МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ К.И. САТПАЕВА
Горно-металлургический институт
Кафедра
«Металлургии благородных металлов и обогащения полезных
ископаемых»
“УТВЕРЖДАЮ»
Директор института
________ Рысбеков К.Б.
“______”_________2013 г.
ПРОГРАММА КУРСА ( SYLLABUS)
По дисциплине Хвостовое хозяйство и очистка сточных вод
Форма обучения - дневная
Всего 3 кредита
Курс – 3
Семестр –6
Лекций - 15 часов
Лабораторные работы - 15 часов
Практических занятий – 15 часов
Рубежный контроль – 2
СРО- 45 часов
СРОП – ( аудиторных) – 15 часов, (офисных – 30часов)
Всего аудиторных часов - 60
Всего внеаудиторных часов – 75
Экзамен – 6 семестр
Алматы 2013
Программа курса составлена на основании типовой программы для высших
профессиональных образований (бакалавриатов) по специальности 5В073700 –
Обогащение полезных ископаемых.
Рассмотрена на заседании кафедры «Металлургии благородных металлов и
обогащения полезных ископаемых»
«10 » января 2013 г. Протокол № 6
Зав. кафедрой,
канд.техн.наук, доцент
Шаутенов М.Р.
Одобрена методическим Советом института
« 3 » января 2013 г. Протокол № 3
Председатель УМС института
Рысбеков К.Б.
Сведения о преподавателе: старший преподаватель Безгинова Лариса
Ильинична окончила Казахский политехнический институт по специальности
«Обогащение полезных ископаемых». Научно-педагогический стаж более 30
лет. По данной дисциплине изданы методические указания.
Адрес: 050013, г.Алматы, ул.Сатпаева, 22
Тел. 2-57-71-74, доп.74-15,
Факс:
E-mail: mbmo @ ntu. kz
2
1. Цели и задачи дисциплины
1.1. Целью преподавания дисциплины является изучение теоретических
основ и практики процессов транспорта и укладки хвостов обогащения в
хвостохранилища, ознакомление с оборудованием и конструкцией аппаратов,
применяемых для этих целей.
1.2.
Задачами изучения дисциплины является получение знаний
студентами по вопросам образования и состава сточных вод обогатительных
фабрик, способам их транспортировки и укладки в хвостохранилища а также по
вопросам эксплуатации хвостохранилищ, практики рекультивации нарушеннных
земель, очистки сточных вод и утилизации хвостов при переработке различных
типов минерального сырия.
В этом курсе подробно изучаются:
 Основные сооружения хвостового хозяйства;
 Способы намыва дамб;
 Эксплуатация хвостохранилищ;
 Рекультивация нарушенных земель;
 Очистка сточных вод;
 Утилизации отходов переработки полезных ископаемых;
 Конструкция
оборудования
и
апппаратов,
применяемых
для
вышеперечисленных методов.
После изучения дисциплины студенты должны уметь:
 ориентироваться в многообразии процессов и аппаратов, применяемых в
процессе эксплуатации хвостохранилищ;
 выбирать и обосновывать оптимальные варианты намыва дамб;
 оформлять технологические и аппаратурные схемы;
 пользоваться научной технической и рекламной литературой для знакомства
и анализа новых технологий и аппаратов.
1.3 Пререквизиты:
«Минералогия и месторождения полезных ископаемых», «Основы обогащения
полезных ископаемых», «Рудоподготовка и обогащение», «Флотационные
методы обогащения»
1.4 Постреквизиты:
«Процессы и аппараты обогатительного производства», «Пректирование
обогатительных фабрик»
2. Система оценки знаний
2.1. Система оценки знаний студентов
Виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль
(Таблица 1)
3
Таблица 1
Распределение рейтинговых процентов по видам контроля
№
Вид итогового
Виды контроля
вариантов
контроля
1
Экзамен
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
%
100
100
100
Количество текущих контролей определяется содержанием дисциплины и ее
объемом в таблице 2.
