Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 25.00.36 – Геоэкология. — Байкальский институт
природопользования Сибирского отделения РАН, Иркутский
государственный технический университет. — Иркутск, 2011. — 52 с.
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Тимофеева
С.С.
Идея работы заключается в том, что существенное
повышение экологической безопасности горноперерабатывающих
предприятий достигается путем разработки и внедрения
комбинированных технологий обезвреживания токсичных загрязнителей
оборотных и сточных вод.
Научная новизна работы. Обоснованы и экспериментально подтверждены механизмы очистки сточных вод от тяжелых металлов в процессе гальванокоагуляции. Установлено, что оксогидратные фазы железа (III) играют ведущую роль в процессе гальванокоагуляционной обработки воды, а удаление примесей осуществляется путем сорбции свежеобразованными соединениями железа гидролизованных ионов цветных металлов в широком диапазоне рН.
Впервые разработан эффективный метод регенерации цианидов AVR-методом с применением вихревых аппаратов центробежно-барботажного типа (ЦБА). Доказано, что регенеративное извлечение цианистого водорода из отработанных растворов цианирования, обеспечиваемое интенсификацией массообменных процессов в вихревых камерах с вращающимся газожидкостным слоем, сопровождается практически полным осаждением металлов и частичным окислением тиоцианатов с образованием дополнительного количества HCN.
Выявлены основные закономерности каталитического окисления цианидов, тиоцианатов и тиосульфатов пероксидом водорода в присутствии ионов Fe3+ и Cu2+. Установлены оптимальные условия для эффективной гальванохимической деструкции тиоцианатов. Разработан комбинированный метод регенерации цианидов из тиоцианатсодержащих растворов.
Впервые установлены закономерности каталитической деструкции токсичных органических загрязнителей методом гальванохимического окисления - гальванокоагуляции (генерирование Fe2+ in situ) в присутствии пероксида водорода. Установлен сопряженный механизм окисления органических приме-сей вследствие активации молекулярного кислорода парой Fe2+/H2O2. Впервые определены кинетические закономерности комбинированных процессов, протекающих при соно- или фотохимической активации радикально-цепных реакций с одновременным гальванохимическим генерированием железа.
Разработаны научные основы новой технологии обезвреживания жидких отходов процесса гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов, предусматривающей комбинацию регенерационных и деструктивных методов очистки, позволяющих реализовать эффективные процессы отдувки и поглощения цианистого водорода в центробежно-барботажных аппаратах (ЦБА) и окислительную деструкцию оставшихся примесей, обеспечить возврат в производство очищенной воды, цианидов в виде щелочного раствора NaCN, сократить расход окислителя (более 50%) на обезвреживание токсичных компонентов.
Практическая значимость работы заключается в создании и промышленном освоении новых технологий очистки оборотных и сточных вод горно-перерабатывающих производств. По результатам работы разработаны и внедрены следующие технологии: высокоэффективная технология обезвреживания оборотных растворов цеха гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов (на горнорудном предприятии ОАО «Бурятзолото»), обеспечивающая регенерацию цианидов и возврат в производство очищенной воды при сокращении эксплуатационных затрат в 3,2 раза; технология локальной очистки металлсодержащих сточных вод с замкнутым циклом водопотребления (на заводах "Теплоприбор" и ЛВРЗ, г. Улан-Удэ).
Разработаны новые комбинированные способы окислительной деструкции токсичных органических загрязнителей, позволяющие реализовать эффективное окисление при минимальном расходе окислителя за счет интенсификации процесса гальванохимического окисления (ГХО) дополнительным УФ-облучением или кавитационным воздействием. Предложена установка для осуществления фотогальванохимического окисления стойких органических загрязнителей. Разработано устройство для реализации метода гальванокоагуляции в кавитирующем потоке со взвешенным слоем активной загрузки с использованием низконапорных генераторов гидродинамической кавитации струйного типа.
Результаты исследований были использованы при разработке Программы Правительства Забайкальского края «Научное и технологическое обеспечение социально-экономического развития Забайкальского края на 2010-2014 г.г.» (Расп. №548-р от 05.10.2010 г.).
