Спосіб складування та зневоднення дисперсних відходів

Винахід відноситься до області гідротехнічного будівництва і може бути використаний для складування і зневоднення з метою подальшого сухого складування чи утилізації дисперсних відходів (наприклад, хвостів збагачування руд та шламів різноманітних підприємств), які надходять на складування у вигляді пульпи. Відомий спосіб складування таких відходів у накопичувані, який включає подачу пульпи у ємкість накопичувача з утворенням пологого надводного пляжу і великого ставка - освітлювача (Мелентьев A.A. и др. Намывные гидротехнические сооружения- M.: Энергия. 1973). При цьому під відходи виділяють величезні площі, які при сучасному рівні технологій втрачаються для корисного використання. Спосіб картового намиву огороджувальних споруд накопичувачів, що включає утворення карт дамбами обвалування і намив карт (Авт.свідоцтво СРСР "Способ возведения намывного сооружения" № 1559043 від 6.06.88 р.) дозволяє більш компактно складувати відходи, але площа накопичувача при цьому зменшується несуттєво, а водонасичені відходи у період експлуатації накопичувача видобувати і утилізувати практично неможливо. Найбільш близьким за технічною суттю та досягненим результатом є спосіб складування твердих дисперсних відходів (Авт. свідоцтво СРСР № 1740672 "Сооружения для складирования твердых полезных ископаемых при гидродобыче" від 22.10.88 р.). Цей спосіб включає утворення карти верховою, низовою та боковими дамбами обвалування та розділення карти на секції дамбами з водопроникного матеріалу та одночасне виконання у різних секціях наступних технологічних операцій: перша - подача пульпи з випусків у секцію та її намив з відводом води з боку низової дамби обвалування, друга - консолідація та зневоднення намитих відкладень, третя - видобування зневоднених відкладень. Але до недоліків цього способу слід віднести слабке зневоднення відкладень і, внаслідок цього, труднощі при розробці і видаленні відкладень з секції. Це пов'язане з тим, що за прийнятою у способі послідвністю операцій, неодмінно складеться сітуація, коли поряд з секцією, у яку поступає пульпа, опиниться секція, у якій проводять видобування відкладень; оскільки вони розділені дамбою з водопроникного матеріалу і рівень значної долі відкладень у другій з названих секцій нижчий, ніж у першій, вода заллє секцію, що розробляється, перешкодить роботі механізмів і знову наситить відкладення водою. Задачею даного винаходу є створення такого способу складування твердих дисперсних відходів, у якому використання нових операцій та їх послідовність дозволили б ефективно зневоднювати намиті відходи і видобувати їх для подальшої утилізації. Даний технічний результат досягається тим, що у відомому способі складування та зневоднення дисперсних відходів, що включає утворення карти верховою, низовою та боковими дамбами обвалування та розділення карти на секції роздільними дамбами, що складені з водопроникного матеріалу та одночасне виконання в різних секціях таких технологічних операцій: перша - подача пульпи з випусків у секцію та її намив, друга - консолідація і зневоднення намитих відкладень з відводом освітленої води з боку низової дамби обвалування, третя - вилучення зневоднених відкладень, згідно винаходу, у карті улаштовують не менш ніж чотири секції, і у кожній з них здійснюють технологічний цикл, що включає послідовне виконання першої, другої , третьої і, додатково, четвертої операції - збору води з сусідніх секцій у порожнину незаповненої секції, при цьому операції у сусідніх секціях відбуваються у такій послідовності, щоб секція, у якій виконують першу операцію, не була суміжною з секцією, у якій виконують третю операцію. Крім того, після закінчення четвертої операції у секції знову виконують технологічний