СПОСОБ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ВОДЫ ОТ САПОНИТСОДЕРЖАЩИХ ЧАСТИЦ НА КАРТЕ НАМЫВА Российский патент 2017 года по МПК B01D21/00 C02F9/08 

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от сапонитсодержащих шламовых частиц (ССШЧ) и безреагентного уплотнения (сгущения) сапонитсодержащего осадка (ССО) - в интересах повышения эффективности производства (например, эффективности добычи алмазов в Архангельской области); для безреагентногй очистки сточных (например, карьерных, отвальных и др.) промышленных вод от взвешенных веществ (ВВ) в отстойниках и на полях поверхностной фильтрации (НПФ) - для обеспечения экологической безопасности производства; для предварительной подготовки питьевой воды - предварительной очистки природной воды, отобранной из поверхностных источников (рек и др.) от ВВ, от коллоидных частиц (КЧ) и, попутно, от тяжелых металлов (ТМ) - в интересах здоровья населения; для уплотнения осадка (например, сапонитсодержащего) в горно-технических сооружениях (например, на картах намыва) и дальнейшего использования сгущенного осадка в качестве сырья - в интересах рационального природопользования; для уплотнения тела водоупорной дамбы и уменьшения фильтрации воды через нее - в интересах безопасности эксплуатации гидротехнического сооружения (ГТС) и т.д.

Известен способ безреагентной очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной - 10…30% очистке от мелкодисперсных (тонкодисперсных) частиц (МДЧ) - с размерами ~ от 0,5 мкм до 5 мкм, существенной - 30…60% очистке от среднедисперсных частиц (СДЧ) - размером ~ от 5 мкм до 50 мкм и практически полной - 60…95% очистке от крупнодисперсных частиц (КДЧ) - размером ~ выше 50 мкм в основном отстойнике (хвостохранилище); в незначительной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ и полной - 100% очистке от КДЧ в первом дополнительном отстойнике; существенной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ во втором дополнительном отстойнике; в незначительной очистке от КЧ - размером ~ менее 0,5 мкм, полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ в специальном сооружении, в качестве которого используют акустический фильтр /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых // под ред. B.C. Ямщикова. - М.: Наука, 1987, с. 225-228/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность из-за ограниченной площади фильтрующей перегородки акустического фильтра.

2. Высокая стоимость очистки единицы объема воды.

3. Недостаточно рациональное (осветление только верхнего слоя воды) использование полезного объема хвостохранилища.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Низкое качество очистки воды от сапонитсодержащих частиц (ССЧ), отличающихся незначительными размерами и способностью к многократному увеличению своего объема в воде.

6. Невозможность сгущения осадка и, как следствие, увеличения полезного объема воды в хвостохранилище и отстойниках.

7. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы и уменьшения нежелательной фильтрации воды через нее и др.

Известен способ безреагентной очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной очистке от КДЧ в илоотстойнике; в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ и незначительной очистке от МДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему бегущих гидроакустических волн (БГАВ), а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн (АВ) звукового диапазона частот (ЗДЧ) - от 16…20 Гц до 16…20 кГц и ультразвукового диапазона (УЗДЧ) - выше 16…20 кГц, в первом дополнительном отстойнике; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ и существенной очистке от МДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ во втором дополнительном отстойнике; в практически полной очистке от МДЧ и полной очистке от СДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ в отстойнике-накопителе, подключенном, через сливную и дренажные системы, своим входом к выходу второго дополнительного отстойника, а своим выходом, через дренажные и сливные системы, к входу естественного водоема /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки оборотных и сточных вод от взвешенных веществ. - Патент РФ №2290247, 2005 г., опубл. 27.12.2006, Бюл. №36/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Недостаточно рациональное использование полезного объема илоотстойника и дополнительных отстойников.

2. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

3. Недостаточное качество очистки воды от ССЧ, отличающихся незначительными размерами и способностью к многократному увеличению своего объема в воде.

4. Невозможность сгущения осадка и, как следствие, увеличения полезного объема воды в илоотстойнике и в отстойниках.

5. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы и уменьшения нежелательной фильтрации воды через нее и др.

Наиболее близким к заявляемому относится способ безреагентной очистки воды и уплотнения осадка заключающийся в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ, незначительной очистке от МДЧ и частичной - менее 10% очистке от болезнетворных бактерий (ББ) путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы, а также последовательного по частоте, формирования в отстойнике для оборотных вод БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ, существенной очистке от МДЧ и частичной очистке от ББ в первом дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ, незначительной очистке от КЧ и ББ во втором дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных стоячих гидроакустических волн (СГАВ) ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от МДЧ, практически полной очистке от КЧ и существенной очистке от ББ в третьем дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных СГАВ ЗД и УЗД частот, а также дополнительной очистки от ВВ и ББ путем фильтрации воды через дренажные системы и прохождения через системы естественной аэрации воды кислородом, находящихся между всеми отстойниками; в полной очистке от КЧ и практически полной очистке от ББ в акустическом гидроциклоне (АГЦ) путем ее перемешивания и дегазации при избыточным статическом давлении 3-5 атм., а также путем ее облучения интенсивными - с амплитудой звукового давления не менее 10⁵ Па на расстоянии 1 м от излучателя, СГАВ УЗДЧ на частоте, близкой к резонансной частоте газовых пузырьков /Бахарев С.А. Способ очистки и обеззараживания оборотных и сточных вод. - Патент РФ №2280490, 2005 г., опубл. 27.07.2006, Бюл. №21. Диплом ФИПС в номинации: «100 лучших изобретений России»/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность по очищенной воде и по уплотненному осадку из-за ограниченного объема рабочей камеры АГЦ.

2. Высокая стоимость единиц: объема очищенной воды и объема уплотненного осадка.

