Научная демонстрация перед превращением отходов в сокровища - отходы комплексное испытание использования

При разработке и использовании полезных ископаемых отходы, производимые заводами по утилизации, часто считаются "отходами".Они также могут представлять опасность для окружающей среды и безопасности.Однако с растущим истощением полезных ископаемых, все более строгими экологическими правилами и технологическим прогрессомконцепция превращения хвостовых отходов в "сокровища" набирает широкое распространение и становится неизбежным выбором для устойчивого развития в горнодобывающей промышленностиПилотный проект по всеобъемлющему использованию хвостохранилищ является ключевой отправной точкой для достижения этой амбициозной цели.но сложный проект, который интегрирует теоретическую глубину, научной строгости и практических рекомендаций, направленных на предоставление надежных научных доказательств высокой ценности и диверсифицированного использования хвостохранилищ.

01 "Переосмысление" хвостохранилищ: от отходов к потенциальным ресурсам

1Содержание хвостовых отходов

Отходы - это твердые отходы, выброшенные после обработки руды в процессах, таких как дробление, измельчение и преобразование.или содержание полезных полезных ископаемых ниже уровня, который может быть извлечен при текущих экономических и технических условиях.Основные компоненты:

• Гангские минералы: кварц, фельдспарт, кальцит, доломит, слюда и т.д.
• Незначительные незаработанные полезные минералы: мелкие частицы или связанные с ними полезные минералы, которые не могут быть полностью извлечены из-за размеров встроенных частиц и ограничений процесса получения полезного вещества.
• Вредные элементы: сульфиды (например, пирит и арсенопирит) и тяжелые металлы, которые могут вызывать кислотные сточные воды и выщелачивание тяжелых металлов.
• Остаточные реагенты для очистки: следовые количества реагентов для флотации и флокулянтов.

Эти характеристики означают, что отходы не только занимают большое количество земли, но и представляют опасность для окружающей среды.Объем производства отходов в мире достигает десятков миллиардов тонн в год, а давление на хранение огромное.

2Потенциал использования ресурсов хвостовых отходов

Однако отходы не совсем бесполезны. Под микроскопом частицы отходов по-прежнему являются совокупностями минералов со специфическими физическими и химическими свойствами.Их огромный объем имеет огромную потенциальную ценность.:

• Полезные сопутствующие минералы: многие отходы по-прежнему содержат низкокачественные драгоценные металлы (мед, железо, золото, серебро, редкоземельные элементы, литий и т.д.) или неметаллические минералы (фторит, апатит,калийный фельдспар, и т.д.), но текущие процессы препятствуют их эффективному восстановлению.
• Строительные материалы: Кремний, алюминий и кальций в отходах делают их высококачественным сырьем для строительных материалов, таких как цемент, кирпичи и плитки, керамика, бетонные агрегаты,и газированный бетон.
• Материалы для экологической очистки: некоторые отходы обладают адсорбционными свойствами и могут использоваться для очистки сточных вод из тяжелых металлов; обезсерженные отходы могут использоваться для улучшения почвы.
• Сельскохозяйственное применение: отходы, которые были обеззаражены и скорректированы в составе, могут использоваться в качестве кондиционеров почвы или носителей удобрений.
• Новые материалы: Ультратонкий порошок отходов может быть использован для приготовления микрокристаллического стекла, огнеупорных материалов и композитных материалов.

"Преобразование идентичности" отходов основано на новом понимании их внутренней ценности,И всеобъемлющий эксперимент по использованию хвостовых отходов является научным краеугольным камнем для достижения этой перестройки..

02 Научное обозначение и фазы хвостовых отходов

Пилотный проект по всеобъемлющему использованию хвостохранилищ - это систематический проект, объединяющий различные дисциплины и технологии.технически осуществимо, и экологически чистый путь использования отходов.

1Предварительные экспериментальные исследования: всеобъемлющий "физический осмотр"

Успешное использование отходов зависит от глубокого понимания их физических и химических свойств.

★ Анализ состава хвостов:

• Химический многоэлементный анализ: точно измеряет содержание основных, второстепенных и микроэлементов, особенно потенциально полезных элементов (таких как редкие металлы, драгоценные металлы,и связанного с ними железа) и вредных элементов (например, серы).Это определяет ценность отходов для вторичного использования и экологические риски последующего использования.
• Фазовый анализ: рентгеновская дифракция (XRD) определяет минералогический состав и количественно анализирует содержание каждого минерала,что является основой для понимания физических и химических свойств отходов.
• Спектроскопический анализ (EDS, XRF): помогает определить распределение элементов.