цикл, починаючи з першої операції, причому у кожній наступній секції виконують операцію, яка є попередньою у циклі по відношенню до операції, яку виконують у попередній секції у цей же момент часу. При цьому, у секціях, які намивають, утворюють дренажні прошарки з крупнодисперсних фракцій відходів, що складують, за рахунок того, що під час намиву секції здійснюють подачу в неї пульпи з розосереджених випусків, перемежаючи її з подачею з зосереджених випусків. Крім того, бокові та низова дамби обвалування також виконані з водопроникного матеріалу, а воду, яка профільтрувалася крізь них, відводять за допомогою каналу, що улаштовують вздовж цих дамб з їх зовнішнього боку. Порівнювальний аналіз з прототипом показує, що заявлюваний спосіб відрізняється тим, що у карті влаштовують не менш, ніж чотири секції і у кожній секції здійснюють технологічний цикл, включаючий послідовне виконання першої, другої , третьої і, додатково, четвертої операції - збору води з сусідніх секцій у порожнину незаповненої секції, при цьому операції у сусідніх секціях відбуваються у такій послідовності, щоб секція, у якій виконують першу операцію, не була суміжною з секцією, у якій виконують третю операцію. Крім того, після закінчення четвертої операції у секції знову виконують технологічний цикл, починаючи з першої операції, причому у кожній наступній секції виконують операцію, яка є попередньою у циклі по відношенню до операції, яку виконують у попередній секції у цей же момент часу. При цьому, у секціях які намивають утворюють, дренажні прошарки з крупнодисперсних фракцій відходів, що складують, за рахунок того, що під час намиву секції здійснюють подачу в неї пульпи з розосереджених випусків, перемежаючи її з подачею з зосереджених випусків. Крім цього бокові та низова дамба обвалування також виконані з водопроникного матеріалу, а воду, яка профільтрувалася крізь них, відводять за допомогою каналу, що улаштовують вздовж цих дамб з їх зовнішнього боку. Суть винаходу пояснюється кресленням (див. фіг.1 та фіг 2). Спосіб здійснюють наступним чином. Карта намиву утворена верховою дамбою 1 обвалування, низовою дамбою 2 та боковими дамбами 3. Карту намиву ділять, як мінімум, на чотири секції 4,5,6,7 роздільними дамбами 8, які, так само, як і дамби 2 і 3 виконані з водопроникного матеріалу. З пульпопроводу 9, що укладений по дамбі 1, виводять у кожну секцію 4,5,6,7 зосереджені випуски 10 та розосереджені випуски 11. У кожній секції коло низової дамби обвалування 2 встановлюють водосбірні колодязі 12 з водовідводними трубами, по яким освітлена вода відводиться у водосбірний канал 13, розташований вздовж низової дамби 2 та бокових дамб 3 з 'їх зовнішнього боку. Для запобігання забрудненню підземних вод по дну карти укладений суцільний екран 14 з захисним шаром. Роль дренажу відіграють прошарки 15, які утворюють шляхом намиву крупнодисперсних фракцій відходів. Приклад виконання способу Залізнорудні відходи гірничозбагачувальної фабрики мають середньозважений діаметр 0,08мм і поступають у вигляді пульпи з консістенцією Т:Р = 1:30 по пульпопроводу 9 діаметром 400мм у карту шириною 500м і довжиною 150м, яка огороджена дамбами 1,2,3 з водопроникного матеріалу, наприклад, щебню. З того ж матеріалу виконані і внутрішні роздільні дамби 8, що ділять карту на чотири секції: 4,5,6,7 шириною по 125м кожна. У кожну секцію виводять по два торцевих випуска 10 діаметром 400мм, розміщені по дамбі 1 у протилежних кутах секції та розосереджені випуски 11 діаметром 50мм, розміщені на дамбах 1,3,8 рівномірно через 25м. Технологічні операції у секціях проводять в наступній послідовності. Спершу намивають першу секцію 4, з якої освітлена вода відводиться водосбірним колодязем 12 і поступає у канал 13, а порова вода фільтрує крізь дамби 2, 3 і 8 і