3. Недостаточно рациональное использование полезного объема отстойника для оборотных вод и дополнительных отстойников.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Невозможность сгущения осадка в отстойниках и, как следствие, увеличения полезного объема воды в них.

6. Невозможность уплотнения тела водоупорных дамб в отстойниках и уменьшения фильтрации воды через нее и др.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в быстром и качественном разделении на две фазы - жидкое и твердое, сапонитсодержащих хвостов обогащения обогатительной фабрики (ОФ) на карте намыва (КН) - ограниченной со всех сторон водоупорными дамбами: внешней, внутренней и двумя боковыми, части хвостохранилища с наклонным дном в сторону водозабора; в быстром и качественном осветлении сапонитсодержащей воды (ССВ) в центральной и нижней частях КН (для повышения качества обогащения и уменьшения износа оборудования); в качественном уплотнении сапонитсодержащего осадка (ССО) на КН (для увеличения полезного объема воды в КН), в качественном уплотнении (для предотвращения формирования русел у движущихся потоков хвостов обогащения ОФ) тела пляжа - верхней части КН; в качественном уплотнении тел водоупорных дамб (для обеспечения антифильтрационной защиты), ограничивающих КН со всех сторон, относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для окружающей природной среды (ОПС) в целом.

Способ безреагентной очистки промышленной воды от сапонитсодержащих частиц на карте намыва, заключающийся в использовании по меньшей мере одной карты намыва - ограниченной со всех сторон водоупорными дамбами: внешней, внутренней и двумя боковыми, части хвостохранилища с наклонным дном в сторону водозабора, формировании, усилении и излучении бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот с амплитудой акустического давления не менее 10² Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, воздействии на промышленную воду бегущими гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот в районе сброса промышленной воды и в центральной части - на пути движения промышленной воды к району водозабора, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих частиц в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустической дегазации промышленной воды в центральной части и в районе сброса промышленной воды на карту намыва, уплотнении сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустическом уплотнении тел всех водоупорных дамб, при этом очистку промышленной воды осуществляют в движущемся потоке промышленной воды, излучение бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот осуществляют в импульсном и в непрерывном режиме, а также дополнительно в районе сброса промышленной воды и в центральной части карты намыва используют гидроакустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных сапонитсодержащих частиц - путем направленного сверху вниз излучения бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот, а в районе сброса промышленной воды на карту намыва - гидравлическое осаждение сапонитсодержащих частиц, движущихся в потоке промышленной воды по дну верхней части карты намыва - путем их физического сцепления с уже находящимися на дне сапонитсодержащими частицами, дополнительно используют отстойник, входы которого соединены с выходами всех карт намыва, а выход которого соединен с входом обогатительной фабрики.

На фиг. 1 - фиг. 3 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ безреагентной очистки промышленной воды от сапонитсодержащих частиц на карте намыва. При этом: на фиг. 1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН; на фиг. 2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к первому плавучему гидроакустическому модулю (ППГАМ) установки комплексного акустического воздействия (УКАВ) на ПВ, установленному на якорях в районе сброса ПВ на КН (район, обозначенный индексом I на фиг. 1); на фиг. 3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно ко второму плавучему гидроакустическому модулю (ВПГАМ) УКАВ, установленному на якорях в центральной части КН (район, обозначенный индексом II на фиг. 1).

Устройство для безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН, например, в процессе добычи алмазов на Ломоносовском горно-обогатительном комбинате ОАО «Севералмаз» АК «АЛРОСА», в простейшем случае, содержит: алмазосодержащую трубку (1) - карьер округлой формы, транспортер (2) алмазосодержащей руды (например, автомобили высокой грузоподъемности), обогатительную (ОФ) фабрику (3), первый пульповод (4), шламовый насос (5), второй пульповод (6) с несколькими - не менее трех для каждой КН, выпусками (7) - идентичными друг другу стальными трубами меньшего, чем у второго пульповода (6) диаметрами, установленными на некотором (единицы-десятки метров) расстоянии друг от друга по длине второго пульповода (6), а также несколько - не менее четырех (по числу КН), идентичных друг другу механических задвижек (8), установленных на некотором (сотни-тысячи метров) расстоянии друг от друга по длине второго пульповода (6).

Устройство также содержит: несколько - не менее четырех (первая - для заполнения пульпой, вторая - для последующего за заполнением отстаивания и слива ПВ, третья - для последующего за сливом ПВ механического удаления ССО, четвертая - для последующей за удалением осадка подготовке к приему пульпы), идентичных друг другу по функциональному назначению КН (9), каждая из которых содержит: внешнюю водоупорную дамбу (10), внутреннюю водоупорную дамбу (11) и две идентичные друг другу (по своему функциональному назначению) боковые водоупорные дамбы (12); несколько - по числу КН (9), идентичных друг другу переливных труб (13), а также отстойник (14) с последовательно функционально соединенными: водозаборным колодцем (15), первым водоводом (16), водным насосом (17), вторым водоводом (18) и ОФ (3).

Устройство также содержит: несколько - не менее трех, идентичных друг другу ППГАМ (19), установленных на якорях в верхних частях карт намыва (9) на расстоянии в несколько - не менее двух, сотен метров (~200 м) друг от друга и на расстоянии в 2 раза меньшем (~100 м), чем друг от друга, от боковых водоупорных дамб (11), в которую (КН) сбрасывают ПВ (хвосты обогащения ОФ) и в которой (КН) осветляют ПВ; несколько - не менее двух, идентичных друг другу ВПГАМ (20), установленных на якорях в центральных частях карт намыва (9), на расстоянии в несколько - не менее двух, сотен метров (~200 м) друг от друга и на расстоянии в 2 раза меньшем (~100 м), чем друг от друга, от боковых водоупорных дамб (11), в которую сбрасывают ПВ (хвосты обогащения ОФ) и в которой (КН) осветляют ПВ.

