Επιστημονική επίδειξη πριν τη μετατροπή αποβλήτων σε θησαυρό - δοκιμή ολοκληρωμένης αξιοποίησης αποβλήτων

Κατά την ανάπτυξη και αξιοποίηση των ορυκτών πόρων, οι απορρίψεις που παράγονται από εγκαταστάσεις εξυγίανσης θεωρούνται συχνά "απορρίμματα".μπορούν επίσης να προκαλέσουν περιβαλλοντική ρύπανση και κινδύνους ασφάλειαςΩστόσο, με την αυξανόμενη εξάντληση των ορυκτών πόρων, την αυξανόμενη αυστηρότητα των περιβαλλοντικών κανονισμών και την τεχνολογική πρόοδοη έννοια της μετατροπής των αποβλήτων σε "θησαυρό" κερδίζει ευρεία αποδοχή και γίνεται μια αναπόφευκτη επιλογή για τη βιώσιμη ανάπτυξη στη μεταλλευτική βιομηχανίαΤο πιλοτικό πρόγραμμα ολοκληρωμένης αξιοποίησης απορριμμάτων αποτελεί βασικό σημείο εκκίνησης για την επίτευξη αυτού του φιλόδοξου στόχου.Αλλά ένα πολύπλοκο έργο που ενσωματώνει το θεωρητικό βάθος, επιστημονική αυστηρότητα και πρακτική καθοδήγηση, με στόχο την παροχή αξιόπιστων επιστημονικών στοιχείων για την υψηλής αξίας και διαφοροποιημένη χρήση των αποβλήτων.

01 Η "ανανέωση" των απορριμμάτων: από απόβλητο σε δυνητικό πόρο

1Ιδιότητες και προκλήσεις των αποβλήτων

Τα απορρίμματα αναφέρονται στα στερεά απόβλητα που απορρίπτονται μετά την επεξεργασία του μεταλλεύματος μέσω διεργασιών όπως η θρυμματοποίηση, η άλεση και η ευεργετικοποίηση.ή η περιεκτικότητα σε χρήσιμα ορυκτά είναι χαμηλότερη από την ποιότητα που μπορεί να ανακτηθεί υπό τις τρέχουσες οικονομικές και τεχνικές συνθήκεςΤα κύρια στοιχεία του περιλαμβάνουν:

• Ορυκτά του Ganges: κουαρτς, feldspar, ασβέστιο, δολομίτης, βενζίνη κλπ.
• Μικρά μη ανακτηθέντα χρήσιμα ορυκτά: Μικρά σωματίδια ή συναφή χρήσιμα ορυκτά που δεν μπορούν να ανακτηθούν πλήρως λόγω του μεγέθους των ενσωματωμένων σωματιδίων και των περιορισμών της διαδικασίας εκμετάλλευσης.
• Επιβλαβή στοιχεία: θειώδη (όπως ο πυρίτης και ο αρσενοπυρίτης) και βαριά μέταλλα, τα οποία μπορεί να προκαλέσουν όξινα λύματα και διάλυση βαρέων μετάλλων.
• Απομείναντα αντιδραστήρια επωφελήσεως: Μείγματα αντιδραστηρίων πλωτήσεως και φλοκουλάντων.

Τα απορρίμματα δεν καλύπτουν μόνο ένα μεγάλο μέρος της γης, αλλά δημιουργούν επίσης περιβαλλοντικούς κινδύνους.Ο παγκόσμιος όγκος παραγωγής αποβλήτων φτάνει τις δεκάδες δισεκατομμύρια τόνους κάθε χρόνο, και η πίεση αποθήκευσης είναι τεράστια.