поступає відповідно у канал 13 і у сусідню порожню секцію 5, з якої крізь водосбірний колодязь 12 також потрапляє у канал 13. Після завершення намиву секції 4 і продовження у ній процесів консолідації і зневоднення намитих відкладень шляхом відводу порової води проводять намив другої секції 5, при цьому освітлену воду відводять аналогічно, а порова вода виділяється крізь дамбу 2 у канал 13, а крізь дамбу 8- у порожнину секції 6 і далі - у канал 13. Коли приступають до намиву третьої секції 6, у першій секції 4 починають видобування намитого матеріалу, яке проходить без ускладнень завдяки тому, що поряд з нею не проводять намиву, який викликає інтенсивне надходження води крізь дамбу 8. При цьому внаслідок тиску та дінамічного впливу від будівельних механізмів нижні шари відкладень у секції 4 ще значно віддають воду, яка видаляється крізь дамби 3 і 2 у канал 13. Коли після третьої секції 6 намивають четверту секцію 7, першу секцію 4 залишають незаповненою, а у другій секції 5 видобувають відходи. Під час цього видобування нижні шари відкладень продовжують віддавати воду, яка фільтрує крізь дамбу 8 у порожнину секції 4 і у канал 13. Після закінчення намиву четвертої секції 7 увесь технологічний цикл повторюють, зберігаючи вищенаведений зсув на одну операцію у кожній наступній секції. Намив кожної секції проводять наступним чином: спершу пульпу подають з лівого торцевого випуску 10, крізь який поступає увесь розход пульпи з пульпопроводу 9, а освітлену воду відводять через колодязь 12. При цьому, завдяки високій транспортуючій здатності потоку у секцій" формується шар крупнодисперсних відкладень, що виконує роль дренажного прошарку 15. При досягненні середньої товщини цього прошарку ЗО см подачу пульпи з торцевого випуску припиняють і починають подавати пульпу у секцію з розосереджених випусків 11. При цьому, завдяки малому розходу пульпи з кожного випуску, відбувається інтенсивне випадіння твердих часток з потоку пульпи на укосі намиву , що дозволяє затримувати у секції максимальну кількість відходів. При досягненні товщини таким чином намитого шару 1-1.5м. (у районі випусків), подачу пульпи з розосереджених випусків 11 припиняють і проводять налив 30-сантиметрового прошарку крупнодисперсних відкладень 15 з правого торцевого випуску 10. Чергування намиву прошарків 15 лівим та правим торцевими випусками 10 сприяє більш рівномірному їх розподілу по площі секції і поліпшенню роботи в якості дренажу. Далі продовжують намив секції з розосереджених випусків, перемежаючи його з намивом прошарків з зосереджених випусків аж до заповнення секції до проектного рівня. Консолідація та зневодненя відкладень у кожній секції починають відбуватися ще при її намиві, продовжуються у період відстою секції і закінчуються під час розробки відкладень у секції. Ці процеси відбуваються за рахунок відводу порової води з намитої товщі за допомогою дренажних прошарків 15, гідравлічно зв'язаних з тілом дамб з водопроникного матеріалу 2,3,8, які в свою чергу сполучені з водосбірним каналом 13 або дренажним каналом, роль якого періодично виконує кожна з секцій, яка залишається порожньою. У секції, з якої видобуваються відходи, умови для консолідації нижніх шарів і розробки намитої товщи механізмами поліпшені завдяки тому, що поряд з нею ніколи не проводиться намив і, завдяки цьому, в неї не відбувається інтенсивної фільтрації води з сусідніх секцій. Зневоднений матеріал видобувають з секції і транспортують у проміжний відвал, де в процесі складування відбувається усереднення відходів по гранулометричному складу і вологості. Тут відходи додатково зневоднюються за рахунок випарювання та фільтрації і у такому вигляді ідуть на утилізацію (в залежності від типу відходів - на шляхове будівництво, виробництво будматеріалів та інше).