При этом ППГАМ (19) содержит: водонепроницаемый корпус (21), идентичных друг другу несколько - не менее двух, якорных устройств (22), идентичных друг другу несколько - по числу гидроакустических излучателей, подъемно-опускающих устройств (23), водонепроницаемый лабораторный павильон (24) с промышленным кондиционером (25).

ППГАМ (19) также содержит: первый гидроакустический канал (26) формирования, усиления и излучения широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₁, включающий в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный генератор (27) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₁, первый многоканальный усилитель мощности (28) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₁ и несколько - не менее четырех, первых направленных вперед-вниз и во все четыре стороны широкополосных импульсных гидроакустических излучателей (29) ЗДЧ на частоте ω₁, размещенных в нижнем слое воды - на горизонте ~1,5 м при уровне воды в верхней части КН ~2,0 м; гидроакустический канал (30) формирования, усиления и излучения низкочастотных (НЧ) непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁, включающий в себя последовательно электрически соединенные: генератор (31) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ (в диапазоне 1-10 кГц), усилитель мощности (31) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ и ненаправленный (направленный во все стороны) гидроакустический излучатель (32) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁, размещенный в среднем слое воды - на горизонте ~1,0 м при уровне воды в верхней части КН ~2,0 м.

При этом ВПГАМ (20) содержит: водонепроницаемый корпус (34), идентичных друг другу несколько - не менее двух, якорных устройств (35), идентичных друг другу несколько - по числу гидроакустических излучателей, подъемно-опускающих устройств (36), водонепроницаемый лабораторный павильон (37) с промышленным кондиционером (38). ВПГАМ (20) также содержит: второй гидроакустический канал (39) формирования, усиления и излучения широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂, включающий в себя последовательно электрически соединенные: второй многоканальный генератор (40) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂, второй многоканальный усилитель мощности (41) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂ и несколько - не менее четырех, вторых направленных вперед-вниз и во все четыре стороны широкополосных импульсных гидроакустических излучателей (42) ЗДЧ на частоте ω₂, размещенных в нижнем слое воды - на горизонте ~2,5 м при уровне воды в верхней части КН ~3,0 м; гидроакустический канал (43) формирования, усиления и излучения высокочастотных (ВЧ) непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂, включающий в себя последовательно электрически соединенные: многоканальный - не менее двух каналов, генератор (44) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂ (в диапазоне частот выше 10 кГц), многоканальный - по числу каналов генератора (44), усилитель мощности (45) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂ и несколько - по числу каналов усилителя мощности (45), ненаправленных гидроакустических излучателей (46) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂, размещенных: в среднем слое воды - на горизонте ~1,5 м при уровне воды в средней части КН ~3,0 м, а также в верхнем слое воды - на горизонте ~0,5 м при уровне воды в средней части КН ~3,0 м.

На фиг. 4 иллюстрируется принцип формирования на конкретной КН (9) двух (первый рубеж - из нескольких ППГАМ, второй рубеж - из нескольких ВПГАМ) уловных гидроакустических рубежей безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН. При этом: индексами I, II и III, соответственно, обозначены: верхняя, средняя и нижняя части КН; однопунктирной и двухпунктирной линиями обозначены, соответственно, первый и второй условные гидроакустические рубежи безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН; цифрой 19 обозначены расположенные в линию ППГАМ; буквами R_э и R_max обозначены: эффективный и максимальный радиусы (дальности) действия ненаправленного гидроакустического излучателя (32) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁; буквой Д_э обозначена эффективная дальность действия направленного вперед-вниз и навстречу потоку движущейся ПВ (пульпы) широкополосного импульсного гидроакустического излучателя (29) ЗДЧ на частоте ω₁.

Способ безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН реализуют следующим образом (фиг. 1-фиг. 4).

В процессе производственной деятельности (например, добыча алмазов и т.д.) из алмазосодержащей трубки (1) - карьера округлой формы, при помощи транспортера (2) (например, автомобилей высокой грузоподъемности) алмазосодержащую руду, подают на ОФ (3). Одновременно с этим, из отстойника (14), через водозаборных колодец (15), при помощи первого водовода (16), водяного насоса (17) и второго водовода (18), очищенную от ССЧ (осветленную ПВ) ПВ подают на ОФ (3).

Одновременно с этим загрязненную ПВ (пульпу - хвосты обогащения ОФ), содержащую: крупнодисперсные частицы (КДЧ) размером l_кдч - более 50 мкм и массой m_кдч, среднедисперсные частицы (СДЧ) размером l_сдч - от 5 мкм до 50 мкм и массой m_сдч, а также мелкодисперсные (тонкодисперсные) частицы (МДЧ) размером l_кдч - менее 5 мкм и массой m_мдч, с выхода ОФ (3), благодаря первому пульповоду (4), шламовому насосу (5) и второму пульповоду (6) с рассредоточенными по его длине выпусками (7) - идентичными друг другу стальными трубами меньшего, чем у второго пульповода (6), диаметрами, сбрасывают в одну из нескольких (например, в КН №1) - не менее четырех, идентичных друг другу по своему функциональному назначению КН (9).

Следует отметить, что ССЧ, находящиеся в загрязненной ПВ, отличаются незначительными размерами (~70% ССЧ представлены классом «-5,0 мкм»), а также обладают и способностью многократно (до 20 раз) увеличиваться в своих размерах в воде (способны разбухать в воде).