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине
«Хвостовое хозяйство и очистка сточных вод обогатительных фабрик »
Недели
1 2
3
4
5
6 7
8
9 10 11 12 13 14 15
Виды
К П1 Л1 П2 Л2 П Р СР Л П Л П Л СР П8
контроля
1
СР 3 К
2
3 5 4 6 5
3 РК
1
П4
П7
Виды контроля: П - практические занятия, Л - лабораторная работа,
К - контрольная, СР - самостоятельная работа, РК - рубежный контроль.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица3).
Таблица 3
Оценка знаний студентов
Оценка
Буквенный
В процентах %
В баллах
эквивалент
Отлично
А
95 - 100
4
А90 - 94
3.67
Хорошо
В+
85 - 89
3.33
В
80 - 84
3.0
В75 - 79
2.67
Удовлетворительно
С+
70 - 74
2.33
С
65 - 69
2.0
С60 - 64
1.67
D+
55 - 59
1.33
D
50 - 54
1.0
Неудовлетворительн
F
0 - 49
0
о
2.2 Содержание дисциплины
Тематический план курса приведен в таблице 4.
4
Таблица 4
№
Распределение часов по видам занятий
Наименование
Количество академических часов
Темы
Практичес- ЛабораторЛекции кие занятия ные занятия СРОП СРО
1
2
Общие сведения о хвосто1 вом хозястве. Минералогический и гранулометрический состав хвостов
2 Типы хвостохранилищ.
Способы намыва дамб
3 Водоприемнои и водосбросные сооружения
4 Эксплуатация хвостохранилищ
5 Состав сточных вод
обогатительных фабрик
6 Методы очистки сточных
вод обогатительных фабрик
7 Оборотное водоснабжение
обогатительных фабрик
8 Утилизация отходов
переработки полезных
ископаемых
Всего (часов)
3
1
4
1
5
1
6
3
7
3
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
2
2
2
6
6
15
15
15
45
45
Наименование тем лекционных занятий и их содержание
№
Наименование темы
Содержание
1
2
1 Общие сведения о
хвостовом хозястве.
Минералогический и
гранулометрический
состав хвостов
2
Типы хвостохранилищ.
Способы намыва дамб
3
Состав и выход хвостов обогатительных фабрик. Влияние хвостохранилищ
на окружающую среду. Схема сооружений хвостового хозяйства. Характеристика хвостов. Компрессионные
свойства хвостов. Обьемная масса мокрых хвостов. Коэффициент пористости.Коэффициент фильтрации. Консалидация хвостов. Минералогический
состав хвостов.
Хвостохранилища косогорного,
овражного, пойменного, равнинного,
речного и комбинированного типа.
5
Час
ы
4
1
3
4
5
Преимущества и недостатки каждого
типа. Схемы хвостохранилищ. Способы
заполнения хвостохранилищ. Схемы
заполнения хвостохранилищ. Раздельная укладка песков и шламов. Способы
намыва дамб. Эстакадный, зенитный,
безэстакадный способы намыва. Схемы
намыва дамб. Выбор способа намыва.
Водоприемнои и
Назначение водоприемных и водосводосбросные сооружения бросных сооружений. Водоприемные
колодцы и водосбросные коллекторы.
Схема отвода осветленной воды из
хвостохранилища. Схемы водоприемных колодцев. Передвижная береговая
насосная станция. Плавучая насосная
станция. Схема насосной станции поплавкового типа.
Эксплуатация хвостоОбщие принципы. Гидратранспорт
хранилищ
хвостов. Гидроукладка хвостов. Укладка хвостов в зимний период. Особенности эксплуатации хвосто-хранилищ в
весеннее время года. Эксплуатация
водоприемных и водосбросных сооружений. Эксплуатация дамб. Ремонт
трещин и промоин. Схемы заделки и
замыва промоин. Разрушение хвостохранилищ.
Состав сточных вод
Расход воды на технологические нужда
обогатительных фабрик
в процессах обогащения. Состав сточных вод обогатительных фабрик жидкая фаза хвостов, фильтраты, слива сгустителей, поверхностные и ливнивые
воды. Загрязненные и условно чистые
сточные воды обогатительных фабрик.