Основные результаты исследований и разработок реализованы в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет» при подготовке магистрантов и специалистов естественно-научного профиля в лекционных и практических курсах «Промышленная экология» и «Методы очистки природных и сточных вод».
Научная новизна работы. Обоснованы и экспериментально подтверждены механизмы очистки сточных вод от тяжелых металлов в процессе гальванокоагуляции. Установлено, что оксогидратные фазы железа (III) играют ведущую роль в процессе гальванокоагуляционной обработки воды, а удаление примесей осуществляется путем сорбции свежеобразованными соединениями железа гидролизованных ионов цветных металлов в широком диапазоне рН.
Впервые разработан эффективный метод регенерации цианидов AVR-методом с применением вихревых аппаратов центробежно-барботажного типа (ЦБА). Доказано, что регенеративное извлечение цианистого водорода из отработанных растворов цианирования, обеспечиваемое интенсификацией массообменных процессов в вихревых камерах с вращающимся газожидкостным слоем, сопровождается практически полным осаждением металлов и частичным окислением тиоцианатов с образованием дополнительного количества HCN.
Выявлены основные закономерности каталитического окисления цианидов, тиоцианатов и тиосульфатов пероксидом водорода в присутствии ионов Fe3+ и Cu2+. Установлены оптимальные условия для эффективной гальванохимической деструкции тиоцианатов. Разработан комбинированный метод регенерации цианидов из тиоцианатсодержащих растворов.
Впервые установлены закономерности каталитической деструкции токсичных органических загрязнителей методом гальванохимического окисления - гальванокоагуляции (генерирование Fe2+ in situ) в присутствии пероксида водорода. Установлен сопряженный механизм окисления органических приме-сей вследствие активации молекулярного кислорода парой Fe2+/H2O2. Впервые определены кинетические закономерности комбинированных процессов, протекающих при соно- или фотохимической активации радикально-цепных реакций с одновременным гальванохимическим генерированием железа.
Разработаны научные основы новой технологии обезвреживания жидких отходов процесса гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов, предусматривающей комбинацию регенерационных и деструктивных методов очистки, позволяющих реализовать эффективные процессы отдувки и поглощения цианистого водорода в центробежно-барботажных аппаратах (ЦБА) и окислительную деструкцию оставшихся примесей, обеспечить возврат в производство очищенной воды, цианидов в виде щелочного раствора NaCN, сократить расход окислителя (более 50%) на обезвреживание токсичных компонентов.
Практическая значимость работы заключается в создании и промышленном освоении новых технологий очистки оборотных и сточных вод горно-перерабатывающих производств. По результатам работы разработаны и внедрены следующие технологии: высокоэффективная технология обезвреживания оборотных растворов цеха гидрометаллургической переработки золотосодержащих концентратов (на горнорудном предприятии ОАО «Бурятзолото»), обеспечивающая регенерацию цианидов и возврат в производство очищенной воды при сокращении эксплуатационных затрат в 3,2 раза; технология локальной очистки металлсодержащих сточных вод с замкнутым циклом водопотребления (на заводах "Теплоприбор" и ЛВРЗ, г. Улан-Удэ).
Разработаны новые комбинированные способы окислительной деструкции токсичных органических загрязнителей, позволяющие реализовать эффективное окисление при минимальном расходе окислителя за счет интенсификации процесса гальванохимического окисления (ГХО) дополнительным УФ-облучением или кавитационным воздействием. Предложена установка для осуществления фотогальванохимического окисления стойких органических загрязнителей. Разработано устройство для реализации метода гальванокоагуляции в кавитирующем потоке со взвешенным слоем активной загрузки с использованием низконапорных генераторов гидродинамической кавитации струйного типа.
Результаты исследований были использованы при разработке Программы Правительства Забайкальского края «Научное и технологическое обеспечение социально-экономического развития Забайкальского края на 2010-2014 г.г.» (Расп. №548-р от 05.10.2010 г.).
Основные результаты исследований и разработок реализованы в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет» при подготовке магистрантов и специалистов естественно-научного профиля в лекционных и практических курсах «Промышленная экология» и «Методы очистки природных и сточных вод».