Благодаря четырем водоупорным дамбам (насыпаемым в процессе строительства карт намыва): внешней водоупорной дамбе (10), находящейся в верхней части данной КН (9) и по своей протяженности существенно - в 2 раза и более, превосходящую протяженность внутренней водоупорной дамбы (11); внутренней водоупорной дамбе (11), находящейся в нижней части данной КН (9) и одновременно являющейся внешней ограждающей водоупорной дамбой для отстойника (14); двум идентичным друг другу по своему функциональному назначению боковым водоупорным дамбам (12); благодаря наклонному дну КН (9), ПВ (пульпу), сбрасываемую из распределенных в пространстве выпусков (7) второго пульповода (6), последовательно направляют в среднюю и нижнюю части данной КН (9). Одновременно с этим, благодаря рассредоточенным в пространстве выпускам (7) и наклонному дну КН, в верхней части КН формируют пляж - участок КН без ПВ с выпавшими на дно КДЧ, способствующего эффективному осаждению КДЧ - благодаря силе гравитации и благодаря гидравлическому осаждению - за счет сопротивления (торможения) при движении и физического сцепления движущихся в потоке пульпы КДЧ с уже выпавшими на дно КДЧ.

Однако СДЧ и, тем более, МДЧ продолжают оставаться в ПВ во взвешенном состоянии. При этом, из-за относительно рыхлого (сформированного в результате гравитационного и гидравлического осаждения) осадка, в теле пляжа КН начинают формироваться мини-русла от движущейся (скатывающейся) пульпы, которые (мини-русла) затем увеличиваются в размерах и превращаются в русла. В результате основную массу ПВ (пульпы) вынуждены перемещать не по телу пляжа, а по руслам, и КДЧ, без гидравлического осаждения (нет соприкосновения замедляющегося - результате растекания, потока пульпы с большой площадью тела пляжа) и без гравитационного осаждения (из-за высокой скорости потока пульпы по руслу), находясь во взвешенном состоянии, движутся в среднюю часть КН, а, в конечном итоге, часть из КДЧ попадает в ВК (14) и далее - на ОФ (3). В последнем случаем: существенно возрастают потери алмазов (из-за плохой дезинтеграции руды и т.д.), значительно увеличивается износ оборудования (насосов и т.д.), возрастает расход электроэнергии и т.д.

Одновременно с этим, из-за того что все водоупорные дамбы (10, 11 и 12) карт намыва строились путем насыпки грунта, то часть ПВ (в том числе с ССЧ) из-за паразитной фильтрации через тела всех водоупорных дамб попадает не только в соседние КН (9), но и в отстойник (14), снижая качество осветленной ПВ, и даже (что очень важно с экологической точки зрения) выходит наружу внешней водоупорной дамбы (10).

Тем не менее, загрязненную ПВ (пульпу), благодаря наклонному дну, последовательно направляют из верхней (зона пляжа) части в центральную часть (зона осаждения основной массы ССЧ) и в нижнюю часть (зона осветления ПВ) КН. При этом: основная часть - более 75%, КДЧ и значительная - более 50%, часть СДЧ выпадают в осадок в центральной части КН благодаря соответствующим (для КДЧ и СДЧ) силам тяжести.

В дальнейшем, частично очищенную ПВ последовательно направляют из центральной части КН в ее нижнюю часть. При этом: практически все - более 99%, КДЧ; основная часть СДЧ и несущественная - менее 25%, часть МДЧ выпадают в осадок в нижней части КН.

Однако несущественная - менее 25%, часть СДЧ и основная часть МДЧ, из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч (сил тяжести: G_сдч и G_мдч) остаются в ПВ, которую попадают на ОФ (3), что, как было сказано ранее, существенно снижает эффективность извлечения алмазов, увеличивает износ оборудования и т.д.

Кроме того: в процессе эксплуатации данной КН (8) в ее центральной и нижних частях постепенно формируется слой рыхлого (не уплотненного) осадка, который (осадок) может достичь 95% от высоты столба жидкости в КН и значительно уменьшить рабочий объем (в котором параметры осветленной ПВ соответствуют требованиям технологического процесса) КН; в процессе ветрового волнения рыхлый слой осадка со дна КН поднимается на верхний горизонт, и ССЧ различной дисперсности (не только МДЧ и СДЧ, но и КДЧ) в большой (до десятков г/л) концентрации попадают через переливную трубу (13) в отстойник (14) и, в конечном итоге, на ОФ (3), вызывая в технологическом процессе описанные выше негативные обстоятельства (потери алмазов, износ оборудования и т.д.).

Для исключения всего этого: в верхних частях (которые заполнены ПВ до уровня ~2,0 м) двух (например, КН №1 - для отстаивания ПВ, на фиг. 1 - в левом верхнем углу; КН №2 - для текущего заполнения ПВ, на фиг. 1 - в правом верхнем углу) соседних КН (9) устанавливают при помощи нескольких - не менее двух, якорных устройств (22), несколько - не менее трех, идентичных друг другу ППГАМ (19) на расстоянии в несколько - не менее двух, сотен метров (~200 м) друг от друга и на расстоянии в 2 раза меньшем (~100 м), чем друг от друга, от боковых водоупорных дамб (11) КН. При этом расстояние ~100 м соответствует эффективному радиусу (дальности) действия гидроакустического излучателя (32) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ и составляет 75% от максимального радиуса (дальности) действия гидроакустического излучателя (32). Другими словами, установленные в ряд несколько - не менее трех, ППГАМ (19) формируют в верхней части данной КН (9) сплошной (из-за соприкосновения эффективных радиусов действия и взаимного пересечения на уровне «-25%» максимальных радиусов действия) первый условный гидроакустический рубеж безреагентной очистки ПВ от ССЧ; в средних частях (которые заполнены ПВ до уровня ~3,0 м) двух (например, КН №1 - для отстаивания ПВ и КН №2 - для текущего заполнения ПВ) соседних КН (9) устанавливают при помощи нескольких - не менее двух, якорных устройств (35), несколько - не менее двух (исходя из меньшей, чем в верхней части, ширины КН в данном месте), идентичных друг другу ВПГАМ (20) на расстоянии в несколько - не менее двух, сотен метров (~200 м) друг от друга и на расстоянии в 2 раза меньшем (~100 м), чем друг от друга, от боковых водоупорных дамб (11) КН. При этом расстояние ~100 м соответствует максимальной дальности действия гидроакустического излучателя (46) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₂. Другими словами, установленные в ряд несколько - не менее двух, ВПГАМ (19) формируют в центральной части данной КН (9) сплошной второй условный гидроакустический рубеж безреагентной очистки ПВ от ССЧ.

