СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ СТОКОВ Российский патент 2021 года по МПК C02F1/56 C02F11/147 C02F103/10 C02F103/16 B01D21/01 

Изобретение относится к обработке шахтных хвостов в форме водных стоков, содержащих твердые частицы. При использовании способа изобретения возможным является отделение всей или части воды от сточных вод, содержащих твердые частицы. Данный способ включает (а) добавление к стокам, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера, после этого (b) добавление, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера.

Изобретение также относится к композиции, содержащей водные стоки, содержащие твердые частицы, подвергнутые обработке при использовании двух модифицированных природных полимеров с противоположным зарядом. Предпочтительно оно относится к композиции, содержащей водные стоки, содержащие твердые частицы, по меньшей мере, один анионный модифицированный природный полимер и, по меньшей мере, один катионный модифицированный природный полимер.

Многочисленные способы выемки породы при проведении горных работ приводят к получению хвостов в форме водных стоков, содержащих твердые частицы. Например, к получению таких шахтных хвостов приводит добыча углеводородов из битуминозных или нефтеносных песчаников. Поэтому удаление и обезвреживание шахтных хвостов представляет собой основную проблему в горнодобывающей отрасли промышленности, в частности, с начала добычи из нефтеносных песков. Поэтому на добывающие компании возлагается обязанность по определению того, как удалить данные побочные продукты безопасным и эффективным образом. Проблема является все более серьезной с учетом крупного масштаба операций по добыче полезных ископаемых из нефтеносных песчаников.

В общем случае операции по добыче полезных ископаемых также приводят к получению и таких хвостов или материалов отходов при извлечении руд для производства угля, алмазов, фосфата или различных металлов, например, алюминия, платины, железа, золота, меди, серебра и тому подобного. Такие хвосты также могут представлять собой результат переработки руд или способов в промышленности или при промывании.

Шахтные хвосты могут иметь различные формы, в частности, представлять собой шлам. В общем случае они представляют собой суспензии твердых частиц в воде.

В общем случае шахтные хвосты из нефтеносных песчаников образованы из воды, глины, песка и остаточных углеводородов, произведенных в ходе способа выемки породы при проведении горных работ.

Вплоть до настоящего времени существующая практика в промышленности заключалась в перекачивании хвостов в обширные отстойные пруды. Наиболее тяжелый материал, в основном представляющий собой песок, образует отложения на дне, в то время как вода поднимается к поверхности и может быть отправлена на рецикл. Промежуточный слой, известный под наименованием лежалых мелких хвостов (ЛМХ), в общем случае образован из 70 % воды и 30 % мелких частиц глины.

Как это очевидно, для слоя лежалых мелких хвостов могли бы потребоваться столетия для затвердевания. Продолжающееся развитие операций по добыче полезных ископаемых потребовало создания возрастающего количества все более крупных отстойных прудов.

Поэтому минеральный шлам, произведенный при использовании физических или химических технологических процессов обработки нефтеносных песчаников, хранят на открытом воздухе в бассейнах, прудах, между удерживающими дамбами или полужидкими насыпями. Поэтому данные большие объемы хранящегося шлама составляют реальную опасность, в частности, в случае разрушения плотин.

Исходя из конкретного обращения к техническим, экологическим или нормативно-правовым требованиям в дальнейшем необходимо отыскать средства ускорения или улучшения эффективности преобразования лежалых мелких хвостов в прочное отложение, которое впоследствии может быть рекультивировано.

Рекультивация почвы после операций по добыче полезных ископаемых стала обязательной в соответствии с экологическими правилами и предписаниями.

Также существует и потребность в ускоренной обработке шахтных хвостов в результате увеличения степени их осаждения для эффективного отправления воды на рецикл и уменьшения объема отходов.