Состав сточных вод гравитационных,
золотоизвлекательных и флотационных
обогатительных фабрик. Основные
загрязняющие примеси грубодисперсные примеси, кислоты и щелочи, ионы
металлов, органические реагенты, цианиды, родониды, фенолы и крезолы,
нефтепродукты, прочие флотореагенты.
6
2
2
2
2
6
7
8
Методы очистки сточных
вод обогатительных
фабрик
ПДК сточных вод. Методы очистки
сточных вод до предельно допустимых
ПДК. Механическая очистка сточных
вод. Нейтрализация. Нейтрализатор
щелочных сточных вод дымовыми газами. Нейтрализация щелочных сточных вод кислыми шахтными водами.
Очистка сточных вод от катионов
металлов. Химические методы очистка.
Метод химического окисления и метод
химического осаждения. Очистка сточных вод от нефтепродуктов. Биологические методы очистки.
Оборотное водоснабжение Схемы водоснабжения обогатительобогатительных фабрик
ных фабрик. Понятие водооборота.
Частичный, полный поцикловой водооборот. Бессточная технология обогатительных фабрик. Схемы оборотного водоснабжения обогатительных
фабрик.
Утилизация отходов
Понятие кондиционирования сточных
переработки полезных
вод. Концентрация реагентов в оборотископаемых
ной воде. Схема расчета накопления
реагентов при оборотном водоснабжении. Обесеоливание оборотных вод.
Выбор схемы очистки сточных вод.
Всего
2
2
2
15
Наименование тем практических занятий их содержание и объем в
часах
№
Наименование темы
Содержание
Часы
1
2
3
4
1 Определение расхода
Методика расчета суточного, часо2
хвостовой пульпы
вого и секундного объема хвостовой пульпы по заданной годовой
производительности ОФ и выходе
хвостов.
2 Расчет плотности пульпы и
Расчет массы твердого в хвостовой
2
процента твердого в пульпе
пульпе. Расчет массы воды в хвостовой пульпе. Процент твердого в
пульпе. Плотность пульпы.
3 Расчет емкости
Пористость отложений. Коэффихвостохранилища
циент заполнения хвостохранилища. Определение средневзвешено7
го диаметра хвостов. Определение
емкости хвостохранилища.
4 Расчет критической скорости Коэффициент разнородности Δ 0.
2
потока в пульпопроводе
Формула определения критической
скорости потока.
5 Расчет критического
Средняя скорость потока в пульпо2
диаметра пульпопровода
проводе. Таблицы диаметров стандартных пульпопроводов.
6 Расчет гидравлического
Гидравлический уклон при дви2
уклона пульпопровода
жении воды. Характеристика режимов работы пульпопроводов.
7 Расчет потери напора в
Потери напора по длине трубопро2
пульпопроводе.
вода. Суммарные потери напора.
Потери напора на геодезический
подъем.
8 Изучение схем очистки
Схема очистки сточных вод из2
сточных вод. Расчет расхода
вестью. Схема очистки сточных
реагентов на очистку сточных вод гипохлоридом кальция. Расчет
вод.
расхода реагентов по стихнометрии.
Всего
15
Наименование тем лабораторных работ их содержание и объем в часах
№
Наименование темы
Содержание
Часы
1 Экспериментальное
Определение РН сточной воды
определение показателей
(концентрации водородных ионов).
2
качества сточной воды
Колориметрический и электрометрический методы. Визуальное
определение цветности воды (2ч).
2 Определение взвешенных
Определение взвешенных веществ
веществ в сточной воде.
фильтрованием через бумажный
2
фильтр. Определение взвешенных
веществ центрифугированием (2ч).
3 Изучение очистки сточных
Разложение ксантогенатов в кислой
вод от реагентов собирателей. среде. Окисление ксантогенатов,
4
активным хлором. Определение
содержания ксантогената в сточной
воде до и после очистки. (4 часа).