Следует отметить, что высокие мобильности ППГАМ (19) и ВПГАМ (20) позволяют оперативно (в течение суток) демонтировать их из одной КН (9) и установить их в другую КН (9). Другими словами, для любого количества карт намыва (9) достаточно использовать всего три комплекта (один - в заполняемой ПВ КН, второй - для КН с отстаиваемой ПВ, третий - для планируемой к заполнению ПВ КН) ППГАМ (19) и ВПГАМ (20).

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального генератора (27) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₁, первого многоканального усилителя мощности (28) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₁ и нескольких - не менее четырех, первых направленных широкополосных импульсных гидроакустических излучателей (29) ЗДЧ на частоте ω₁ первого гидроакустического канала (26) осуществляют формирование, усиление и направленное вперед-вниз и во все четыре стороны (в том числе, в направлении верхней, нижней и двух боковых водоупорных дамб) широкополосных импульсных гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте ω₁.

Под воздействием широкополосных импульсных гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте ω₁ осуществляют:

- акустическую дегазацию загрязненной ПВ (хвостов обогащения ОФ) - путем искусственного формирования, роста и схлопывания газовых пузырьков, находившихся в ССВ в свободном и растворенном состоянии. В результате более эффективно (быстро и качественно) извлекаются из ПВ разбухшие в ней ранее ССЧ;

- акустическую коагуляцию разнодисперсных (КДЧ, СДЧ и МДЧ) ССЧ - путем механического (с частотой несколько тысяч ударов в секунду) присоединения более мелких (и более подвижных) ССЧ (например, МДЧ), к более крупным (и менее подвижным) ССЧ (например, к СДЧ и КДЧ). В результате, благодаря существенно возросшей силе тяжести, новые сапонитсодержащие агрегоры гораздо быстрее выпадают в осадок, и ПВ осветляют значительно интенсивнее;

- акустическое осаждение исходных и вновь образованных (акустически коагулированных) сапонитсодержащих агрегоров в секторе гидроакустического воздействия. В результате ПВ осветляют значительно интенсивнее;

- акустическое торможение ССЧ (преимущественно, КДЧ), движущихся по пляжу. В результате ССЧ, дополнительно к гидравлическому осаждению, более эффективно осаждают на верхней части КН;

- акустическое уплотнение тела пляжа. В результате предотвращают формирование микрорусел и, тем более, русел, на теле пляжа;

- основное акустическое уплотнение тел: верхней водоупорной дамбы и верхних частей боковых водоупорных дамб, а также частичное акустическое уплотнение тел: средних и нижних частей боковых водоупорных дамб и нижней водоупорной дамбы. В результате предотвращают паразитную фильтрацию ПВ через тела водоупорных дамб.

Однако из-за направленности гидроакустических излучателей, ограниченного времени воздействия на движущуюся по верхней части КН ПВ, а также специфики импульсного воздействия широкополосных гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте ω₁ на ССЧ, дополнительно осуществляют непрерывное воздействие на ПВ НЧ непрерывными сигналами ЗДЧ на частоте f₁.

Для этого с помощью последовательно электрически соединенных генератора (31) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁, усилителя мощности (31) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ и ненаправленного гидроакустического излучателя (32) НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ гидроакустического канала (30) осуществляют формирование, усиления и излучение НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁.

Под воздействием НЧ непрерывных сигналов ЗДЧ на частоте f₁ осуществляют:

- дополнительную акустическую дегазацию загрязненной ПВ (пульпы);

- дополнительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- дополнительное акустическое торможение ССЧ;

- дополнительное полное уплотнение тел: верхней водоупорной дамбы и верхних частей боковых водоупорных дамб, а также дополнительное частичное акустическое уплотнение тел: средних и нижних частей боковых водоупорных дамб и нижней водоупорной дамбы.

В дальнейшем, существенно очищенную ПВ направляют в центральную часть КН. При этом: все (100%) КДЧ; основная часть СДЧ (более 75%) и значительная часть МДЧ (более 50%), выпадают в осадок в верхней части КН. Однако несущественная часть СДЧ (менее 25%) и незначительная часть МДЧ (менее 50%), из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч, а также сил тяжести: G_сдч и G_мдч, остаются в ПВ, что, как было сказано ранее, может снизить эффективность извлечения алмазов и т.д.

Для недопущения этого при помощи последовательно электрически соединенных: второго многоканального генератора (40) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂, второго многоканального усилителя мощности (41) широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂ и нескольких - не менее четырех, вторых направленных вперед-вниз и во все четыре стороны широкополосных импульсных гидроакустических излучателей (42) ЗДЧ на частоте ω₂ второго гидроакустического канала (39) ВПГАМ (20) осуществляют формирование, усиление и излучение широкополосных импульсных сигналов ЗДЧ на частоте ω₂.

Одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных: многоканального генератора (44) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂, многоканального усилителя мощности (45) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂ и нескольких ненаправленных гидроакустических излучателей (46) ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂ гидроакустического канала (43) ВПГАМ (20) осуществляют формирование, усиление и излучение ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂.

