 ± 10 град С. Во вторые камеры флотационных машин основной флотации подается камерный продукт машин МПМ-30 четвертой стадии обесшламливания, обработанный реагентом-депрессором в контактном чане. Флотация осуществляется во флотомашинах «кипящего» слоя типа ФКМ-6,3. В процессе основной и контрольной стадий флотации получаются отвальные хвосты с массовой долей КСI не более 2,8 % (по сухому), которые направляются на обезвоживание в отделение фильтрации. Пенный продукт пяти камер основной флотации (черновой концентрат) направляется в перечистные операции, а пенный продукт двух камер контрольной флотации объединяется с камерным продуктом второй перечистной флотации и самотеком поступает в зумпф слива мельниц. Промпродукт первой перечистной флотации направляется в питание основной флотации. Концентрат второй перечистной флотации с массовой долей не менее 86 % КСI (по сухому) подается на обезвоживание в отделение фильтрации.

д) классификация, сгущение и обезвоживание галитовых хвостов сильвиновой флотации

Камерный продукт контрольной флотации блок—насосами перекачивается на предварительное сгущение в гидроциклоны типа СВП-500 в отделение фильтрации. Пески гидроциклонов с ж/т 0,5-0,7 поступают в пульподелители V-0,8 м³. Слив гидроциклонов с ж/т 10-12 направляется на сгущение в сгустители П-30. Разгрузка сгустителей с ж/т – 0,9 - 1,2 объединяется в пульподелителях с песками гидроциклонов и распределяется по вакуум-фильтрам типа БЛК - 40 – 3 и ленточному вакуум-фильтру типа F-10. Кек хвостов с массовой долей воды не более 9,5 % через поточно-транспортную систему удаляется для складирования в отделение отвалов и хвостового хозяйства.

е) Первая стадия обезвоживания флотационного концентрата

Пенный продукт второй перечистной флотации направляется в отделение фильтрации на первую стадию обезвоживания, оборудованную девятью барабанными вакуум-фильтрами типа БЛК - 40 – 3. Кек концентрата после первой стадии обезвоживания направляется в отделение выщелачивания. Фильтрат концентратных вакуум-фильтров подается в зумпф отделения измельчения и флотации с последующей подачей его в питание первой перечистной флотации.

ж) выщелачивание хлорида натрия из флотационного концентрата

и вторая стадия обезвоживания

Операция выщелачивания хлорида натрия из флотационного сильвинового концентрата обеспечивает получение хлористого калия с массовой долей КСI не менее 95,0 % (по сухому).

Кек концентрата первой стадии обезвоживания поступает в выщелачивающую машину, представляющую собой четыре камеры флотационной машины типа ФП-12,5. В машину подается выщелачивающий раствор – «красная» вода (промывные воды систем пылегазоулавливания отделений гранулирования и сушки), часть которой предварительно используется для регенерации фильтровальной ткани ленточных вакуум-фильтров. Для создания оптимальной плотности пульпы (ж:т 0,5-1,0) в выщелачивающую машину подается циркулирующий раствор – жидкая фаза, образуемая при второй стадии обезвоживания флотационного концентрата и сгущении фильтратов и фугатов в виде слива гидроциклонов. После выщелачивания концентрат обезвоживается на трех центрифугах фирмы «ANDRITZ», на одной центрифуге фирмы «Гумбольдт», на двух ленточных фильтрах типа F -10 и двух ленточных вакуум-фильтрах типа 3М35 и 3М37 и с массовой долей воды не более 6,5 % системой ленточных конвейеров транспортируется в отделение сушки.

з) сгущение шламовых отходов

Слив гидросепараторов (вторая, третья стадии) совместно с пенным продуктом машин МПМ четвертой стадии обесшламливания насосами направляется на осветление в шламовые сгустители П-30, сгуститель диаметром 10 метров фирмы «AKASET» и компактный сгуститель диаметром 10 метров ООО «Пассат». Сгущенный шламовый продукт с ж/т не более 1,8 насосами перекачивается на шламохранилище. Осветленный рассол со шламохранилища насосами откачивается на фабрику для пополнения системы маточника, транспортировки шламов на шламохранилище и для смыва полов. Слив шламовых сгустителей совместно со сливом хвостового сгустителя самотеком направляется в баки маточника отделения сгущения и затем в коллектор маточника фабрики.

и) сушка калия хлористого

Сушка кека концентрата осуществляется в пяти аппаратах «кипящего слоя» типа КС-10 с площадью газораспределительной решетки 10 м². В качестве теплоносителя используются топочные газы, получаемые сжиганием мазута в топке и смешиваемые с воздухом.