2Πιθανές εκμετάλλευση πόρων απορροφών

Ωστόσο, τα απορρίμματα δεν είναι εντελώς άχρηστα.Το τεράστιο όγκο τους έχει τεράστια δυνητική αξία.:

• Χρήσιμα συνδεδεμένα ορυκτά: Πολλές απορρίμματα εξακολουθούν να περιέχουν πολύτιμα μέταλλα χαμηλής ποιότητας ( χαλκός, σίδηρος, χρυσός, ασήμι, σπάνια στοιχεία γης, λίθιο κλπ.) ή μη μεταλλικά ορυκτά (φθορίτης, απατίτης,καλίου πελσπάρου, κλπ.), αλλά οι τρέχουσες διαδικασίες εμποδίζουν την αποτελεσματική ανάκτησή τους.
• Κατασκευαστικά υλικά: Το πυρίτιο, το αλουμίνιο και το ασβέστιο που περιέχονται στις απορρίμματα τα καθιστούν πρώτες ύλες υψηλής ποιότητας για κατασκευαστικά υλικά όπως τσιμέντο, τούβλα και πλακάκια, κεραμικά, αγγεία σκυροδέματος,και αέρια σκυρόδεμα.
• Υλικά περιβαλλοντικής αποκατάστασης: Ορισμένες απορρίμματα έχουν ιδιότητες προσρόφησης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία λυμάτων βαρέων μετάλλων. Οι αποσβεριωμένες απορρίμματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση του εδάφους.
• Γεωργικές χρήσεις: Τα απορρίμματα που έχουν απολυμανθεί και έχουν προσαρμοστεί στη σύνθεσή τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βελτιωτικά εδάφους ή φορείς λιπασμάτων.
• Νέα υλικά: Η σκόνη υπεραλεπτών αποβλήτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή μικροκρυσταλλικού γυαλιού, πυρόσταθμων υλικών και σύνθετων υλικών.

Η "αναμόρφωση της ταυτότητας" των αποβλήτων βασίζεται σε μια νέα κατανόηση της εγγενούς αξίας τους,και το ολοκληρωμένο πείραμα αξιοποίησης αποβλήτων είναι ο επιστημονικός ακρογωνιαίος λίθος για την επίτευξη αυτής της αναμόρφωσης.

02 Η επιστημονική έννοια και οι φάσεις των αποβλήτων Πιλοτικοί στόχοι ολοκληρωμένης χρήσης

Το πιλοτικό πρόγραμμα ολοκληρωμένης αξιοποίησης απορριμμάτων είναι ένα συστηματικό έργο που ενσωματώνει πολλαπλούς κλάδους και τεχνολογίες.τεχνικά εφικτό, και φιλική προς το περιβάλλον οδός χρησιμοποίησης για τις απορρίψεις.

1Προπλωτική βασική έρευνα: μια ολοκληρωμένη "φυσική εξέταση"

Η επιτυχής αξιοποίηση κάθε αποβλήτου βασίζεται σε μια βαθιά κατανόηση των φυσικών και χημικών του ιδιοτήτων.

★ Ανάλυση σύνθεσης των αποβλήτων:

• Χημική Ανάλυση Πολλαπλών Στοιχείων: Μετρά με ακρίβεια την περιεκτικότητα σε μεγάλα, μικρά και ιχνοστοιχεία, ιδιαίτερα σε δυνητικά χρήσιμα στοιχεία (όπως σπάνια μέταλλα, πολύτιμα μέταλλα,και συσχετιζόμενο σίδηρο) και επιβλαβή στοιχεία (όπως θείοΗ μέθοδος αυτή καθορίζει την αξία των αποβλήτων για δευτερογενή αξιοποίηση και τους περιβαλλοντικούς κινδύνους της μετέπειτα αξιοποίησης.
• Ανάλυση φάσης: η διάθλαση ακτίνων Χ (XRD) καθορίζει την ορυκτική σύνθεση και αναλύει ποσοτικά το περιεχόμενο κάθε ορυκτού,που αποτελεί τη βάση για την κατανόηση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των αποβλήτων.
• Φασματοσκοπική ανάλυση (EDS, XRF): Βοηθά στον προσδιορισμό της κατανομής των στοιχείων.