Под воздействием широкополосных импульсных гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте ω₂ осуществляют:

- практически полную акустическую дегазацию ПВ;

- практически полную акустическую коагуляцию СДЧ и, преимущественно, МДЧ;

- практически полное акустическое осаждение исходных и вновь образованных агрегоров в секторе гидроакустического воздействия;

- практически полное акустическое уплотнение осадка в центральной части КН;

- практически полное акустическое уплотнение тел всех четырех водоупорных дамб.

Под воздействием ВЧ непрерывных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f₂ осуществляют:

- окончательную акустическую дегазацию ПВ;

- окончательную акустическую коагуляцию СДЧ и, преимущественно, МДЧ;

- окончательное акустическое осаждение исходных и вновь образованных агрегоров;

- окончательное акустическое уплотнение осадка в центральной части КН;

- окончательное акустическое уплотнение тел четырех водоупорных дамб.

В дальнейшем, практически полностью очищенную ПВ направляют в нижнюю часть КН. При этом: все (100%) СДЧ и основная часть МДЧ (более 75%) выпадают в осадок в центральной части КН; оставшаяся в ПВ несущественная часть МДЧ (менее 25%) находится уже не в исходном (тонкодисперсном) состоянии, а в акустически коагулированном состоянии (с акустически укрупненными МДЧ). При этом благодаря искусственно (под воздействием акустических волн) увеличенной массе m*_мдч, МДЧ, под действием возросшей силы тяжести G*_мдч, эффективно выпадают в осадок в нижней части КН.

В дальнейшем полностью осветленный верхний слой ПВ через переливную трубу (13) подают, при помощи водного насоса (17), с выхода данной КН (9) в отстойник (14), а затем, через ВК (15), первый водовод (16) и второй водовод (18), на ОФ (3).

В результате: на ОФ (3): обеспечивают требуемую технологическим процессом эффективность извлечения алмазов, исключают излишний износ оборудования, предотвращают чрезмерное расходование электроэнергии и т.д.; на КН: полностью исключают паразитную фильтрацию через тела всех четырех водоупорных дамб, исключают (за счет его гидроакустического уплотнения) разрушение тела пляжа движущимися потоками пульпы, увеличивают полезный объем КН, обеспечивают эффективное извлечение (из движущегося потока ПВ) ПВ и осаждение (в движущемся потоке ПВ) на дне КН ССЧ и т.д. При этом:

1. Эффективное (быстрое и качественное) разделение на две фазы (жидкое и твердое) движущихся сапонитсодержащих хвостов обогащения ОФ - пульпы (загрязненной ПВ) в верхней части КН обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют акустическое уплотнение тела пляжа;

- осуществляют акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляют гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляют акустическую коагуляцию ССЧ (преимущественно СДЧ);

- осуществляют акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

2. Эффективное (быстрое и качественное) осветление (очистку ПВ от ССЧ) ПВ в центральной и нижней частях КН обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют гравитационное осаждение акустически ранее коагулированных ССЧ в нижней части КН;

- осуществляют акустическое уплотнение осадка в центральной части КН (тем самым увеличивают рабочий объем КН) и т.д.

3. Эффективное (быстрое и качественное) уплотнение сапонитсодержащего осадка на КН обеспечивают за счет того, что:

- предварительно осуществляют акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- предварительно осуществляют акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют акустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют гравитационное осаждение акустически ранее коагулированных ССЧ в нижней части КН;

- осуществляют акустическое уплотнение осадка в верхней и центральной частях КН и т.д.

4. Качественное уплотнение тел всех четырех водоупорных дамб КН обеспечивают за счет того, что:

- предварительно осуществляют акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- предварительно осуществляют акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют акустическое уплотнение осадка в верхней и центральной частях КН;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение тел всех четырех водоупорных дамб с помощью ППГАМ и ВПГАМ, размещенных на двух условных рубежах и т.д.

5. Относительную простоту способа обеспечивают за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических (в том числе снятых с вооружения, что дополнительно способствует конверсии предприятий военно-промышленного комплекса) излучателей;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью (раз в 7 суток), и непосредственно в процессе работы КН, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и т.д.

6. Минимальные финансово-временные затраты обеспечивают за счет того, что:

- многократно уменьшают площадь земель, отводимых под строительство очистного сооружения (используют малогабаритные КН вместо крупногабаритного хвостохранилища);

- очистку ПВ осуществляют в три этапа, начиная непосредственно в месте сброса пульпы на КН;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов и гидроакустических излучателей;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, относительно небольшое (менее 1 Вт/м³);

- время на монтаж оборудования на одной КН не превышает 1 суток;

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы КН, поэтому не требуется специального времени для прекращения процессов безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и т.д.

7. Медицинскую безопасность для человека обеспечивают за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей воды;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых и медицински (санитарно) сертифицированных приборов;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являются медицински безопасными для человека и т.д.

8. Экологическую безопасность для окружающей природной среды (ОПС) обеспечивают за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей воды;

- гидроакустическим способом уплотняют осадок в КН, что исключает дренажирование сапонитсодержащей воды из КН;

- гидроакустическим способом уплотняют тела всех водоупорных дамб КН, что исключает дренажирование сапонитсодержащей воды из КН;

- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являются экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. Вместо хвостохранилища используют КН.

2. Очистку осуществляют не в стоячем, а в движущемся потоке ПВ.

3. Излучение БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ осуществляют не только в импульсном режиме, но и в непрерывном режиме.

4. Дополнительно в районе сброса ПВ на КН и в центральной части КН используют гидроакустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных ССЧ.

5. Дополнительно в районе сброса ПВ на КН используют гидравлическое осаждение ССЧ.