4 Очистка сточных вод от
Изучение установки для вакуумной
цианидов методом вакуумной отгонки. Приготовление цианистых
4
отгонки.
растворов. Очистка сточной воды.
Изучение методики определения
концентрации цианидов. Проведение анализа до и после очистки.
8
5 Очистка сточных вод
от Изучение
конструкции
примесей методом ионного ионообменной колонны. Очистка
обмена.
сточной воды от простых ионов
цианидов.
Определения
содержания примесей в ст воде до
и после очистки. (3 часа).
Всего
3
15
Наименование тем СРОП их содержание и объем в часах
№
Наименование темы
Содержание
Часы
1 Классы капитальности
Вместимость хвостохранилищ.
3
хвостохранилищ
Выход хвостов. Высота ограждающей дамбы. Степень ответственности сооружений и последствия
их разрушения.
2 Характеристика сточных
Характеристика стока молибдевод вольфрамоновой и вольфрамовой секций.
3
моледденовых
Общий сток фабрики. Основные
обогатительных фабрик
показатели загрязняющих примесей.
3 Характеристика сточных
Характеристика стока цеха воль3
вод вольфрамовых
фра-мовых концентратов. Состав
обогатительных фабрик
осветленной воды из хвостохранилища и цехов очистки концентрата.
4 Характеристика сточных
Характеристика сточной воды сли3
вод медных
ва сгустителя пиритного концентробогатительных фабрик
ата, сливов сгустелей медного и
цинкового концентратов. Характеристика хвостовой пульпы до и после хвостохранилища. Основные
показатели загрязняющих примесей.
5 Характеристика
Характеристика сточной воды сли3
хвостохранилищ свинцово- ва сгустителя свинцового конценцинковых обогатительных трата. Характеристика хвостовой
фабрик № 1 - 4
пульпы до и после хвостохранилища. Характеристика стоков перед
сбросом в реку. Основные показатели загрязняющих примесей.
6 Характеристика
Характеристика сточной воды
3
хвостохранилищ свинцово- слива сгустителя свинцового
цинковых обогатительных концентрата. Характеристика
фабрик № 5 - 8
хвостовой пульпы до и после
9
7
Характеристика сточных
вод медно- молибденовых
обогатительных фабрик
8
Характеристика сточных
золотоизвлекательных
флотационных
обогатительных фабрик
9
Характеристика сточных
золотоизвлекательных
гравитационных
обогатительных фабрик
10
11
12
13
Защита поверхности и
подземных вод от
загрязнения.
Сооружение
хвостохранилищ на
торфяных болотах
Сооружение
хвостохранилищ в суровых
климатических условиях.
Укладка сухих и
обезвоженных хвостов в
отвалы
хвостохранилища. Характеристика
стоков перед сбросом в реку.
Основные показатели
загрязняющих примесей.
Характеристика хвостового стока
основной молибденовой флотации.
Характеристика сточной воды
сливов медного и молибденового
концентрата. Характеристика
хвостовой пульпы до и после
хвостохранилища. Основные
показатели загрязняющих
примесей.
Характеристика хвостового стока
флотации. Характеристика сточной
воды слива концентрата.
Характеристика хвостовой пульпы
до и после хвостохранилища.
Основные показатели
загрязняющих примесей
Характеристика хвостовой пульпы.
Гранулометрический состав
хвостовой пульпы. Содержание
твердых взвесей до и после
отстойника.
Противофильтрационные экраны.
Схемы противофильтрационных
экранов. Полимерные пленки.
Дренажные устройства. Обратные
фильтры.
Состав торфяных грунтов. Модуль
деформации. Конструктивные
схемы ограждающих дамб
хвостохранилищ.
Физические свойства мерзлых
хвостов. Влажность мерзлых
хвостов. Типы оснований грунтов.
Принципы сооружения первичных
дамб. Схемы ограждающих дамб.
Выбор места для складирования
Доставка сухих и обезвоженных
хвостов. Конвейерные отвалы.