★ Μέτρηση φυσικών ιδιοτήτων:

• Ανάλυση της σύνθεσης μεγέθους σωματιδίων: Για τον προσδιορισμό της κατανομής μεγέθους σωματιδίων των αποβλήτων χρησιμοποιούνται μέθοδοι διαλογής, αναλυτές μεγέθους σωματιδίων με λέιζερ και άλλες μεθόδους.παρέχοντας τη βάση για διαδικασίες όπως η άλεσηΓια παράδειγμα, οι λεπτές απορρίψεις μπορεί να απαιτούν πιο εκλεπτυσμένη άλεση στη βιομηχανία δομικών υλικών, επηρεάζοντας παράλληλα τη ρεολογία της λιπασμένης κατά τη διάρκεια της πλήρωσης.
• Μέτρηση πυκνότητας: Η πραγματική πυκνότητα και η πυκνότητα χύδης, μεταξύ άλλων παραμέτρων, επηρεάζουν τους υπολογισμούς μεταφοράς, αποθήκευσης και αναλογίας μείγματος.
• Μέτρηση της ειδικής επιφάνειας: μέθοδος BET, η οποία επηρεάζει την προσρόφηση, την αντιδραστικότητα και τις επιδόσεις συγκόλλησης.
• Περιεκτικότητα σε υγρασία και πορώστεια: Αυτές οι μέθοδοι επηρεάζουν την αποξυδάτωση και την απόδοση συμπίεσης.

★ Διαρθρωτική και μορφολογική ανάλυση:

• Η ηλεκτρονική μικροσκόπηση σάρωσης (SEM) σε συνδυασμό με την ενεργειακή διάσπαρτη φασματοσκόπηση (EDS): Παρατηρεί τη μορφολογία, τη δομή, τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας και την στοιχειώδη κατανομή των σωματιδίων απορροής.

2Πειραματική φάση έρευνας: διερεύνηση και βελτιστοποίηση πολλαπλών οδών

Με βάση τα αποτελέσματα της βασικής έρευνας, σε συνδυασμό με τη ζήτηση της αγοράς και τις τρέχουσες τεχνολογικές δυνατότητες, θα διεξαχθούν στοχευμένες δοκιμές αξιοποίησης.

★ Δευτερογενείς δοκιμές ανάκτησης πόρων:

• Επαναχτυλίωση και επανεκλογή: Για τα απορρίμματα που περιέχουν χρήσιμα ορυκτά χαμηλής ποιότητας, η οικονομική απόδοση της επαναχτυλίωσης και η δυνατότητα ανάκτησης μέσω της πλεύσης λεπτών κόκκων, του διαχωρισμού λόγω βαρύτητας,και μαγνητικός διαχωρισμός θα αξιολογηθείΓια piαράδειγα, η εκκαθάριση και η εκ νέου επιλογή των αποβλήτων χαλκού piορούν να ανακτήσουν εναπομείναντα χαλκό, συμπυκνωμένο θείο και ακόμη και συσχετιζόμενο χρυσό και ασήμι.
• Τεχνολογία διάλυσης: Για τα απορρίμματα που περιέχουν πολύ λεπτά σωματίδια, δύσκολα διακριτά, ή συναφή πολύτιμα μέταλλα, υδρομεταλλουργικές τεχνολογίες όπως διάλυση με κυάνιο, διάλυση με οξύ,και η βιοδιαμόρφωση θεωρούνται.
• Τυπική περίπτωση: Χρησιμοποιήθηκε μαγνητικός διαχωρισμός για την ανάκτηση κάποιου μαγνητίτη από τα απορρίμματα σιδηρομεταλλεύματος σε εγχώριο επίπεδο, αυξάνοντας την ποιότητα σε πάνω από 60%, με αποτέλεσμα να επιτευχθούν οικονομικά οφέλη.