6. Гидроакустическую дегазацию ПВ осуществляют не только в центральной части КН, но и в районе сброса ПВ на КН.

7. Гидроакустическое воздействие осуществляют не только на верхнюю водоупорную дамбу, но и на две боковые водоупорные дамбы и на нижнюю водоупорную дамбу карты намыва.

8. Дополнительно используют отстойник, входы которого соединены с выходами всех карт намыва, а выход - с входом ОФ.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки: 4 и 7 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН.

Признаки: 3 и 6 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки ПВ от СССЧ на КН. В то же время известно: для признака 3 - использование непрерывно излучаемых БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ для акустического осветления воды; для признака 6 - излучаемых БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ для акустической дегазации воды.

Признаки 1, 2, 5 и 8 являются известными.

Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно (быстро и качественно) разделять на две фазы - жидкое и твердое, движущиеся в потоке в верхней части КН сапонитсодержащие хвосты обогащения ОФ (пульпу); эффективно (быстро и качественно) очищать движущуюся в средней и нижней частях КН сопонитсодержащую ПВ; качественно уплотнять сапонитсодержащий осадок на КН; качественно уплотнять тело пляжа, дно КН и тела всех четырех водоупорных дамб КН относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для ОПС в целом.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

Пример реализации способа.

Промышленные испытания разработанного способа производились: в период 2002-2006 гг. - на промышленных участках (добыча платины) «Пенистый» и «Левтыринываям» ЗАО «Корякгеолдобыча», расположенного в долинах нерестовых рек: Левтыринываям, Ветвей и Вывенка (Россия, п-ов Камчатка); в 2010-2011 гг. - на береговом предприятии СП «Вьетсовпетро» по очистке производственных вод; в 2012-2015 гг. в ОАО «Севералмаз» (Россия, Архангельская обл.).

На фиг. 5-7 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа безреагентной очистки ПВ от ССЧ на КН.

При этом: на фиг. 5 представлены результаты - в виде соответствующих гистограмм, безреагентной поэтапной (0 - в районе сброса пульпы, I - на выходе из верхней части КН; II - на выходе из центральной части КН, III - на выходе из нижней части КН) очистки ПВ (исходная концентрация ССЧ SS₀=152 г/л) на КН с помощью разработанного способа (гистограммы, выделенные сплошной линией) и с помощью способа-прототипа (гистограммы, выделенные пунктирной линией).

Как видно из фиг. 5: после первого этапа очистки ПВ содержание ССЧ в ней было уменьшено с 152,0 г/л до 14,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки 90,78%) и с 152,0 г/л до 7,0 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки 95,39%, выигрыш разработанного способа 4,61%); после второго этапа очистки ПВ содержание ССЧ в ней было уменьшено с 152,0 г/л до 4,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после двух этапов - 97,36%) и с 152,0 г/л до 1,0 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после двух этапов - 99,34%, выигрыш разработанного способа 1,98%); после третьего этапа очистки ПВ содержание ССЧ в ней было уменьшено с 152,0 до 1,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после трех этапов - 99,34%) и с 152,0 г/л до 0,25 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после трех этапов - 99,67%).

Исходя из того, что требовалось (согласно технологии обогащения алмазов) уменьшить содержание ССЧ в ПВ, подаваемой на ОФ, до 0,5 г/л, способ-прототип не смог решить данную задачу. В то время как содержание ССЧ в ПВ подаваемой на ОФ в процессе реализации разработанного способа составило 0,25 г/л (выигрыш разработанного способа - 4 раза: 1,0:0,25).

На фиг. 6 представлены, в виде соответствующих гистограмм, содержания ССЧ в переливах осветленной ПВ для разработанного способа (гистограммы, выделенные сплошной линией) и для способа-прототипа (гистограммы, выделенные пунктирной линией) при различной скорости ветра на очистном сооружении (0 - скорость ветра менее 5 м/с, I - скорость от 5 до 10 м/с, II - скорость от 10 до 15 м/с, III - скорость ветра выше 15 м/с). Как видно из фиг. 6, разработанный способ, в первую очередь за счет более качественного уплотнения осадка, полностью обеспечивает выполнение требований регламента на качество очистки ПВ от ССЧ (содержание ССЧ в осветленной ПВ не более 0,5 г/л) при всех скоростях ветра, в то время как способ-прототип - только при скорости ветра не более 5,0 м/с.

На фиг. 7 представлены результаты безреагентного уплотнения (Р - по вертикальной оси) осадка (исходная: на горизонтальной оси - 0, плотность осадка Р₀=79 г/л) для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). Как видно из фиг. 7, в процессе реализации способа-прототипа содержание ВВ в сапонитсодержащем осадке увеличилось 79 г/л до 737 г/л (эффективность уплотнения осадка 9,32 раза), в то время как в процессе реализации разработанного способа содержание ВВ в сапонитсодержащем осадке увеличилось 79 г/л до 980 г/л (эффективность уплотнения осадка 12,40 раза). То есть выигрыш в эффективности гидроакустического уплотнения осадка у разработанного способа составил 1,33 раза.

Таким образом:

1. Эффективное (быстрое и качественное) разделение на две фазы (жидкое и твердое) движущихся сапонитсодержащих хвостов обогащения ОФ - пульпы (загрязненной ПВ) в верхней части КН было обеспечено за счет того, что:

- осуществляли акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли акустическое уплотнение тела пляжа;

- осуществляли акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляли гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по пляжу;

- осуществляли акустическую коагуляцию ССЧ (преимущественно СДЧ);

- осуществляли акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

2. Эффективное (быстрое и качественное) осветление (очистку ПВ от ССЧ) ПВ в центральной и нижней частях КН было обеспечено за счет того, что:

- осуществляли акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли гравитационное осаждение акустически ранее коагулированных ССЧ в нижней части КН;

- осуществляли акустическое уплотнение осадка в центральной части КН (тем самым увеличивают рабочий объем КН) и т.д.