В общем случае отделение и отправление на рецикл всей или части воды, содержащейся в водных стоках от проведения горных работ, представляют собой существенные цели при операции по добыче полезных ископаемых. Например, технологические процессы обработки водных стоков, содержащих твердые частицы, по существу направлены на улучшение выхода по отделению воды, в частности, в целях отправления отделенной воды на рецикл и обеспечения легкого обращения с конечным остатком. Увеличение данного выхода - результирующего высвобождения воды (РВВ) (net water release) - представляет собой основную цель технологических процессов обработки водных стоков, содержащих твердые частицы.

Известны технологические процессы физической обработки этих шахтных хвостов, например, центрифугирование, фильтрование, электрофорез и электрокоагулирование.

Также отмечено и появление химических способов. Например, известны способы, включающие добавление химических продуктов, таких как силикат натрия, органические флоккулянты, неорганические коагулянты, окисляющие добавки, восстанавливающие добавки или диоксид углерода. В целях отделения твердых веществ от жидкости также известно и использование в качестве коагулянтов или флоккулянтов синтетических полимеров.

В результате несмотря на существование методик обработки шахтных хвостов данные методики не обеспечивают получения полностью эффективного решения встречающихся проблем, в частности, с точки зрения техники, экологии или общественного спокойствия.

Следовательно, необходимо иметь доступные способы, которые позволяют находить решения для всех или части проблем, встречающихся в способах предшествующего уровня техники.

Поэтому в изобретении предлагается способ обработки водного стока, содержащего твердые частицы, включающий:

(а) добавление к стоку, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера, затем

(b) добавление, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера.

В соответствии с одним предпочтительным аспектом изобретения анионный модифицированный природный полимер представляет собой анионный модифицированный природный полисахарид, а катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный модифицированный природный полисахарид.

Предпочтительно в изобретении предлагается способ обработки водного стока, содержащего твердые частицы, включающий:

(а) добавление к стоку, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полисахарида, выбираемого из числа анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов и/или анионных декстранов, после этого

(b) добавление, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полисахарида, выбираемого из числа катионных крахмалов и/или катионных декстранов и/или катионных хитозанов.

Поэтому способ обработки изобретения включает:

(а) обработку твердых частиц, содержащихся в стоке, при использовании, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера;

(b) обработку частиц, полученных после стадии (а), при использовании катионного модифицированного природного полимера.

Предпочтительно способ изобретения является таким, что анионный модифицированный природный полимер представляет собой анионный модифицированный природный полисахарид, предпочтительно выбираемый из числа анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов.

В выгодном случае способ изобретения является таким, что катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный модифицированный природный полисахарид, предпочтительно выбираемый из числа катионных крахмалов и/или катионных декстранов и/или катионных хитозанов.

Предпочтительно способ обработки изобретения включает:

(а) обработку твердых частиц, содержащихся в стоке, при использовании анионного модифицированного природного полимера, выбираемого из числа анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов;

(b) обработку частиц, полученных после стадии (а), при использовании катионного модифицированного природного полимера, выбираемого из числа катионных крахмалов и/или катионных декстранов и/или катионных хитозанов.

В соответствии с изобретением стоками предпочтительно являются стоки после выемки породы при проведении горных работ, произведенные из угольных шахт, алмазных шахт, фосфатных рудников, металлических рудников, таких как алюминий, платина, железо, золота, медь, серебро и тому подобное.

Стоками также могут быть стоки после выемки породы при проведении горных работ из битуминозных песчаников или нефтеносных песчаников.

Предпочтительно стоками являются стоки после выемки породы при проведении горных работ из битуминозных песчаников или нефтеносных песчаников. В дополнение к твердым частицам стоки содержат воду. Они могут содержать песок, глину и воду или же песок, глину, воду и остаточный битум.

В общем случае водные стоки изобретения содержат от 5 до 70 % масс., предпочтительно от 20 до 50 % масс., более предпочтительно от 30 до 40 % масс., твердых частиц, в частности, минеральных частиц, в особенности выбираемых из глины, песка или их смесей.