★ Измерение физических свойств:

• Анализ состава размеров частиц: для определения распределения размеров частиц хвостовых отходов используются методы скрининга, лазерные анализаторы размеров частиц и другие методы.обеспечивая основу для таких процессов, как измельчениеНапример, в промышленности строительных материалов для тонких хвостов может потребоваться более тонкое измельчение, что влияет на реологию навоза во время заполнения.
• Измерение плотности: истинная плотность и плотность объема, среди других параметров, влияют на транспортировку, хранение и расчеты соотношения смеси.
• Измерение специфической площади поверхности: метод BET, который влияет на адсорбцию, реактивность и эффективность синтерации.
• Содержание влаги и пористость: эти методы влияют на дегидратацию и эффективность уплотнения.

★ структурный и морфологический анализ:

• Сканирующая электронная микроскопия (SEM) в сочетании с энергетической дисперсивной спектроскопией (EDS): наблюдает морфологию, структуру, характеристики поверхности и элементарное распределение частиц хвостовых отходов.

2Экспериментальная исследовательская фаза: изучение и оптимизация нескольких путей

На основе результатов фундаментальных исследований, в сочетании с спросом на рынке и текущими технологическими возможностями, будут проведены целевые испытания использования.

★ Вторичные испытания восстановления ресурсов:

• Перемельчение и перевыбор: для отходов, содержащих полезные минералы низкого качества, экономичность перемельчения и потенциал для восстановления посредством флотации мелкозернистых отходов, гравитационное разделение,и магнитное разделение будут оцененыНапример, перемешивание и переподборка медных отходов позволяют извлечь остатки меди, концентрата серы и даже связанного с ними золота и серебра.
• Технология выщелачивания: для отходов, содержащих сверхтонкие частицы, которые трудно выделить, или связанные с ними драгоценные металлы, гидрометаллургические технологии, такие как выщелачивание цианидом, кислотным выщелачиванием,и биолеaching считаются.
• Типичный случай: магнитное разделение было использовано для извлечения части магнита из отходов железной руды, увеличив уровень до более чем 60%, достигнув экономических выгод.

★ Испытания использования строительных материалов:

• Цементные добавки: отходы используются для замены части цементного клинкера или агрегата..
• Сцинтрованные кирпичи и плитки: отходы частично заменяют глину. Испытания требуют оптимизации таких параметров, как загрузка, формовка, температура сцинтрования, время сцинтрования, сжатие,поглощение воды, и морозостойкость.
• Бетонный агрегат: песок из отвалов заменяет речный песок.и испытания на долговечность должны проводиться.
• Газированный бетон, стеклокерамика, керамика и т. д.: выполняется целевое проектирование формулы и оптимизация параметров процесса.
• Типичный случай: из шахты цветных металлов удалось изготовить кирпичи, отвечающие национальным стандартам, путем обезвоживания, сушки и смешивания, что позволило осуществлять промышленное производство в больших масштабах.

★ Испытание заполнительного материала:

• Цементированное наполнение: отходы используются в качестве агрегата и смешиваются с цементированными материалами (цемент, измельченная шлака и т. д.) для приготовления наполнительной лужи для наполнения подземных горшков.Испытания требуют определения реологических свойств (спад, расширение), время настройки, ранняя и поздняя прочность, а также непроницаемость и стойкость к трещинам.
• Заполнительная паста: Приготовление и транспортировка высококонцентрированной отстойной лужи, а также прочность заполнения.
• Типичный случай: в золотодобывающей шахте была применена технология заполнения полностью цементированными отходами, которая не только решила проблему хранения отходов, но и обеспечила безопасность добычи.

★ Эксперименты по очистке окружающей среды и сельскохозяйственному использованию:

• Адсорбция тяжелых металлов: оценка адсорбционной способности отходов на ионы тяжелых металлов в сточных водах.
• Кондиционер почвы: оценка улучшающего эффекта отходов на кислые и бесплодные почвы (pH, содержание питательных веществ и испытания роста растений).
• Типичный случай: отходы из фосфатного рудника, богатые кальцием, фосфором и другими элементами, обрабатывались и использовались в качестве носителя сельскохозяйственного фосфатного удобрения,повышение производительности и эффективности.

★ Другие полезные приложения: например, приготовление композитных материалов, функциональной керамики и молекулярных ситов.Этот вид исследований обычно включает в себя более передовые технологии и более высокую добавленную стоимость..