Высушенный сильвиновый концентрат может использоваться следующим образом:

непосредственное складирование в виде полуфабриката калия хлористого мелкого и отгрузка его потребителям в виде товарного продукта;
пневмоклассификация и обработка реагентами – антислеживателем и пылеподавителем при производстве полуфабрикатов калия хлористого мелкого непылящего агломерированного и мелкого непылящего;
питание отделения грануляции для производства полуфабриката калия хлористого гранулированного.

к) гранулирование хлористого калия

Отделение грануляции предназначено для производства полуфабриката калия хлористого гранулированного путем прессования мелкого концентрата.

Питание отделения грануляции формируется в отделении сушки и состоит из кека концентрата, выгрузки печей, а также циклонной пыли печей и пневмоклассификаторов.

В состав технологического процесса отделения грануляции входят следующие операции:

- сушка и подогрев питания операции гранулирования для обеспечения оптимальных значений влажности и температуры;

- гранулирование – прессование мелкого концентрата с дроблением плитки и классификацией для выделения кондиционного по гранулометрическому составу продукта;

- облагораживание гранул и обработка их реагентами в целях улучшения физико-химических свойств.

Гранулирование мелкозернистого хлористого калия осуществляется на четырех грануляционных линиях. На второй и четвертой линиях установлены вальц-пресса фирмы «Zemag Zeitz» (по три пресса), на первой линии – пресс фирмы «Hasakawa Bepex» и вальц-пресс производства ЗАО СИПРсОП, на третьей – один пресс фирмы «Hasakawa Bepex». Предварительно питание грануляционных линий проходит операцию сушки и подогрева в печах «кипящего» слоя, для чего установлены четыре печи с

площадью решетки 6 м² (КС-6). С целью улучшения физико-химических свойств гранулированного хлористого калия в турболопастных смесителях, установленных по одному на каждую печь, проводится обработка питания печей КС структурообразующим реагентом (8-12%-ый раствор кальцинированной соды).

Классификация дробленой плитки с выделением готового продукта ведется на просеивающих машинах фирмы «RHEWUM» (по одной машине на линию).

Улучшение физических свойств полуфабриката калия хлористого гранулированного в операции облагораживания заключается в упрочнении поверхностного слоя гранул путем увлажнения и последующей интенсивной сушке.

Установка облагораживания включает: просеивающую машину фирмы «Могензен», двухвальный шнековый смеситель, топку, сушилку с «кипящим слоем» и охладитель.

Гранулированный полуфабрикат после обработки АЭС (амино-экстрактная смесь) в барабанном смесителе транспортируется в отделение погрузки.

л) погрузка калия хлористого

Отделение погрузки предназначено для складирования полуфабриката калия хлористого мелкого и полуфабриката калия хлористого гранулированного, шихтовки, классификации полуфабриката калия хлористого гранулированного, дообработки полуфабрикатов реагентами-пылеподавителями и погрузки готовой продукции в железнодорожные вагоны. В составе отделения погрузки три склада: для полуфабриката калия хлористого мелкого (склад № 3), для полуфабриката калия хлористого гранулированного (склад № 5), склад № 4 по производственной необходимости может быть использован для складирования как полуфабриката калия хлористого мелкого, так и полуфабриката калия хлористого гранулированного.

При отгрузке на экспорт полуфабрикат гранулированного калия хлористого проходит стадию поверочной классификации на просеивающих машинах фирмы «RHEWUM». При отгрузке на порты надрешётный продукт обрабатывается экстрактом нефтяным.

м) приготовление реагентов

Корпус приготовления реагентов предназначен для обеспечения технологических процессов рабочими растворами реагентов или реагентами в натуральном виде. Потребителями реагентов, готовящимися в корпусе приготовления реагентов, являются отделения измельчения и флотации, сушки, грануляции и погрузки. Растворы флокулянта готовятся в отделении измельчения и флотации. Приготовление реагентов осуществляется согласно режимным картам промышленного технологического регламента № 3-06.

н) складирование отходов производства

Отделение отвалов и хвостового хозяйства обеспечивает удаление и складирование отходов производства. В отделение поступают отходы двух видов: кек галитовых хвостов флотации и шламовые отходы, образуемые в процессе обесшламливания питания сильвиновой флотации.

1.2 Принцип работы основного оборудования

1.2.1 Описание флотационной машины ФКМ-6,3 КСМ

Данная машина относится к классу механических флотационных машин с вместимостью камеры 6,3м³ с кипящим слоем.

Машина состоит из основных сборочных единиц: кармана загрузочного, секции, секции с карманом, привода пеногона. Количество секций и порядок их компоновки зависит от степени обогатимости материала и устанавливается заказчиком.

Стыки секций и карманов при монтаже машины на обогатительной фабрике стягиваются монтажными болтами и свариваются электродуговой сваркой по внутреннему периметру прилегания водонепроницаемыми швами с последующей заваркой монтажных отверстий во избежание протечки пульпы.