Схема образования конвейерных
отвалов. Схема образования
10
3
3
3
3
3
3
3
14
15
Земельные отводы для
горно-обогатительных
предприятий
Производство
рекультивационных работ
плоских отвалов.
Площади земельных отводов
горно-обогатительных комбинатов.
Схема расположения объектов
горно-обогатительного комбината.
Влияние технологических объектов
на окружающую среду. Пути
повышения эффективности
использования земельных ресурсов
Свойства почв. Комплекс
рекультивационных работ.
Классификация пород по
минералогическому составу и
пригодности для выращивания
сельскохозяйственных культур.
Всего
№
1
2
3
3
3
45
Наименование тем СРО их содержание и объем в часах
Наименование темы
Содержание
Часы
Классификация
Классификация хвостохранилищ по
хвостохранилищ, систем
классам капитальности. Состав и
3
гидротранспорта и
объем изысканий и исследований
основных сооружений по
для обоснования проектирования
классам их капитальности.
хвостовых хозяйств. Основные укаСтадии проектирования.
зания по выбору системы гидротранспорта и гидроукладки хвостов.
Физико-механические
Форма, плотность, гранулометрисвойства хвостов.
ческий состав хвостов. Методы
3
определения гранулометрического
состава твердой составляющей
хвостовой пульпы. Коэффициенты
динамической и кинематической
вязкости. Гидродинамические закономерности движения хвостовой
пульпы по пульпопроводу.
Выбор вида системы
Факторы, учитывающиеся при
гидротранспорта.
выборе вида системы гидротранРасположение на трассе
спорта. Безнапорная система гидронасосных станций.
транспорта, напорно-самотечная,
3
напорно-принудительная, смешанная система. Методика определения количества и мест расположения пульпонасосных станций.
11
4
5
6
7
8
9
Проектирование
пульпонасосных станций
Типы насосов для перекачки хвостовой пульпы. Характеристики
применяемых насосов. Схема устройства землесосных станций без
разрыва струи. Пример решения
землесосной станции с тремя землесосами. Устройство аварийного
самотечного пульпопровода от
землесосной станции.
Классификация
Основные типы хвостопроводовхвостопроводов, их
напорные, безнапорные. Магистраконструкции и укладка.
льные, распределительные и аварийные трубопроводы. Чугунные,
стальные, деревянные трубы.
Железобетонные трубы. Новые
материалы, применяемые для производства труб.
Выбор месторасположения Основные вопросы, учитываюи типа хвостохранилища.
щиеся при выборе площадки: топография местности, геологические и
гидрогеологические изыскания,
охрана окружающей среды, роза
ветров. Определение емкости
хвостохранилищ. Схематический
план хвостохранилища.
Плотины
и
дамбы Схема пруда хвостохранилища
обвалования
первой
очереди.
Поперечный
хвостохранилищ
первой профиль
плотины
очереди и их конструкции.
хвостохранилища.
Водоупорные
части
плотины.
Грунты,
применяемые для
сооружения
насыпных плотин.
Классификация частиц
Классификация хвостовой пульпы,
хвостов по крупности для
основанная на естественном
намыва верхового откоса.
распределении консистенции пульпы и и ее твердой составляющей
по сечению пульпового потока.
Схема раздельной укладки хвостов.
Намыв плотин с принудительной
поперечной классификацией частиц.
Методы заполнения прудов Метод заполнения от плотины к
хвостохранилищ
берегам. Метод заполнения от берегов к плотине. Схемы заполнения хвостохранилищ.
12
3
3
3
3
3
3
10
11
12
13
14
15
Оборот осветленной воды
Оборот осветленной воды
Расчет баланса воды в
хвостохранилище.
Общие указания по
эксплуатации систем
гидротранспорта,
гидроукладки хвостов и
оборотного водоснабжения.
Общие принципы
эксплуатации хвостового
хозяйства
Основные указания по
эксплуатации систем
гидроукладки хвостов и
сооружений
хвостохранилищ.
Схемы очистки сточных вод. Планы расположения сооружений для
химической очистки хвостовых
вод.
