Объект: оборотные воды хвостохранилища обогатительной фабрики горно-обогатительного комбината
Характеристика вод: высокоминерализованные (сухой остаток до 22 000 мг/л), повышенное содержание солей жёсткости, органических соединений.
Цели ОПИ:
- Получение дистиллята, пригодного для сброса в рыбохозяйственные водоёмы (нормативы Приказа Минсельхоза №552).
- Получение концентрата с солесодержанием не менее 80 г/л для закачки в подмерзлотные коллекторы.
- Экспериментальное определение энергозатрат и технологических параметров.
Ход испытаний
Технология Exerger
Тип установки: испаритель мгновенного вскипания (ИМВ, FVE) многоступенчатого типа, вертикальной компоновки.
Физический принцип
Вода вскипает при сниженном давления (вакуум). Тепло подводится в головном подогревателе.
Конструктивные особенности:
- 6 ступеней испарения (4 теплоиспользующих, 2 теплоотводящих).
- Принудительная циркуляция испаряемой среды.
- Жалюзийные сепараторы для подавления капельного уноса (влажность пара ~2×10⁻⁵ г/г).
- Поперечно-кольцевые турбулизаторы (ПКТ) в трубках конденсаторов – интенсификация теплообмена (снижение поверхности на 40%).
Затравочный режим: введение кристаллов сульфата кальция для связывания осадкообразующих солей, предотвращение накипеобразования без реагентов.
Условия и этапы проведения испытаний
Состав установки WTU-1:
- ИМВ Exerger FVE-1-6 (произв. 1 м³/ч)
- Узел отстаивания и вывода шлама
- H-катионитовый фильтр доочистки дистиллята
- Реагентное хозяйство (пеногаситель, затравка)
- Подключяемые ресурсы: исходная вода (до 1,2 м³/ч, 15 °C), охлаждающая вода (4 м³/ч, 11 °C), электроэнергия (220 кВт·ч).
Подключаемые ресурсы:
- исходная вода (до 1,2 м³/ч, 15 °C),
- охлаждающая вода (4 м³/ч, 11 °C),
- электроэнергия (220 кВт·ч).
Показатели очистки
Фактический состав исходной воды превысил проектные ожидания:
- Сухой остаток: 21 600 мг/л (проект 7 170) – выше в 3,0 раза
- Общая жёсткость: 224 °Ж (проект 96) – выше в 2,3 раза
- БПК₅: 68 мгО₂/л (проект 1,8) – выше в 38 раз
Качество дистиллята (после H-фильтра):
- Сухой остаток: 9,2 мг/л (степень очистки 99,96%)
- Хлориды: 1,42 мг/л (норма 300)
- Сульфаты: 1,32 мг/л (норма 100)
- Аммоний-ион: 0,36 мг/л (норма 0,5)
- Нефтепродукты, СПАВ, фенолы – ниже предела обнаружения
Концентрат: сухой остаток 80 000 – 119 560 мг/л (целевой показатель >80 г/л достигнут)
Основные выводы
1.Технология Exerger обеспечивает глубокую очистку (деминерализацию) высокоминерализованных вод хвостохранилищ до уровня, соответствующего рыбохозяйственным нормативам по большинству показателей.
2.Затравочный режим доказал эффективность предотвращения солеотложений без применения ингибиторов даже при кратных превышениях солей жёсткости.
3.Установка сохраняла стабильную работоспособность при фактическом составе воды, существенно отличающемся от проектного.
4. Полученные данные позволяют перейти к проектированию промышленной установки для предприятия.