Стоки, подвергаемые обработке в соответствии со способом изобретения, могут содержать различные хвосты. Данные хвосты могут являться свежими хвостами или мелкими хвостами. Предпочтительно это стоки, содержащие лежалые мелкие хвосты (ЛМХ), или стоки, содержащие свежие мелкие хвосты (СМХ), в частности, это стоки, содержащие лежалые мелкие хвосты (ЛМХ), а, говоря более конкретно, это стоки, содержащие лежалые мелкие хвосты (ЛМХ), содержащие глину в количестве в диапазоне от 5 до 70 % масс..

В общем случае водные стоки, произведенные в ходе выемки породы при проведении горных работ из битуминозного песчаника и подвергнутые обработке в соответствии с изобретением, также могут содержать и остаточный битум. Остаточный битум в таком случае присутствует в небольшом количестве, в общем случае в количестве, составляющем менее, чем 5 % масс. от водных стоков.

Анионные модифицированные природные полимеры и катионные модифицированные природные полимеры изобретения являются полимерами полубиологического происхождения. Под термином «полимеры полубиологического происхождения» подразумевается обозначение всех полуприродных полимеров. Полуприродные полимеры получают в результате химического или ферментативного модифицирования природных полимеров, произведенных из биомассы. В качестве химически модифицированных полимеров могут быть упомянуты, например, химически модифицированные полисахариды, такие как анионные крахмалы, анионные гуаровые камеди, катионные крахмалы, катионные декстраны. Для специалистов в соответствующей области техники известны различные химические реакции, делающие возможным получение данных модифицированных полисахаридов. Данные реакции описываются в документе Ian Cupmstey, «Chemical Modification of Polysaccharides», ISRN Organic Chemistry, vol. 2013.

В соответствии с изобретением анионный модифицированный природный полимер используют в качестве первичного средства обработки, а катионный модифицированный природный полимер используют в качестве вторичного средства обработки.

Предпочтительно для способа изобретения анионный модифицированный природный полимер добавляют в количестве при расчете на массу в диапазоне до 10 до 10000 ч./млн. по отношению к количеству твердых частиц, содержащихся в водных стоках. С практической точки зрения его добавляют в количестве в диапазоне от 10 до 10000 г при расчете на тонну твердых частиц, содержащихся в водных стоках.

Также предпочтительно анионный модифицированный природный полимер имеет молекулярную массу в диапазоне от 3 до 50 миллионов г/моль. Также молекулярная масса анионного модифицированного природного полимера может находиться в диапазоне от 5 до 30 миллионов г/моль.

Степень замещения соответствует среднему количеству замещенных гидроксильных групп при расчете на одно мономерное элементарное звено («оза» или моносахарид). Одна предпочтительная методика анализа изобретения для определения степени замещения представляет собой 1Н-, 13С-, 2D-ядерный магнитный резонанс (ЯМР) или определение степени анионности или катионности, в которую вносит свой вклад замещение, например, при использовании коллоидного титрования.

Предпочтительно анионный модифицированный природный полимер характеризуется степенью замещения в диапазоне от 0,01 до 3, предпочтительно от 0,1 до 2, более предпочтительно от 0,2 до 0,7.

Также предпочтительно анионный модифицированный природный полимер характеризуется плотностью заряда в диапазоне от 0,1 до 15 мэкв./г, более предпочтительно от 0,2 до 10 мэкв./г.

Плотность анионного заряда рассчитывают исходя из степени замещения анионного модифицированного природного полимера.

Плотность заряда рассчитывают при использовании следующей далее формулы:

Плотность заряда = (степень замещения/средняя молярная масса при расчете по количеству мономеров) × 1000

Предпочтительно для способа изобретения анионный модифицированный природный полимер представляет собой анионную гуаровую камедь.

Предпочтительно для способа изобретения катионный модифицированный природный полимер добавляют в количестве при расчете на массу в диапазоне от 50 до 1000 ч./млн. по отношению к количеству твердых частиц, содержащихся в водных стоках. С практической точки зрения его добавляют в количестве в диапазоне от 50 до 1000 г на тонну твердых частиц, содержащихся в водных стоках.