Секция состоит из корпуса, разделённого в верхней части на две камеры перегородкой. Корпус секции представляет собой сварную металлоконструкцию. Днище секции футеровано плитками каменного литья, а боковые стенки - деревянными щитами. В днище камеры имеется отверстие для выпуска пульпы при остановках машины. Во время работы это отверстие закрыто дренажным клапаном. На корпусе секции установлены блоки импеллера.

Рисунок 1 - Машина ФМ-6,3 КСМ

1-решетка, 2-циркуляционный желоб, 3-колпак надимпеллерной трубы, 4-труба, 5-импеллер, 6-статор, 7-воздушная труба, 8-щель, 9-успокаители.

1.2.2 Машина МПМ-45

Флотомашина пневмомеханического типа с объёмом камеры 45м³. В данной машине для диспергирования сжатого воздуха, принудительно подаваемого в камеру, и поддержания твёрдых частиц пульпы во взвешенном состоянии применяется трубчатый аэратор. Он представляет собой цилиндр, к которому крепятся отрезки труб. Питание подаётся через корзину на диск, с помощью которого распределяется по всему объёму камеры машины. Пульпа насыщается воздухом, гидрофобные частицы прикрепляются к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность, где образуется слой минерализованной пены. Пенный продукт удаляется из машины через жёлоб для пенного продукта, а камерный продукт поступает в карман для камерного продукта и отводиться через штуцер. Для гашения турбулентных потоков выше аэратора расположены пластины успокоителя. Уровень пульпы в камере машины поддерживается таким, чтобы пенный продукт самотёком сливается в жёлоб для пенного продукта.

1.2.3 Питатели

Реагентные питатели применяются для равномерной дозировки флотационных реагентов в процесс. В зависимости от свойств реагентов используются питатели разных конструкций.

Для подачи сухих сыпучих реагентов применяются ленточные и тарельчатые питатели, представляющие собой соответственно движущуюся ленту или вращающуюся тарелку.

Для подачи невязких жидких флотационных реагентов применяются скиповые и стаканчиковые питатели.

Стаканчиковый питатель состоит из погружённого в жидкий реагент колеса, на пальцах которого на шарнирах подвешены стаканчики. При вращении колеса заполненные стаканчики поднимаются и, задевая боковой поверхностью стержень,наклоняются. Часть реагента при этом выливается в воронку и направляется в процесс. Расход реагента регулируется изменением положения стержня, что увеличивает или уменьшает угол наклона стаканчиков и объём выливающейся из них жидкости.

Для подачи вязких реагентов (масел) применяются шкивные питатели, представляющие собой вращающийся в масле шкив, с поверхности которого скребком снимается тот или иной слой реагента и направляется в процесс. Аналогично работают дисковые реагентные питатели.

1.2.4 Контактные чаны

Контактные чаны служат для перемешивания пульпы с реагентами перед флотацией и увеличения длительности контактирования флотационных реагентов с минеральнымичастицами. Это необходимо в том случае, когда время взаимодействия минерала с реагентом, при подаче последнего непосредственно в камеру флотационной машины, оказывается недостаточным для обработки поверхности минеральных частиц.

Контактный чан представляет собой металлический бак, по оси которого в аэрационной трубе установлен вертикальный вал с импеллером, приводимый во вращение электродвигателем. Аэрационная труба установлена в распорных плитах.

Пульпа совместно с реагентами поступает через загрузочный патрубок. Вращение импеллера обеспечивает поддержание минеральных частиц во взвешенном состоянии и хорошее перемешивание пульпы с флотационными реагентами.

1.2.5 Ленточный конвейер

Ленточный конвейер (рис1) состоит из тягового элемента в виде бесконечной ленты, служащей одновременно несущим элементом, привода, приводящего в движение барабан , натяжного устройства с барабаном и грузом, роликовых опор на рабочей ветви ленты и на холостой ветви, отклоняющего барабана , загрузочного и разгрузочного устройств. Все элементы конвейера смонтированы на раме.

Рисунок 2-Ленточный конвейер

Сыпучий материал подается на движущуюся ленту через загрузочное устройство, разгружается (или перегружается) через разгрузочное устройство. Ветвь конвейерной ленты, на которой размещен транспортируемый материал, называют рабочей, груженой или несущей, а ветвь, свободную от материалапорожней. В поперечном сечении несущая ветвь имеет желобчатую (или плоскую) форму, порожняя—плоскую. Желобчатая форма придается ленте роликовой опорой, например трехроликовой.

