Підвищення екологічної безпеки у безвідходних технологіях переробки багатокомпонентних солевмісних матеріалів

Abstract

На основі результатів екологічного моніторингу території впливу стебницького ДГХП "Полімінерал" встановлено, що основною причиною його згубного впливу на довкілля є неефективна технологія перероблення полімінеральних руд, що супроводжується утворенням величезної кількості відходів, які стали причиною екологічної катастрофи. В дисертації на основі інформаційних технологій розроблені і апробовані методики і алгоритми математичного моделювання політермічної міжфазної рівноваги в багатокомпонентних водно-сольових системах, зокрема на основі принципу трансляції, а також аналізу і прогнозування траєкторій ізогідричних і політермічних процесів міжфазових перетворень, як основи створення безвідходних технологій перероблення полімінеральних руд та водних солевмісних відходів. Шляхом проведення числових експериментів на ПК обґрунтована безвідходна технологія розділення сильвінітової руди, утилізації сольових компонентів стічної води содового виробництва, безвідходної конверсії у взаємній чотирикомпонентній системі. Експериментально визначені оптимальні параметри процесу виморожування мірабіліту із стебницьких розсолів, які покладені в основу проекту стендової установки для виробництва безводного сульфату натрію із стебницьких розсолів.Set on the basis of results of the ecological monitoring of territory of Stebnyk’s "Polimineral" influencing, that the principal reason of its damaging environmental impact is ineffective technology of processing of polimineral ores, which is accompanied by formation of enormous amount of wastes which became the reason of ecological disaster. The scientific work on the basis of information technologies the methods and algorithms of mathematical design of polytermic interphase equilibrium in the multicomponent water-salt systems are developed and approved. On the basis of principle of translation, and also analysis and prognostication of trajectories of izogydric and polytermic processes of interphase conversions, as bases of creation of wasteless technologies of polimineral ores and water-salt wastes processing. By conducting of numerical experiments on PC silvinit ore division wastelss technology, utilizations of salt components of sewer water of soda production, wastelss conversion in the mutual 4-componental system are investigated. The optimum parameters of mirabilit freezing process from Stebnyk brines became a part of the basis of project of the stand setting for production of waterless sulfate of sodium from Stebnyk brines.На основе результатов экологического мониторинга территории влияния Стебницких ДГХП "Полиминерал" установлено, что основной причиной его губительного влияния на окружающую среду является неэффективная технология переработки полиминеральных руд, что сопровождается образованием огромного количества отходов, которые стали причиной экологической катастрофы. Разработаны принципы и методика построения математических моделей межфазового равновесия для переменной температуры в многокомпонентных водно-соляных системах (ВСС) на основании квадратических форм. Предложена методика построения математических моделей межфазового равновесия в многокомпонентных ВСС на основании представления о том, что во всяком (n+1)-измеримом концентрационном пространстве множество фигуративных точек растворов, равновесных с отдельным минералом, образует гиперповерхность, которая при (n+1)=2 превращается в линию. В диссертации на основе информационных технологий разработаны и апробированы методики и алгоритмы математического моделирования политермического межфазового равновесия в многокомпонентных водно-солевых системах, в частности на основе принципа трансляции, а также анализа и прогнозирования траекторий изогидрических и политермических процессов межфазовых преобразований, как основы создания безотходных технологий переработки полиминеральных руд и водных соляных отходов. Путем проведения числовых экспериментов на ПК подтверждена разработанная безотходная технология разделения сильвинитовой руды, утилизации солевых компонентов сточной воды содового производства, безотходной конверсии во взаимной четырехкомпонентной системе. Из двух методов переработки полиминеральных руд – флотационного и галургического, второй отдельно, или в сочетании с первым, может стать основой безотходного производства, а также утилизации накопленных отходов. Разработанный в диссертационной работе математический аппарат, что охватывает моделирование условий межфазного равновесия и траектории процессов межфазных превращений являются научной основой таких процессов. На основе принципа трансляции разработан алгоритм альтернативного способа построения математических моделей межфазного равновесия в многокомпонентных ВСС, когда недостаточно эмпирических данных о равновесии. Разработано и апробировано математический аппарат и алгоритмы прогнозирования траекторий квазиравновесных процессов межфазовых превращений в многокомпонентных ВСС, как основы автоматизированного проектирования экологически эффективных производств и утилизации солевых отходов. Математический аппарат моделируют безотходные технологические процессы. Их можно рассматривать как сочетание изогидрического нагревания-охлаждения, изотермического выпаривания или добавления воды в систему извне, кристаллизацию минералов, растворения твердых фаз. Сочетание простых процессов является основой организации оптимальных технологий за эколого-экономическими критериями. Экспериментально определены оптимальные параметры процесса вымораживания мирабилита из Стебницких рассолов, который положен в основу проекта стендовой установки для производства безводного сульфата натрия из Стебницких рассолов.