Также предпочтительно катионный модифицированный природный полимер имеет молекулярную массу в диапазоне от 100000 до 50 миллионов г/моль. Также молекулярная масса катионного модифицированного природного полимера может находиться в диапазоне от 500000 до 2 миллионов г/моль.

Предпочтительно катионный модифицированный природный полимер характеризуется степенью замещения в диапазоне от 0,1 до 3, предпочтительно от 0,2 до 2,5, более предпочтительно от 0,3 до 2.

Также предпочтительно катионный модифицированный природный полимер характеризуется плотностью заряда в диапазоне от 0,5 до 10 мэкв./г, более предпочтительно от 1 до 6 мэкв./г.

Предпочтительно для способа изобретения катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный крахмал или катионный декстран.

Более предпочтительно для способа изобретения катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный крахмал.

Поэтому предпочтительно для способа изобретения анионный модифицированный природный полимер представляет собой анионную гуаровую камедь, а катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный крахмал.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения массовое соотношение между анионным модифицированным природным полимером и катионным модифицированным природным полимером находится в диапазоне от 15 : 1 до 5 : 1.

В случае добавления к водным стокам каждый из катионного модифицированного природного полимера и анионного модифицированного природного полимера может быть независимо использован в жидкой форме, твердой форме, в форме суспензии, в форме порошка или в форме дисперсии в масле или рассоле. В случае использования твердой формы ее полное или частичное растворение в воде может быть получено при использовании установки для подготовки полимера, такой как установка для нарезания полимера (УНП) (Polymer Slicing Unit), раскрытая в документе ЕР 2 203 245. Предпочтительно их добавляют в форме водного раствора или водной дисперсии.

Предпочтительно анионный модифицированный природный полимер и катионный модифицированный природный полимер могут быть добавлены к водным стокам при транспортировании последних, в частности, в магистралях, переводящих стоки в направлении участков для хранения, использующихся для обезвоживания и затвердевания хвостов, подвергнутых обработке.

Участки для хранения могут быть участками на открытом воздухе. Они могут быть неогражденными земельными площадями или закрытыми зонами, например, бассейном или отсеком. Стадии способа обработки изобретения со следующим далее почвенным захоронением стоков могут быть возобновлены на одном и том же участке, что приводит к наложению слоев из хвостов, подвергнутых обработке. Почвенное захоронение также может быть проведено и непрерывно для получения массы подвергнутых обработке хвостов, из которой была извлечена вода.

Со способом изобретения может быть связано и использование механической обработки. В частности, установки для упомянутой механической обработки представляют собой устройства для центрифугирования, прессования или фильтрования стоков, подвергнутых обработке. Могут быть упомянуты концентраторы, центрифуги или гидроциклоны.

Анионный модифицированный природный полимер и катионный модифицированный природный полимер могут быть независимо добавлены в виде нескольких добавлений, в частности, поочередно или последовательно. Предпочтительно катионный модифицированный природный полимер добавляют за один раз.

Анионный модифицированный природный полимер и катионный модифицированный природный полимер могут быть добавлены в магистрали, переводящие стоки в направлении установки для механической обработки, или в стоки, покидающие упомянутую установку при их переводе в направлении участка для хранения или в направлении другой установки для механической обработки. Анионный модифицированный природный полимер и катионный модифицированный природный полимер могут быть добавлены в магистраль, переводящую стоки в направлении зоны для хранения.

При добавлении к стоку, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера со следующим далее добавлением, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера способ изобретения также может включать и отделение всей или части воды от смеси, содержащей твердые частицы, по меньшей мере, один анионный модифицированный природный полимер и, по меньшей мере, один катионный модифицированный природный полимер.

Предпочтительно при осуществлении способа изобретения отделение всей или части воды проводят в отношении смеси, содержащей твердые частицы, подвергнутые обработке при использовании, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера и, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера.

Отделение воды, в частности, может быть получено в результате почвенного захоронения, центрифугирования, прессования или фильтрования. Отделение воды предпочтительно проводят в результате почвенного захоронения.