3. Эффективное (быстрое и качественное) уплотнение сапонитсодержащего осадка на КН было обеспечено за счет того, что:

- предварительно осуществляли акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- предварительно осуществляли акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли акустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли гравитационное осаждение акустически ранее коагулированных ССЧ в нижней части КН;

- осуществляли акустическое уплотнение осадка в верхней и центральной частях КН и т.д.

4. Качественное уплотнение тел всех четырех водоупорных дамб КН было обеспечено за счет того, что:

- предварительно осуществляли акустическую дегазацию ПВ в верхней и центральной частях КН;

- предварительно осуществляли акустическую коагуляцию ССЧ в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли акустическое уплотнение осадка в верхней и центральной частях КН;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение тел всех четырех водоупорных дамб с помощью ППГАМ и ВПГАМ, размещенных на двух условных рубежах и т.д.

5. Относительную простоту способа обеспечивали за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических (в том числе снятых с вооружения, что дополнительно способствует конверсии предприятий военно-промышленного комплекса) излучателей;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью (раз в 7 суток), и непосредственно в процессе работы КН, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и т.д.

6. Минимальные финансово-временные затраты обеспечивали за счет того, что:

- многократно уменьшили площадь земель, отводимых под строительство очистного сооружения;

- очистку ПВ осуществляли в три этапа, начиная непосредственно в месте сброса пульпы на КН;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов и гидроакустических излучателей;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, было менее 1,0 Вт/м³,

- время на монтаж оборудования на одной КН не превышало 1 сутки;

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы КН и т.д.

7. Медицинскую безопасность для человека обеспечивали за счет того, что:

- полностью исключали использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей ПВ;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых и медицински сертифицированных приборов;

- управление работой устройства осуществляли автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- параметры гидроакустических волн являлись медицински безопасными для человека и т.д.

8. Экологическую безопасность для окружающей природной среды (ОПС) обеспечивали за счет того, что:

- полностью исключали использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей ПВ;

- гидроакустическим способом уплотняли осадок в КН, что исключает дренажирование сапонитсодержащей воды из КН;

- гидроакустическим способом уплотняли тела всех водоупорных дамб КН, что исключает дренажирование сапонитсодержащей воды из КН;

- параметры гидроакустических волн являлись экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для безреагентной очистки оборотных промышленных вод (ПВ) от сапонитсодержащих частиц и безреагентного уплотнения сапонитсодержащего осадка; для безреагентной очистки сточных ПВ от взвешенных веществ в отстойниках и на полях поверхностной фильтрации. Способ заключается в использовании по меньшей мере одной карты намыва - ограниченной со всех сторон водоупорными дамбами: внешней, внутренней и двумя боковыми, части хвостохранилища с наклонным дном в сторону водозабора, формировании, усилении и излучении бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот с амплитудой акустического давления не менее 10² Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, воздействии на промышленную воду бегущими гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот в районе сброса промышленной воды и в центральной части - на пути движения промышленной воды к району водозабора, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих частиц в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустической дегазации промышленной воды в центральной части и в районе сброса промышленной воды на карту намыва, уплотнении сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустическом уплотнении тел всех водоупорных дамб. Очистку осуществляют в движущемся потоке промышленной воды. Излучение бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот осуществляют в импульсном и в непрерывном режиме. Дополнительно в районе сброса промышленной воды и в центральной части карты намыва используют гидроакустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных сапонитсодержащих частиц, путем направленного сверху вниз излучения бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот. В районе сброса промышленной воды на карту намыва используют гидравлическое осаждение сапонитсодержащих частиц, движущихся в потоке промышленной воды по дну верхней части карты намыва путем их физического сцепления с уже находящимися на дне сапонитсодержащими частицами. В способе дополнительно используют отстойник, входы которого соединены с выходами всех карт намыва, а выход которого соединен с входом обогатительной фабрики. Технический результат: быстрое и качественное разделении на две фазы - жидкое и твердое, повышение качества обогащения, уменьшение износа оборудования простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для окружающей природной среды в целом. 7 ил.

Способ безреагентной очистки промышленной воды от сапонитсодержащих частиц на карте намыва, заключающийся в использовании по меньшей мере одной карты намыва - ограниченной со всех сторон водоупорными дамбами: внешней, внутренней и двумя боковыми, части хвостохранилища с наклонным дном в сторону водозабора, формировании, усилении и излучении бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот с амплитудой акустического давления не менее 10² Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, воздействии на промышленную воду бегущими гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот в районе сброса промышленной воды и в центральной части - на пути движения промышленной воды к району водозабора, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих частиц в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустической дегазации промышленной воды в центральной части и в районе сброса промышленной воды на карту намыва, уплотнении сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной воды и в центральной части, гидроакустическом уплотнении тел всех водоупорных дамб, при этом очистку промышленной воды осуществляют в движущемся потоке промышленной воды, излучение бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот осуществляют в импульсном и в непрерывном режиме, а также дополнительно в районе сброса промышленной воды и в центральной части карты намыва используют гидроакустическое осаждение исходных и ранее акустически коагулированных сапонитсодержащих частиц путем направленного сверху вниз излучения бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот, а в районе сброса промышленной воды на карту намыва - гидравлическое осаждение сапонитсодержащих частиц, движущихся в потоке промышленной воды по дну верхней части карты намыва, путем их физического сцепления с уже находящимися на дне сапонитсодержащими частицами, дополнительно используют отстойник, входы которого соединены с выходами всех карт намыва, а выход которого соединен с входом обогатительной фабрики.