★ Δοκιμές χρήσης οικοδομικών υλικών:

• Συμπληρώματα τσιμέντου: Τα απομεινάρια χρησιμοποιούνται για την αντικατάσταση ενός τμήματος τσιμέντου κλίνκερ ή ακατέργαστου..
• Η δοκιμή απαιτεί βελτιστοποίηση παραμέτρων, όπως η συσσωρευμένη, το χύτευμα, η θερμοκρασία συσσωρεύσεως, ο χρόνος συσσωρεύσεως, η συμπιεστική αντοχή,απορρόφηση νερού, και ανθεκτικότητα στον παγετό.
• Αγγείο από τσιμέντο: η άμμος αποβλήτων αντικαθιστά την άμμο ποταμού.πρέπει να διεξάγονται δοκιμές αντοχής.
• Αεροποιημένο σκυρόδεμα, γυάλινη κεραμική, κεραμική κ.λπ.: εκτελείται στοχευμένος σχεδιασμός της φόρμουλας και βελτιστοποίηση παραμέτρων της διαδικασίας.
• Τυπική περίπτωση: Τα τούβλα απορροής που πληρούν τα εθνικά πρότυπα παράγονται με επιτυχία από ένα ανθρακωρυχείο μη σιδηρούχων μετάλλων μέσω αφυδάτωσης, ξήρανσης και ανάμειξης, επιτρέποντας τη μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παραγωγή.

★ Δοκιμή υλικού πλήρωσης:

• Σιμεντογενής γέμιση: Οι απορροφές χρησιμοποιούνται ως ακατέργαστες ύλες και αναμειγνύονται με τσιμεντογενή υλικά (σιμέντο, σκουριά κλπ.) για την παρασκευή λιπασμένου λιπασμένου για την γέμιση υπόγειων αποβλήτων.Η δοκιμή απαιτεί τον προσδιορισμό των ρεολογικών ιδιοτήτων (κατάθλιψη, διάχυση), χρόνο ρύθμισης, πρώιμη και μεταγενέστερη αντοχή, καθώς και αδιαπέραστη και ανθεκτική στις ρωγμές.
• Πλήρωση με πάστα: Προετοιμασία και μεταφορά λιπασμάτων αποβλήτων υψηλής συγκέντρωσης, καθώς και δύναμη πλήρωσης.
• Τυπική περίπτωση: Ένα ορυχείο χρυσού υιοθέτησε μια τεχνολογία πλήρως τσιμεντοποιημένων αποβλήτων, η οποία όχι μόνο έλυσε το πρόβλημα αποθήκευσης αποβλήτων, αλλά και εξασφάλισε την ασφάλεια της εξόρυξης.

★ Πειραματισμοί περιβαλλοντικής αποκατάστασης και γεωργικής χρήσης:

• Απορρόφηση βαρέων μετάλλων: Αξιολόγηση της ικανότητας απορρόφησης των αποβλήτων για ιόντα βαρέων μετάλλων στα λύματα.
• Προστατευτής εδάφους: Αξιολόγηση της βελτίωσης της επίδρασης των απορριμμάτων σε όξινα και άγρια εδάφη (pH, περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά και δοκιμές ανάπτυξης φυτών).
• Τυπική περίπτωση: Τα απορρίμματα από ορυχείο φωσφορικών υλών, πλούσια σε ασβέστιο, φωσφόρο και άλλα στοιχεία, επεξεργάστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν ως φορείς για γεωργικά φωσφορικά λιπάσματα,επίτευξη αυξημένης παραγωγής και αποδοτικότητας.

★ Άλλες χρήσεις υψηλής αξίας: όπως η παρασκευή σύνθετων υλικών, λειτουργικών κεραμικών και μοριακών σιτών.Αυτό το είδος έρευνας συνήθως περιλαμβάνει πιο προηγμένες τεχνολογίες και μεγαλύτερη προστιθέμενη αξία.

3Περιβαλλοντική επίπτωση και οικονομική αξιολόγηση: διπλές εκτιμήσεις

• Αξιολόγηση περιβαλλοντικών επιπτώσεων: Αξιολόγηση της περιβαλλοντικής ασφάλειας κατά τη διάρκεια των δοκιμών και μετά τη χρήση του προϊόντος.αξιολογούνται οι εκπομπές σκόνης από τα απορρίμματα και τα οικοδομικά υλικάΟι δοκιμές διατριβής πραγματοποιούνται επίσης μετά την πλήρωση των αποβλήτων.
• Οικονομική αξιολόγηση: διενεργείται πλήρης ανάλυση κόστους κύκλου ζωής (LCA), η οποία περιλαμβάνει το κόστος προεπεξεργασίας αποβλήτων, το κόστος της διαδικασίας χρησιμοποίησης, τα έσοδα από τις πωλήσεις προϊόντων,και μετατροπές περιβαλλοντικών οφελών, για να εξασφαλιστεί η εμπορική βιωσιμότητα του σχεδίου αξιοποίησης.

03 Πρακτική καθοδήγηση: Διασφάλιση της επιτυχίας της δοκιμής και της υλοποίησης του έργου

1. Να διευκρινισθούν οι στόχοι της δοκιμής και ο σχεδιασμός με γνώμονα την ζήτηση

Πριν από την έναρξη της δοκιμής, ο κύριος στόχος πρέπει να καθοριστεί σαφώς: είναι η ανάκτηση των υποπροϊόντων; Η παραγωγή υλικών οικοδόμησης; Ή για υπόγεια επισκευή;Διαφορετικοί στόχοι υπαγορεύουν διαφορετική έμφαση στις δοκιμές και στα κριτήρια αξιολόγησηςΤαυτόχρονα, θα πρέπει να διεξάγονται διεξοδικές έρευνες αγοράς για να εξασφαλιστεί η ανταγωνιστικότητα του αναπτυγμένου προϊόντος.

2. Τυποποιημένο δείγμα και αντιπροσωπευτικότητα

Οι ιδιότητες των αποβλήτων επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της προέλευσης του μεταλλεύματος, της διαδικασίας εκμετάλλευσης και του χρόνου αποθήκευσης, και παρουσιάζουν ορισμένο βαθμό μεταβλητότητας.Η τυποποιημένη δειγματοληψία είναι ζωτικής σημασίας για την εξασφάλιση αντιπροσωπευτικών δειγμάτων που να αντανακλούν πραγματικά τις μέσες ιδιότητες των αποβλήτωνΣυνιστάται πολλαπλή δειγματοληψία σε πολλά σημεία, σε πολλά στρώματα και πολλαπλές δειγματοληψίες, καθώς και μικτή και μειωμένη δειγματοληψία.

3Ελέγξτε αυστηρά τη διαδικασία της δίκης και καταγράψτε τα δεδομένα.

• Τυποποίηση των παραμέτρων δοκιμής: Όλες οι δοκιμές πρέπει να διεξάγονται υπό ελεγχόμενες μεταβλητές και να τηρούνται αυστηρά τα εθνικά ή βιομηχανικά πρότυπα.
• Διασφάλιση αξιόπιστων δεδομένων: Πρέπει να τηρούνται λεπτομερή αρχεία για κάθε συνθήκη δοκιμής, διαδικασίες λειτουργίας, ακατέργαστα δεδομένα και παρατηρήσεις, ώστε να εξασφαλίζεται η αυθεντικότητα και η επαληθεύσιμη δυνατότητα των δεδομένων.
• Δοκιμές επαναληψιμότητας: Τα βασικά πειράματα πρέπει να επαναλαμβάνονται πολλές φορές για να επαληθεύεται η ακρίβεια και η σταθερότητα των αποτελεσμάτων.
• Δοκιμαστική κλίμακα: Μετά από επιτυχημένη εργαστηριακή έρευνα, θα πρέπει να διεξάγονται συνεχείς δοκιμές σε πιλοτική κλίμακα για την επαλήθευση της βιομηχανικής σκοπιμότητας των παραμέτρων της διαδικασίας, της επιλογής του εξοπλισμού,και απόδοση του προϊόντος, και να εντοπίσει πιθανά ζητήματα.

4Επικεντρώνεται στη συνεργασία πολλών ενδιαφερομένων μερών και στη συνεργασία της βιομηχανικής αλυσίδας.

Η ολοκληρωμένη αξιοποίηση αποβλήτων συχνά περιλαμβάνει πολλαπλές βιομηχανίες, όπως ορυχεία, οικοδομικά υλικά, χημικά και γεωργία, που απαιτούν την ενσωμάτωση πολλαπλών πόρων.

• Τεχνική συνεργασία: Συνεργασία με πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα για την εισαγωγή προηγμένων τεχνολογιών και επαγγελματικών ταλέντων.
• Υποστήριξη πολιτικής: Επιδιώξτε ενεργά προνομιακές κυβερνητικές πολιτικές όσον αφορά τη χρηματοδότηση, τη γη και τη φορολογία.
• Συνδεσιμότητα με την αγορά: δημιουργία συνδέσεων με τους πιθανούς χρήστες για την κοινή ανάπτυξη και προώθηση προϊόντων αποβλήτων.

5. Προτεραιότητα στην ασφάλεια και την προστασία του περιβάλλοντος

Ανεξάρτητα από τη μέθοδο χρήσης, η ασφάλεια και η προστασία του περιβάλλοντος πρέπει να έχουν προτεραιότητα.Διασφάλιση ότι τα προϊόντα εκμετάλλευσης αποβλήτων πληρούν τα σχετικά εθνικά πρότυπα και δεν προκαλούν δευτερεύουσα βλάβη στο περιβάλλον και στην ανθρώπινη υγείαΓια παράδειγμα, τα απορρίμματα που χρησιμοποιούνται στη γεωργία πρέπει να περάσουν από αυστηρές δοκιμές για διάλυση βαρέων μετάλλων, τοξικότητα και ραδιενέργεια.

04 Προοπτικές: Το μέλλον της χρησιμοποίησης αποβλήτων

Στο μέλλον, η ολοκληρωμένη αξιοποίηση αποβλήτων θα αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση της ανάπτυξης υψηλής προστιθέμενης αξίας, διαφοροποιημένης, ευφυούς και μηδενικών εκπομπών.

• Ανάπτυξη υψηλής αξίας: Μετατροπή από την εκτεταμένη χρήση υλικών οικοδόμησης σε προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως σπάνια μέταλλα, πολύτιμα μέταλλα και υλικά υψηλής καθαρότητας.
• Διαφοροποίηση: Ενσωμάτωση διεπιστημονικών τεχνολογιών για την ανάπτυξη πιο καινοτόμων εφαρμογών.
• Νοημοσύνη: Εισαγωγή μεγάλων δεδομένων, τεχνητής νοημοσύνης και ρομποτικής για την επίτευξη ευφυούς διαλογής αποβλήτων, αυτοματοποιημένης κατανομής και βελτιστοποίησης διαδικασιών.
• Μηδενικές εκπομπές: Ο τελικός στόχος είναι η επίτευξη 100% αξιοποίησης αποβλήτων, η πλήρης εξάλειψη των λιμανιών αποβλήτων ή η μετατροπή τους σε οικολογικά φιλικά τοπία.

Οι δοκιμές ολοκληρωμένης χρήσης αποβλήτων είναι απαραίτητες για την εξόρυξη για την επίτευξη της πράσινης ανάπτυξης και της κυκλικής οικονομίας.Δείχνει βαθύ σεβασμό και αποτελεσματική χρήση των πόρων της ΓηςΜέσω της επιστημονικής έρευνας, της πειραματικής πρακτικής και της συνεργασίας πολλών ενδιαφερομένων, έχουμε την ικανότητα και την ευθύνη να μετατρέψουμε τα απορρίμματα, που κάποτε ήταν βάρος,σε ένα πολύτιμο περιουσιακό στοιχείο που οδηγεί την πρόοδο της βιομηχανίας και ωφελεί την ανθρώπινη κοινωνίαΑυτό απαιτεί όχι μόνο τεχνολογικές ανακαλύψεις, αλλά και εννοιολογικές καινοτομίες και τις κοινές προσπάθειες ολόκληρης της κοινωνίας.