План расположения сооружений
для химической очистки хвостовых
вод на Белоусовской ОФ. Схема
сооружений для химической очистки хвостовых вод Березовской
ОФ.
Уравнение баланса воды. Годовой
баланс. Учет количества зимних
осадков. Весенние стоки.
Эксплуатация хвостохранилища
обогатительной фабрики Балхашского горно-металлургического
комбината. Эксплуатация хвостохранилищ Миргалимсайской
фабрики.
Бесперебойность работы.
Безаварийность сооружений.
Экономичность эксплуатации.
Охрана окружающей среды.
Обеспечение емкости для
гидравлической укладки хвостов.
Регулирование уровня воды.
Наблюдение за системами
гидравлической укладки хвостов.
Предупреждения образования
трещин и промоин.
Всего
3
3
3
3
3
3
45
Таблица 5
№
1
2
3
4
Дата
График проведения занятий
Время
Наименование тем
Общие сведения о хвостовом
хозястве. Минералогический и
гранулометрический состав
хвостов
Типы хвостохранилищ. Способы
намыва дамб
Водоприемнои и водосбросные
сооружения
Эксплуатация хвостохранилищ
13
Состав сточных вод
обогатительных фабрик
Методы очистки сточных вод
обогатительных фабрик
Оборотное водоснабжение
обогатительных фабрик
Утилизация отходов переработки
полезных ископаемых
Практические занятия
Определение расхода хвостовой
пульпы
Расчет плотности пульпы и
процента твердого в пульпе
Расчет емкости
хвостохранилища
Расчет критической скорости
потока в пульпопроводе
Расчет критического диаметра
пульпопровода
Расчет гидравлического уклона
пульпопровода
Расчет потери напора в
пульпопроводе.
Изучение схем очистки сточных
вод. Расчет расхода реагентов на
очистку сточных вод.
Лабораторные занятия
Экспериментальное определение
показателей качества сточной
воды
Определение взвешенных
веществ в сточной воде.
Изучение очистки сточных вод
от реагентов собирателей.
Очистка сточных вод от
цианидов методом вакуумной
отгонки.
Очистка сточных вод от
примесей методом ионного
обмена.
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
14
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Материал для обязательного изучения
1. Чуянов Г.Г. Хвостохранилище и очистка сточных вод. Учебное пособие для
вузов. Екатеринбург: 1998.
Материал для дополнительного изучения
1. Батаногов А.П. Водовоздушное хозяйство обогатительных фабрик .- М.:
Недра, 1984.
2. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостовых
хозяйств обогатительных фабрик. - М.: Недра, 1984.
3. Белоусов А.М., Бергер Г.С. Оборотное водоснабжение на обогатительных
фабриках цветной металлургии. - М.: Недра, 1977.
4. Батаногов А.П. Подъемно-транспортное хвостовое и ремонтное хозяйство
обогатительных фабрик .- М.: Недра, М.:, 1989.
5. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообогащения .- М.:
Недра, 1985.
6. Баймаханов М.Т., Лебедев К.Б. и др. Очистка контроль сточных вод
предприятий цветной металлургии.- М.: металлургия, 1983.
7. Милованов Л.В. Очистка и использование сточных вод предприятий
цветной металлургии. - М.: Металлургия, 1971.
8.Чуянов Г.Г. Обезвоживание пылеулавливание и охрана окружающей среды.М.: Недра,
1987.
9 БезгиноваЛ.И. Сажин Ю.Г..Хвостовое хозяйство и замкнутый водооборот.методические указания к практическим занятиям. КазНТУ 2004.
10. БезгиноваЛ.И. Еошербаев К.Т...Хвостовое хозяйство и замкнутый
водооборот.- методические указания к лабораторным занятиям. КазНТУ
2001.
15
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цель и задачи дисциплины………………………………………………
3
2. Система оценки знаний……………………………………………………
3
2.1 Система оценки знаний студентов………………….. …………………..
4
2.2 Содержание дисциплины ……………………………………………….
4
3. Список литературы………………………………………….. ……………..
12
16