Технология очистки кислых шахтных вод и ее значимость для ЮАР

В июле [прошлого года] финская компания «Global EcoProcess Services» (EPSE), специализирующаяся на разработке гидрометаллургических технологий очистки, представила для добывающих предприятий ЮАР новый метод обезвреживания кислых шахтных вод. Предлагаемая технология, как отмечают в компании, — это экономичный одноэтапный процесс, совместимый с используемыми сегодня системами и оборудованием для обработки опасных жидких отходов горного производства.

По словам регионального менеджера компании Грегори Никерка (Gregory Niekerk), технология EPSE позволяет перерабатывать использованную на рудниках воду, содержащую растворимые металлы, сульфаты и опасные рассолообразующие элементы, например, натрий, путем их осаждения и перевода в нерастворимую и экологически безопасную форму. «Технология EPSE предназначена для извлечения металлов из стоков жидких отходов на рудниках и других промышленных предприятиях. По существу, с ее помощью опасные материалы можно превратить в ценное сырье для различных сфер применения. В результате обширных исследований в качестве основного рынка продвижения данной технологии была выбрана ЮАР», — сказал генеральный исполнительный директор «Global EcoProcess Services» Лассэ Мусакка (Lasse Musakka).

В EPSE отмечают, что после испытаний в Европе компания готова предложить свою технологию в ЮАР. Особый акцент делается на том, что «Global EcoProcess Services» не будет напрямую работать с южноафриканской перерабатывающей отраслью, а, скорее, займется продвижением технологических решений для улучшения уже используемых процессов и оборудования. Компания ищет партнеров, заинтересованных в этой технологии, для проведения в стране полупромышленных испытаний.

Горнопромышленные сточные воды и жидкие отходы горного производства чрезвычайно опасны для окружающей среды. В них, как указывает директор отдела изучения промышленных и шахтных вод при Университете Витватерсранда (University of the Witwatersrand), доктор Кевин Хардинг (Kevin Harding), могут присутствовать сульфаты, железо, токсины, тяжелые металлы. Хотя существует ряд методов обработки кислых шахтных вод, однако Хардинг отмечает, что все они обычно требуют либо больших затрат, либо малоэффективны.

Директор по международным отношениям EPSE Феликс Фондем (Felix Fondem) добавляет, что содержание ценного компонента в рудах месторождений по всему миру снижается. Это означает, что все больше воды требуется для их переработки, соответственно, растут объемы кислых шахтных вод, и проблема их очистки становится все более острой.

При развитой горной отрасли ЮАР не изобилует водными ресурсами, часто переживает засухи. Поэтому здесь очень нуждаются в экономичных методах обезвреживания и очистки сточных вод горного производства, способных помочь как в защите окружающей среды в целом, так и в проблеме повторного использования воды в технологических циклах перерабатывающих фабрик.

Технологию EPSE господин Мусакка описывает в нескольких словах: «Просто, быстро, гибко и эффективно». Ее принцип, как объясняет партнер компании Весы Кайнулайнен (Vesa Kainulainen), заключается в однократном добавлении в стоки специального вещества, состоящего из соединения бора и щелочи. В результате происходит очистка воды, которую впоследствии можно повторно использовать в циклах обогащения или с помощью технологии удаления сульфата обработать до питьевой. По словам специалиста, уже существует ряд совместных патентов на новые уникальные продукты, полученные из жидких отходов.

Руководитель компании подчеркивает, что процесс EPSE дает абсолютно нерастворимый продукт в виде инертного осадка. Этот момент очень важен, так как растворимые осадки тяжелых металлов относятся к классу опасных отходов и должны храниться на специальных полигонах, представляющих опасность для окружающей среды, нагружающих обязанностями мониторинга горнодобывающие и перерабатывающие компании после закрытия предприятий.

Как утверждается, технология EPSE, эффективная при низкой и высокой концентрациях металлов в стоках, подходит как для вновь строящегося предприятия, так и для модернизации действующих рудников, с минимальными капитальными затратами, практически без нарушения нормального рабочего процесса (если таковой имеется).

«Наша технология исследована и апробирована независимыми аккредитованными лабораториями, прошла полупромышленные испытания и способна обеспечивать годовую экономию до 1 млн евро. Это по самым консервативным подсчетам, сделанным на действующем руднике в Финляндии, где также имелась проблема очистки кислых шахтных вод», — говорит директор «Global EcoProcess Services».

В компании утверждают, что экономия при использовании технологии EPSE вполне достижима на крупных и средних рудниках ЮАР. Также, согласно первым результатам работы компании в стране, в перспективе этот процесс можно внедрить на десятой части всех капиталоемких предприятий ЮАР и вполовину снизить эксплуатационные расходы действующих предприятий.

EPSE активно сотрудничает с местными уголь- и золотодобывающими предприятиями, тестирует свою технологию на сточных водах с высокой концентрацией металлов других производствах, тесно контактирует с разработчиками аналогичных технологий для очистки, с национальными научно-исследовательскими центрами страны. Вся работа ориентирована на интеграцию процесса EPSE с прочими методами. «Благодаря помощи наших южноафриканских партнеров в следующие шесть-двенадцать месяцев мы сможем предоставить надежные результаты, подтверждающие, что технология EPSE дает верное решение мировых экологических проблем, существующих с самого начала промышленной революции», — подводит итог специалист компании.

Южноафриканские альтернативы

На презентации технологии EPSE в ЮАР заместитель директора Департамента водопользования и санитарии (Department of Water Affairs and Sanitation, DWS) Башан Говендер (Bashan Govender) рассказал, что правительство страны давно занимается данной проблемой, изучает возможные проекты. Он отметил, что, хотя некоторые из рассмотренных проектов показали определенную эффективность, тем не менее средства для развития этого направления найти сложно, так как обработка кислых шахтных вод — область убыточная.