В особенности выгодным образом отделение воды делает возможным удаление, по меньшей мере, 20 % масс. воды, содержащейся в стоке. Предпочтительно оно делает возможным удаление, по меньшей мере, 30 % масс. воды, содержащейся в стоке. Более предпочтительно оно делает возможным удаление, по меньшей мере, 50 % масс., даже, по меньшей мере, 60 % масс., воды, содержащейся в стоке. Количество удаленной воды измеряют по истечении 24 часов после осуществления способа изобретения. В соответствии с изобретением проводят измерение количества удаленной воды в результате оценки результирующего высвобождения воды (РВВ) из исходных стоков по истечении 24 часов после обработки в соответствии с данным способом.

Изобретение также относится к композиции, содержащей водный сток, содержащий твердые частицы, по меньшей мере, один анионный модифицированный природный полимер, выбранный из анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов.

Изобретение также относится к композиции, содержащей водный сток, содержащий твердые частицы, по меньшей мере, один анионный модифицированный природный полимер, выбранный из анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов, и, по меньшей мере, один катионный модифицированный природный полимер, выбранный из катионных крахмалов и/или катионных декстранов и/или катионных хитозанов.

Изобретение также относится к использованию для обработки водного стока, содержащего твердые частицы, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера, предпочтительно катионного природного полисахарида, предпочтительно выбираемого из катионных декстранов и/или катионных крахмалов и/или катионных хитозанов, для обработки твердых частиц, подвергнутых предварительной обработке анионным модифицированным природным полимером, предпочтительно анионным природным полисахаридом, предпочтительно выбранным из анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов.

Изобретение также относится к использованию, по меньшей мере, одного анионного модифицированного природного полимера, предпочтительно анионного модифицированного природного полисахарида, предпочтительно выбранного из анионных гуаровых камедей и/или анионных крахмалов, и, по меньшей мере, одного катионного модифицированного природного полимера, предпочтительно катионного модифицированного природного полисахарида, предпочтительно выбранного из катионных крахмалов и/или катионных декстранов и/или катионных хитозанов, для последовательной обработки твердых частиц, содержащихся в водных стоках.

Примеры

Пример 1: Обработка образца хвостов ЛМХ (29,8 % масс. сухого остатка) при использовании различных анионных полимеров.

Для каждого испытания к 200 г хвостов ЛМХ добавляли надлежащий объем раствора анионного полимера при концентрации 0,4 % масс. и все вместе вручную смешивали вплоть до наблюдения флоккулирования и оптимального высвобождения воды. Дозировки анионных полимеров выражают в г/тонна сухого вещества хвостов ЛМХ. Результаты обобщенно представлены в приведенной ниже таблице 1:

Таблица 1

Анионный модифицированный полимер Дозировка анионного модифицированного полимера РВВ, 24 часа Анионный полиакриламид 400 Флоккулирование невозможно Biolam P – гидроксипропиловое производное гуаровой камеди 4200 16,0 % Анионная гуаровая камедь 1 4000 18,5 % Анионная гуаровая камедь 2 3800 22,4 % Kelco KELZAN AP – ксантановая камедь Флоккулирование невозможно Flocon SG 2693 – ксантановая камедь Флоккулирование невозможно Blanose 7H9 – карбоксиметилцеллюлоза Слеживание, но без высвобождения воды Blanose 9H4F – карбоксиметилцеллюлоза Флоккулирование невозможно Blanose 7H4X – карбоксиметилцеллюлоза Слеживание, но без высвобождения воды Blanose 7M65 – карбоксиметилцеллюлоза Слеживание, но без высвобождения воды Blanose 9M31F – карбоксиметилцеллюлоза Флоккулирование невозможно HV150 – альгинат натрия Флоккулирование невозможно Tackidex C062 – анионный крахмал Флоккулирование невозможно Naiaclear 900 AFAP – анионный крахмал Флоккулирование невозможно EMES KM2NV – анионный крахмал Флоккулирование невозможно BECTOR A180 – анионный крахмал Флоккулирование невозможно

РВВ = результирующее высвобождение воды. Оно соответствует совокупному количеству воды, извлеченному во время испытания на флоккулирование, за вычетом количества воды, излишне добавленного во время введения в суспензию водных полимерного раствора и раствора диспергатора.