3Оценка воздействия на окружающую среду и экономическая оценка: двойные соображения

• Оценка воздействия на окружающую среду: оценка безопасности окружающей среды во время испытаний и после использования продукта.и выбросы пыли из отходов строительных материалов оцениваютсяПроверка промывки также проводится после заполнения хвостов.
• Экономическая оценка: проводится полный анализ стоимости жизненного цикла (LCA), включающий затраты на предварительную обработку отходов, затраты на процесс использования, доходы от продаж продукции,и преобразования экологических выгод, чтобы обеспечить коммерческую жизнеспособность плана использования.

03 Практическое руководство: обеспечение успеха испытаний и реализации проектов

1. Уточнить цели испытаний и спросованный дизайн

Перед началом испытания, основная цель должна быть четко определена: является ли это извлечение побочных продуктов? для производства строительных материалов? или для подземного заполнения?Различные цели диктуют различные критерии оценки и упор на испытанияВ то же время необходимо провести тщательное исследование рынка, чтобы обеспечить конкурентоспособность разработанного продукта.

2Стандартная выборка и репрезентативность

На свойства хвостовых отходов влияют различные факторы, включая источник руды, процесс получения полезных ископаемых и время хранения, и они проявляют определенную изменчивость.Стандартизированное отбор проб имеет решающее значение для обеспечения репрезентативных образцов, которые действительно отражают средние свойства отходовРекомендуется многоточечное, многослойное и многократное отбор проб, а также смешанное и сокращенное отбор проб.

3Строго контролировать процесс судебного разбирательства и записывать данные.

• Стандартизировать параметры испытаний: все испытания должны проводиться при контролируемых переменных и строго соблюдать национальные или отраслевые стандарты.
• Обеспечить достоверность данных: для обеспечения подлинности и проверяемости данных должны храниться подробные записи о каждом условии испытания, эксплуатационных процедурах, необработанных данных и наблюдениях.
• Испытания повторяемости: ключевые эксперименты следует повторять несколько раз для проверки точности и стабильности результатов.
• Пилотный масштаб: после успешных лабораторных исследований следует проводить постоянные пилотные испытания для проверки промышленной целесообразности параметров процесса, выбора оборудования,и производительности продукции, и выявить потенциальные проблемы.

4Подчеркнуть важность сотрудничества между различными заинтересованными сторонами и взаимодействия в производственной цепочке.

Комплексное использование хвостохранилищ часто включает в себя несколько отраслей промышленности, таких как добыча полезных ископаемых, строительные материалы, химикаты и сельское хозяйство, что требует интеграции нескольких ресурсов.

• Техническое сотрудничество: сотрудничество с университетами и научно-исследовательскими институтами для внедрения передовых технологий и профессиональных талантов.
• Поддержка политики: активно стремиться к льготным государственным политикам с точки зрения финансирования, земли и налогообложения.
• Подключение рынка: установление связей с потенциальными пользователями для совместной разработки и продвижения продуктов отходов.

5. Уделять первоочередное внимание безопасности и охране окружающей среды

Независимо от способа использования, безопасность и охрана окружающей среды должны быть приоритетными.Обеспечить, чтобы продукты, используемые для утилизации отходов, соответствовали соответствующим национальным стандартам и не причиняли вторичного вреда окружающей среде и здоровью человекаНапример, отходы, используемые в сельском хозяйстве, должны проходить строгие испытания на выщелачивание тяжелых металлов, токсичность и радиоактивность.

04 Перспективы: будущее использования хвостовых отходов

В будущем всеобъемлющее использование хвостохранилищ будет развиваться в направлении развития с высокой добавленной стоимостью, диверсифицированным, интеллектуальным и нулевым уровнем выбросов.

• Развитие высокой стоимости: переход от широкого использования строительных материалов к продуктам с высокой добавленной стоимостью, таким как редкие металлы, драгоценные металлы и материалы высокой чистоты.
• Диверсификация: интеграция многопрофильных технологий для разработки более инновационных приложений.
• Интеллект: внедрение больших данных, искусственного интеллекта и робототехники для достижения интеллектуального сортирования хвостов, автоматизированного отбора и оптимизации процессов.
• Нулевые выбросы: конечной целью является достижение 100% использования отходов, полное устранение прудов отходов или их преобразование в экологически чистые ландшафты.

Испытания в области всестороннего использования отходов имеют важное значение для достижения экологически чистого развития и циркулярной экономики в горнодобывающей промышленности.это демонстрирует глубокое уважение и эффективное использование ресурсов ЗемлиС помощью глубоких научных исследований, строгих экспериментальных практик и сотрудничества с различными заинтересованными сторонами, у нас есть способность и ответственность преобразовать хвостохранилища, которые когда-то были бременем,в ценный актив, который движет прогрессом промышленности и приносит пользу человеческому обществуЭто требует не только технологических прорывов, но и концептуальных инноваций и совместных усилий всего общества.