1.2.6 Циклоны

Гидроциклоны состоят из цилиндро-конического корпуса, питающего и сливного патрубков, песковой насадки и сливной трубы. Угол конусности преимущественно равен 20°. Питающий патрубок с тангенциальным или спиральным вводом питания устанавливается под крышкой аппарата. Сливной патрубок проходит через центр и соединен со сливной трубой. Песковая насадка крепится в нижней части конуса. Для износостойкости корпус изнутри футеруется каменным литьем, резиной, керамикой. Для песковой насадки используют износостойкие втулки.

Рисунок 3- Гидроциклон СВП

1.2.7 Сушильный барабан

Барабанные сушилки широко распространены в химической промышленности для сушки зернистых материалов с влажностью 5—60% (сушка хлористого калия, простых и сложных удобрений, фосфоритной муки и т. д.). Барабанные сушилки имеют достаточно большой тепловой к. п. д. благодаря возможности использования высоких температур поступающего теплоносителя (более 1000 °С) при параллельном его движении с материалом без опасения перегрева последнего. Расход теплоты на испарение влаги 3300—3800 кДж/кг. Расход энергии на вращение сушилки 0,8—1,0 кВт/ч в расчете на 1 т высушенного продукта или 5—6 кВт/ч в расчете на 1 т испаренной влаги.

Рисунок 4- Барабанная сушильная установка:

1 — барабан; 2 — питатель- дозатор; 3 — лоток; 4 — топка; 5 — затвор; 6 — транспортер; 7 — циклон; 8— вентилятор; 9 — скруббер.

1.2.8 Сгуститель

Сгуститель П-30 с периферическим или краевым приводом состоит из железобетонного чана, в центре которого имеется железобетонная колонна. Колонна служит основанием поворотной головки, на которую опирается одним концом металлическая ферма с гребковым механизмом. Другим концом ферма опирается на каретку, которая движется по монорельсу, уложенному по окружности сгустителя. Ферма приводится в движение приводом, состоящим из колеса тележки, зубчатой передачи, редуктора и электродвигателя. Пульпа поступает по трубе или жёлобу в загрузочный стакан, расположенный в центральной части сгустителя. Наиболее крупные и тяжелые частицы оседают на дно сгустителя, ближе к его центру. По пути к сливному желобу оседают всё более мелкие частицы. Осевший шлам постепенно перемещается наклонными скребками гребковой рамы к центральной загрузочной воронке в днище резервуара и далее откачивается насосом. Слив отводится из верхней части сгустителя и используется в технологических целях. Техническая характеристика приведена в таблице.

Рисунок 5 - Сгуститель с периферическим приводом

1 – металлическая ферма; 2 – гребки; 3 – бетонный чан; 4 – железобетонная колонна; 5 – мотор; 6 –каретка; 7 – редуктор; 8 – мостик; 9 – диафрагмовый насос; 10 – трубы.

1.3 Характеристика исходного сырья

Вещественный состав добываемой руды Старобинского месторождения сложный. В руде наряду с хлористым калием содержатся хлористый натрий, карналлит, глинистый и нерастворимый остаток, соединения брома, йода, рубидия и других элементов.

Хлористый натрий NaCl (галит) – доминирующий компонент соляных пород, содержание его в добываемой сильвинитовой руде изменяется от 65 до 75%. В чистых разностях галит бесцветный со стеклянным блеском. Неорганические и органические примеси окрашивают минерал: в серый и медно-серый цвет – включения глинистого материала, в желтый, розовый и красный – примеси окислов железа и в бурый цвет – органические вещества.

Сильвин KCL в чистых разностях природных солей бесцветен и прозрачен. В рудах он чаще имеет разнообразные оттенки красного, кирпично-красного, буровато-красного и розового цвета. Встречается молочно-белый сильвин.

Почти во всех сильвинитовых породах имеется большая или меньшая примесь карбонатно-глинистого материала. В рудах Старобинского месторождения содержится повышенное количество таких примесей (2,7-18%), преобладающая часть которых сосредоточена в прослоях. Мощности их в калийных горизонтах колеблются от долей до десятков сантиметров. С точки зрения переработки калийных руд важным является не только количество глинисто-карбонатных пород, но и их химический, минералогический и гранулометрический состав.

Преобладающими в составе глин являются силикатные, карбонатные минералы и ангидрит. Карбонатные минералы (доломит, кальцит) и ангидрит представлены обычно мелко-зернистыми разностями.

Отрицательное влияние на процесс разделения калийных руд оказывает тонкодисперсная глинистая фракция меньше 0,001мм. Эта фракция относится к типу гидрослюдистых глин.

Галит содержит бром в незначительном количестве, тогда как сильвин и особенно карналлит имеют его в своем составе в повышенных количествах. В галитовых породах Старобинского месторождения содержание брома изменяется от 0,004 до 0,03%, а в сильвинитовых рудах обнаружено 0,05%брома, в то время как в образцах карналлита его 0,18%.

В рудах Старобинского месторождения, как правило, наблюдаются лишь следы йода.