Как это демонстрируют данные результаты, только лишь производные гуаровой камеди образуют анионные модифицированные полимеры биологического происхождения, способные флоккулировать хвосты ЛМХ.

Пример 2: Обработка образца хвостов ЛМХ (29,8 % масс. сухого остатка) в рамках сдвоенной обработки средствами на 100 % биологического происхождения: добавление анионного модифицированного природного полимера в виде гуаровой камеди 2, после этого добавление катионного модифицированного природного полимера в виде крахмала 1 (плотность заряда = 1,5 мэкв./г).

Для каждого испытания к 200 г хвостов ЛМХ добавляли различные объемы раствора анионного модифицированного природного полимера при концентрации 0,4 % масс. Смесь смешивали вручную на протяжении 1 минуты. После этого, в свою очередь, добавляли различные объемы раствора катионного модифицированного природного полимера при концентрации 0,4 % масс. и все вместе смешивали вплоть до получения наилучшего результата по РВВ. Дозировки полимеров выражают в г/тонна сухого вещества хвостов ЛМХ. Результаты обобщенно представлены в приведенной ниже таблице 2:

Таблица 2

Дозировка анионной гуаровой камеди 2 Дозировка катионного крахмала 1 РВВ, 24 часа 4000 0 21,6 % 4000 160 24,0 % 4000 240 25,5 % 4000 320 27,0 % 4000 400 28,2 % 4000 480 29,8 % 4000 560 30,2 % 3600 0 8,8 % 3600 160 16,6 % 3600 320 23,9 % 3600 480 24,4 %

Как это демонстрируют данные результаты, возможной является обработка хвостов ЛМХ при использовании комплекта из двух средств для обработки на 100 % биологического происхождения, образованного из анионного модифицированного природного полимера, такого как анионная гуаровая камедь, и катионного модифицированного природного полимера, такого как катионный крахмал.

Пример 3: Обработка образца хвостов ЛМХ (44,2 % масс. сухого остатка) в рамках обработки при использовании комплекта из двух средств для обработки на 100 % биологического происхождения: добавление анионного модифицированного природного полимера в виде гуаровой камеди со следующим далее добавлением катионного полимера.

Для каждого испытания к 200 г хвостов ЛМХ добавляли различные объемы раствора анионной гуаровой камеди 2 при концентрации 0,4 % масс.. Смесь смешивали вручную на протяжении 1 минуты. После этого, в свою очередь, добавляли различные объемы раствора катионного полимера при концентрации 0,4 % масс. и полученную смесь смешивали вплоть до получения наилучшего результата по РВВ. Испытаниям подвергали три различных катионных полимера: DADMAC (хлорид полидиаллилдиметиламмония) с низкой молекулярной массой и два полимера биологического происхождения: катионный крахмал 1 (плотность заряда = 1,5 мэкв./г) и катионный декстран (плотность заряда = 3 мэкв./г, молекулярная масса = 2,5 миллиона). Дозировки полимеров выражают в г/тонна сухого вещества хвостов ЛМХ. Результаты обобщенно представлены в приведенной ниже таблице 3:

Таблица 3

Дозировка анионной гуаровой камеди 2 Дозировка катионного полимера РВВ, 24 часа 5430 0 0,9 % 4980 PolyDADMAC: 226 4,8 % 4525 PolyDADMAC: 452 11,8 % 4525 PolyDADMAC: 905 11,7 % 5430 Катионный крахмал 1: 226 3,0 % 5430 Катионный крахмал 1: 452 10,3 % 4980 Катионный крахмал 1: 905 15,0 % 4980 Катионный декстран: 226 4,5 % 4980 Катионный декстран: 452 11,0 % 4525 Катионный декстран: 905 17,3 %