Однако в мае [прошлого года] на портале Mining Weekly была опубликована информация, что южноафриканская компания «Trailblazer Technologies» разработала новую рентабельную технологию, известную как процесс KNeW, для переработки кислых шахтных вод в ценные удобрения, которые можно прибыльно продавать, и одновременно производить готовую к использованию воду практически без каких-либо затрат.

«Процесс KNeW заключается в том, что растворенные твердые частицы, содержащиеся в кислых шахтных водах, превращаются в удобрения, при этом остается чистая вода, готовая к повторному использованию. Доходы от продажи удобрений превышают расходы на обработку сточных вод, поэтому очищенную воду можно получать по приемлемой цене. Еще одно преимущество использования этой технологии в том, что получаемые удобрения способны заменить основные питательные вещества, содержащиеся в почве», — говорит директор «Trailblazer Technologies» Джон Бьюси (John Bewsey).

Процесс KNeW предполагает нейтрализацию кислотности шахтных вод с помощью карбоната натрия. Таким образом можно избежать получения большого количества гипсового осадка, что характерно для других методов, а второстепенные загрязнители, тяжелые металлы, осаждаясь на цемент, извлекаются в виде концентрата. Это гарантирует, что в окружающую среду они не попадут. Затем сточный раствор фильтруется и подается в ионообменную установку, где катионы (в основном натрий) и анионы (сульфаты и хлориды) удаляются. На следующем этапе раствор нитрита натрия в результате реакции двойного разложения превращается в хлорид натрия и нитрат калия — вещества, подходящие для дальнейшей переработки и продажи промышленным предприятиям и гидропонным хозяйствам.

За последние несколько месяцев китайские производители обвалили цены на нитрат калия до 870$ за тонну. Однако разработчики технологии подчеркивают, что рынок этого вещества достаточно стабилен (десять лет назад он продавался по 950$ за тонну): «Мы ожидаем, что скоро цены вернутся на обычный уровень, когда производители продадут излишки».

Разработчики технологии подсчитали: процесс KNeW позволит комбинату, перерабатывающему 15 млн литров кислых шахтных вод в день, ежегодно зарабатывать около 250 млн ранд*: «Три комбината, в которых ЮАР нуждается, смогут перерабатывать 45 миллионов литров в день или 5,5 миллиардов литров в год и будут получать по 750 миллионов ранд в год с продаж. Поскольку технология KNeW дает возможность зарабатывать, стоимость обработки воды станет фактически отрицательной. Конечно, в бизнесе такого не бывает, поэтому, если быть более реалистичным, вода будет стоить не больше нескольких центов за кубометр». Сегодня южноафриканские фермеры, получающие воду из местных водоотводов, платят 33 цента за кубометр, обычные потребители — 7–15 ранд, промышленные и горнодобывающие предприятия — около 10 ранд.

«Наша главная цель — дать сельскому хозяйству достаточное количество воды, очищенной от натрия. Если мы хотим, чтобы наши продукты были безопасны, очищенную воду следует возвращать в природу по ценам, которые смогут поддерживать производство продуктов питания [и защиту окружающей среды] на наших пахотных землях», — отмечают в компании.

Особо подчеркивается необходимость очистки от натрия воды, применяемой для орошения, поскольку данное вещество способно нанести огромный вред сельскому хозяйству. Натрий «прикрепляется» к частицам глины, содержащимся в почве, делая ее непроницаемой для воды и кислорода, необходимых для органической жизни плодородного слоя. Общий объем дренажа вод на рудниках (включая угольные) в среднем оценивается в 350 тыс. тонн в день; среднее содержание в них натрия составляет 900 частей на миллион, и все это сбрасывается в речные системы, воду из которых используют в сельском хозяйстве. Таким образом в почву пахотных земель ЮАР, площадь которых достаточно ограничена, попадает порядка 60 тыс. тонн натрия в год.

Кроме того, говоря о загрязнении окружающей среды натрием, угольные рудники намного опаснее, чем рудники по добыче золота и платины, из-за выщелачивания солей из породы на угольные пласты; и этот факт обычно игнорируют при обработке кислых шахтных вод.

«Более 60% воды, используемой в ЮАР, идет на сельское хозяйство, поэтому процесс ее обработки, что очень важно, должен обеспечивать получение не содержащей натрий воды по минимальной цене. До появления KNeW этого достичь не удавалось», — отмечают в компании.

На данный момент «Trailblazer Technologies» ведет переговоры с потенциальными инвесторами. Ожидается, что первая водоочистная станция заработает в 2018 году в Северо-Капской провинции. Несмотря на ряд попыток со стороны компании-разработчика, в Департаменте водопользования и санитарии не стали обсуждать пути решения проблемы дренажа кислых шахтных вод. Однако в мае прошлого года порталу Mining Weekly стало известно, что министерство водопользования и санитарии дало старт долгосрочному проекту по обработке кислых шахтных вод на золотых месторождениях западного, центрального и восточного Витватерсранда. Первый этап проекта обойдется в 2,3 млрд. ранд, еще 10 млрд. планируется инвестировать на внедрение технологий обратного осмоса и опреснения.

Источник: Mining Weekly. AMD technology a hot topic in South Africa

http://www.miningweekly.com/article/acid-mine-drainage-a-hot-topic-in-south-africa-2016-08-26/rep_id:3650

Переведено  и  опубликовано  с  разрешения «Creamer Media\\'s Mining Weekly» (www.miningweekly.com)

Перевод с англ.: С. С. Верхозин, вед. аналитик, канд.филол.наук, АО «Иргиредмет»

-0+0

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница