Способ закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ.

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН1733 Государственное научно-производи СТВННО ОбЪЕДИНВНИЕ ПРОМЬЕШЛВННОЙ ЭКОЛОгии (ГНПО-ПЭ) Казмеханобр(56) Авторское свидетельство СССР Ж 1057698, кл. Е 21 5/00, 1982. Авторское свидетельство СССР Ю 367266, кл. Е 21 Р 5/00, 1971.(541) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ШЕПЯНШХ ПОввгхноствй хностохгнншшпъ(57) Изобретение относится к цветной и черной металлургии и м.б. использовано для химической мелиорации пццвт-пкньтк песков. Цель - повышение эффективности закрепления за счет увеличения глубины преткновения вя 2жущего состава и повышения водостойкости и механической прочности образующегося покрытия. Производят двухстадийиую обработку пылящих поверхностей квостохранлищ кимическнми реагеитаии.дНа первой стадии производят обработкусмесью следующих компонентов при их соотношени, мас. отработанное масло 4-10, сульфнтнодрожи-левая брахша 10-16, вода - остальное. На второй стадии обрабатывают битумной эмульсией. Вводимые на первой стадии комоненты придают грунту некоторую эластичность, уменьшают хрупкость и вопоразмокаемость создаваемого,покрытия в целом. Последующая обработка обеспечивает гидрофобизацю поверхностного слоя мннеральных частиц, способствует увеличению погодоустойчивости.2 табл.Изобретение относится к способам закрепления пыпяпих объектов цветной и черной металлургии, преимущественно отвалов отходов обогащения, и может быть использовано при тонической мелиораши ПОЛВНЖНЫЖ ПЕСКОВ, а также стабилизации эолоотвалов тепловых электростанций.Целью изобретения является повышение эффективности закрепления за счет увеличения глубины проникновения вяжущего состава и повышения водостойкости и механической прочности покрытия, образующегося на пылящей поверхности хвостохраъмлища.Сущность предлагаемого способа состоит в тон, что грунт, первона чально обработанный маслина-бариевой смесью - гндрофнльным крепителем,обладающим высокой диффуццирующей СПОСОНОСТЬЮ В ХВОСТОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ,приобретает вьшбкую нехат-шческую прочность и слутт как бы жестким основанием значительной мощности для дпастичной и атмосферостойкой лизании битума, создаваемой на дневной поверхности покрытия. Высокую проникающую способность насляно-бардяной смеси и большую меняю-тесную прочность грунту придает сульфитно-дрож Йжевая бражка, а отработанное масло, введенное совместно с сульфитиодрожжевой бражной, придает грунту некоторую эластичность и позволяетуменьшить хрупкость и водоразмокаемость создаваемого покрытия в целом. Последующая обработка поверхности грунта битумной эмульсией обеспечивает гидрофобизашю поверхностного слоя минеральным частиц, способствует увелнченю погодоустоичвостн создаваемого покрытия. Важньм свойствм получаемого покрытия является его способность сохранять механическую прочность после увлажнеия и последующего высыханя.Предлагаемый способ испытывают в лаборатории. Для осуществления способа используют отработанные масла(ГОСТ 210 д 675) сульфитио-дрожевую бражку (ОСТ 8179-76), нтумнуюэиульсне, приготовленную по технческим условиям ГОСТ 13659-81, и водопроводную воду. при осуществлени нэвестного способа допопнтельно в качестве алкилснликоната используют метилсиликонат натрия (препарат ГКЖ-11),выпускаемого по МРТУ 6 ч 02-271-63По результатам изучена гранулометрического состава отвалъные хвосты содержат частицы размером 0,250,1 мм 61,22 0,1-0,05 мм 21,82 0,050,01 мм 0,52 0,01-0,005 мм 0,д менее 0,005 мм 0,22. Изученные отвальные хвосты можно отнести к пыпеватым пескам (так как они содержат менее 752 частиц диаметром более 0,1 мм).Анализ водной вытяиии из отвальных хвостов показал, что они практически не засолены содержание солей не превышает 0,22. По качественОМУ СОСТВВУ воцнорастяоримыесоли представлены в основном сульфатами и бнкарбонатана натрия и кальция.Порядок осуществления предлагаемого способа. приготавливают гидрофильный крепитель - маслянобардяиую смесь, затем гидрофооизирующую композицию - битумную эмульсию. Наносят на стабилизируеную поверхность грунта гидрофильный крепителъ, а зав тем насоздаиное основание противозрозионного покрытия гидрофобиэирую щую композицию.Порядок приготовлена гидрофильного крепителя. Первоначально уста навливают оптимальную концентрацию в масляно-бардяной смеси сульфитнодрожжевой бражки (СДБ). Для чеготвердый концентрат СДБ, взятый в ко личестве 300 г, заливают 700 мл водо проводной воды и смесь подогревают при перемешивании до полного раствореня СДБ. Получают 1 кг 302-ного раствора СДН.из полученногопродукта отбирают навески 16,7 33,3 50,0 66,7 83,3 100,0 г и добавляют к ним соответственно 83,3 66,7 50,0 33,3 16,7 и 0 г воды для получения 510-, 15, 20, 25 и 302-нын растворов СЦБ. Полученные растворы наносят лабораторным опрыскивателем на поверхность укрепляемого грунта из расчета 5 л/м.При этом определяют время полной инфильтрации раствора в грунт и глубину его диффузии. Установлено оптимального значеня концентраин применяемого раствора СДБ-приведены в табл.1.из данных табл. видно, что оптимальной конентрадей СДБЧквремени и глубине диффузии раствора в грунт является концентрация-20,так как при этом все еще наблюдается сравнительно быстрая инфильтрация раствора в хвостовые отложения и на достаточно большую глубину.Лальиейшее повышение концентраин раствора СДБ ведет к резкому увеличению врмеи иноильтраци раствора (почти в два раза). При этом глубина диффузии испытываемого раствора значнтельно сокращется.После установления оптимальной концентрации СЛВ определяют оптимальное соотношеие компонентов масляио-бардяиой смесидлячего готовят несколько вариантов 202 ныи смесей для установления граничныи значений составным компонентов смеси (см. примеры 2-5), варьируя соотношениям между отработанным маслом и СЛБ В растворе. у Порядок приготовления гидрофобнэирующей компознци. Гидрофооизнруюг щую комиозицю - битумную эмульсию ГОТОВЯТ В СООТВЕТСТВИИ С ТЕХННЧЕС ними условиями ГОСТа 18659-81. Для этого навеску битума в 200 г нагревают до 120 С и в нее добавляют 10 г хлопкового гудрона (ОСТ 18-114-73 на Госсипоповую смолу), разогретого до температуры 70 С. Смесь тщательно Перемешивают н пропускают через диспергатор типа Ваузра совместно с 0,52-ным раствором каустической со 1624 5ды, разогретым до температуры 60 С, в объемном соотношении 11. Получают 420 г концентрированной 502 ной битумной эмульсин. Концентрированную эмульсию битума перед нанесением на закрепляемый грунт разбавляют нелесткой водой до 102-ной концентрации вяпушик веществ.Порядок нанесена-гидрофильной кмпозицин. Приготовление растворы гидрофильного крепителя заправляют в лабораторн опрыскиватель и потзариагттам ОПЬГГЗ НЗНОСЯТ на ПОВЕРХность хвостовых отложенй помещенных в лотки площадью 100 см кажды, из расчета 5 л/м. При опрыскивани слет дят за тем, чтобы вянущй раствор равномерно.проптывал закрепляемый грунт. При этом определяют время инфильтрации состава и глубину циффуз зни его в грунт. Установление гра нчннк значений компонентов маслянобардяной смеси представлено в табл.2 ь-Порядок нанесения гндрофобизнрую щей коипозици. Через 10 мин после полной диффузии гидрофильного крептеля в грунт наносят битумную змульт сию при помани лабораторного опрьют нивателя из расчета 3 л/М. при этом определяют время полной инфильтрации эмульсии в грунт, а после полной диф-фузии компознци определяют глуину ее инфнльтраинь Данные приведены в табл.2. .П р и м е р .1 известный способ). Из концентрированного раствора ГКЖ-11 готовят 0,52-ный водный раствор, для чего к 16,7 г товарного продукта добавляют 983,3 мл воды и получают 1 кг рабочего раствора алкииснликот ната.Затем готовят концентрированную битумную эмульсию по техническим условиям ГОСТа 1 В 65981. К 200 мл 502-ной битумной эмульсии добавляют 800 мл водопроводной воды и получают 1 л 102-ной эмульсии битума.ПОСЛЕ. ПВИГОТОВЛЕННН РЗОЧНХ РВСТ воров берут 50 мл 0,52-ного раствораГКЖ-1 н при ломошн лабораторного ОПрЪЮКНВЗТЕЛН НЗНОСЯТ на ПОВЕРХНОСТЬ хвостовым отложений площадью 100 см. Время инфильтрации н глубину проникт новення раствора ГКЖ 11 фиксируют. Через 10 мин после полной инфильтрации раствора алкнлснликоната на ло верхность обработанного грунта наносят 30 мл 102 нои битумной эмульсии(из расчета 3 л/мг). При этом фикса руют время и лпубину инфильтрации эмульсии в грунт.Через 7 сут (после формирования структуры покрытия) определяют проч ность созданного покрытия и его мот ность. Данные приведены в табл.2.П р и м е р 2.(предлагаемый спо соб). Готовят раствор СЛБ 20-ной концентрации-без добавки отработанного масла для чего к 100 г 30 ного раствора СДБ добавляют 50 мл водопроводной воды Получают 150 г202 еного раствораСДБ Затем готовя 102 ную битумную эмульсию, для чего к 30 мл 502-ной эмульсии добавлякп 120 мл воды. Получают 150 мл эмульси рабочей концентраци.После приготовления рабочих раст воров на площадку грунта 100 см пщ воначально наносят 50 мл насляно-ба дяной смеси. Фиксируют время и глуш ну инфильтрации раствора в грунт. Через 10 шли после полного проникновения наслянотбардяной смеси В грунт наносят битумную эмульсию израсчетг 3 л/М. Фиксируют время н глубину проникновения битумной эмульсии в грунт.Через 7 сут (после формирования структуры покрытия) методом штампа определяют прочность созданного покръпня замеряют его мощность н опре делают водостойкость на приборе ПРГ-1. Данные приведены в табл.2.П р и и е р 3 (предлагаемый способ). Готовят масляно-бардяную смесь содержащую 4 отработанного масла и Т 6 СДБ (по твердому), для чего 6 г масла диспергируют в лабораторном днспергаторе совместно с 144 г раствора СДБ, содержащего 24 г твердого. Получают 150 Г масляно-бардяной смеси.Готовят концентрированную битумную эмульсию по тоническим условиям ГОСТа 1 В 659-81. К 30 мл 502-нон битумной эмульсии добавляют 120 мл невесткой воды и получают 150 мл 101 ной эмульсии битума.После приготовления рабочих растр ВОРОВ их поочередно наносят на поверхность закрепляемого грунта из расчета масляно-бардянуш смесь 5 л/н, битумную эмульсию 3 л/м. Через 7 сут у созданного покрытия определяютводостойкость и механическую прочность, замеряют мощностьП р и м е р д (предлагаемыйспособ). Готовят масляно-бардяную смесь, содержащую 6,52 отработанного масла и 13,5 СЛБ, по методике,описанной в предыдущих примерах. Приготовленные растворы поочередно наносят на поверхность закрепляемого грунта и через 7 сут определяют деформацонную прочность методом штампа, водостойкость на приборе ПРГ-1 и замеряют мощность закрепленного слоя. Данные приведен в табл.2П р и м е р 5 (пгедлагаемый способ). Готовят насляно-бардяную смесь с содержанием 10 масла н 10 СДБ и битумную эмульсию 10 Еной концентрации с соблюдением технических условий ГОСТа 18659-81. На поверкность закрепляемого грунта наносят сначала маслнно-бардяную смесь расходом 5 л/мд, а через 10 мин после ее полной инфильтрации - битумную эмульсию расходом 3 п/м. Через 7 сут у образцов закрепленного грунта определяют водную и менанческую прочность, мощность закрепленного слоя. Данные приведены в табл.2.Анализ данных табл.2 показывает,что наиболее оптимальным по степени диффузии (с учетом придания получаемому основаню покрытия максимальной эластичности за счет введениямасла) смеси в грунт является четвертый пример, где используют масляно-бардяную смесь, содержащую 65 масла и 13,5 СДБ (по твердому). Первые три варианта гидрофильнего крепителя (примеры 2-4) имеют примерно одинаковую интенсивность впитывания в грунт 5 л/М раствора полностью диффундируют в грунт за 1115 с. При увеличении содержаня маслав гидрофильном крепителе до 102(пример 5) время инфильтрации раствора в грунт резко увеличивается до 28 с (почти в два раза против примера 4), что позволяет принять пример 5 за граничное содержание масла в предлагаемом гидрофильном крепителе. Аналогично изменяется интенсивность впитываня гицрофобизнРУЮЩего раствора 3 л/м битумной эмульсии полностью диффундируют в грунт за 18-21 с. Увеличено содернаня масла до 10 увеличивает и время инфильтрани гидрофобизирующего раст 8вора в 1,5 раза по сравнению с примером 6).По данным табл.2 видно также,что мощность противозрозионного покрытия зависит от количества вводимого в гидрофильный крепитель масла при введении в крепитель до 6,52 масла мощность покрытия колеблется в пределах 20-18 м, но при введении 102 масла она снижается до 15 мм.Вместе стем, водостойкость образцов хвостовых отложенй, закрепленных составами по примеру 5, незначительно отлчается от водостойкости образцов,закрепленным составами по примеру 4 отношение аК а в этих примерах составляет 0,43-0,50, в то время как при содержаии одной СДБ в гидрофильном крепителе (см.пример 2)степень водостойкости образцов зак репленного грунта весьма нзка всего 0,1 д.Некаиическая прочность покрьпияъ созданного при помои гидрофильного крепителя с последующей обработкой битумной эмульсией, довольно ысока и колеблется в пределах 6,4 7,0 кгс/см. Наблюдается лишь некоторое уменьшение меканческой прочности образцов с увеличением содержания масла вгидрофильном крепителе.Таким образом, измерение мощности созданного покрытия, его водостойкости и механической прочности показывает, что наиболее эффективно применение гидрофильного крепителя,содержащего 4-10 масла и соответственно 16-102 СДН (по твердому). Снижение содержания масла приводит к потере водостойкости создаваемого покрытия, а повышена содержания масла препятствует образованю тре-. оуемой мощности покрытия. Осуществпене предлагаемого способа позволяет получить почти в 2 раза более мощны противоэрозионный слой,почтн В 3 раза ПОВЫСИТЬ НСХЗШЧЕСКУЮ ПРОЧ ность н в 3-4 раза повысить водостойкость образцов закрепленным хвостов по сравнению с известным.Способ закрепления пылящих поверхностей хвостокранилищ, включаюшнй двукстадийиую обработку нимческимм реагеитам с использованием для обработки на рторой стадии би