Как это демонстрируют данные результаты, обработка при использовании комплекта из двух средств для обработки в виде анионного модифицированного природного полимера, такого как гуаровая камедь, и катионного модифицированного природного полимера, такого как катионный крахмал или катионный декстран, приводит к получению лучших результатов в сопоставлении с обработкой при использовании обычного катионного синтетического полимера. В ходе обработки при использовании комплекта из двух средств для обработки биологического происхождения наблюдали постоянное увеличение значения РВВ при увеличении дозировки катионного модифицированного природного полимера. С другой стороны, в случае использования обычного полимера наблюдали ограниченный максимум значения РВВ.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и охране окружающей среды и может быть использовано для обработки шахтных хвостов. К водному стоку, содержащему от 5-70% масс. твердых частиц, добавляют по меньшей мере одну из анионных гуаровых камедей с молекулярной массой 3-50 миллионов г/моль, степенью замещения 0,01-3 и плотностью заряда 0,1-15 мэкв./г, затем – по меньшей мере один из катионных крахмалов или катионных декстранов с молекулярной массой 100000-50 миллионов г/моль, степенью замещения в 0,1-3 и плотностью заряда 0,5-10 мэкв./г. Количество указанных анионных гуаровых камедей при расчете на массу составляет 10-10000 ч./млн, а указанных катионных крахмалов или катионных декстранов – 50-1000 ч./млн по отношению к количеству твердых частиц, а их массовое соотношение - от 15:1 до 5:1. Далее отделяют всю или не менее 20% масс. воды. Полученная композиция подходит для длительного хранения или почвенного захоронения стоков после выемки породы из угольных или алмазных шахт, фосфатных или металлических рудников, из битуминозных или нефтеносных песчаников; или стоков, содержащих свежие и/или мелкие хвосты; или песок, глину, воду и/или остаточный битум. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

1. Способ обработки водного стока, содержащего твердые частицы, включающий:

(а) добавление к водному стоку по меньшей мере одного анионного модифицированного природного полимера, выбранного из анионных гуаровых камедей, затем

(b) добавление по меньшей мере одного катионного модифицированного природного полимера, выбранного из катионных крахмалов или катионных декстранов,

где сток представляет собой:

сток после выемки породы при проведении горных работ из угольных шахт, алмазных шахт, фосфатных рудников, металлических рудников, таких как алюминий, платина, железо, золото, медь, серебро; или

сток после выемки породы при проведении горных работ из битуминозных песчаников или нефтеносных песчаников; или

сток, содержащий от 5 до 70 % масс., предпочтительно от 20 до 50 % масс., более предпочтительно от 30 до 40 % масс. твердых частиц; или

сток, содержащий песок, глину и воду; или

сток, содержащий песок, глину, воду и остаточный битум; или

сток, содержащий свежие хвосты; или

сток, содержащий мелкие хвосты; или

сток, содержащий свежие мелкие хвосты (СМХ); или

сток, содержащий лежалые мелкие хвосты (ЛМХ).

2. Способ по п. 1, где анионный модифицированный природный полимер добавляют в количестве при расчете на массу в диапазоне до 10 до 10000 ч./млн по отношению к количеству твердых частиц, содержащихся в водных стоках.

3. Способ по п. 1 или 2, где анионный модифицированный природный полимер имеет молекулярную массу в диапазоне от 3 до 50 миллионов г/моль, предпочтительно от 5 до 30 миллионов г/моль.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, где анионный модифицированный природный полимер характеризуется степенью замещения в диапазоне от 0,01 до 3, предпочтительно от 0,1 до 2, более предпочтительно от 0,2 до 0,7.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где анионный модифицированный природный полимер характеризуется плотностью заряда в диапазоне от 0,1 до 15 мэкв./г, более предпочтительно от 0,2 до 10 мэкв./г.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где катионный модифицированный природный полимер представляет собой катионный крахмал.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где катионный модифицированный природный полимер добавляют в количестве при расчете на массу в диапазоне от 50 до 1000 ч./млн по отношению к количеству твердых частиц, содержащихся в водном стоке.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, где катионный модифицированный природный полимер имеет молекулярную массу в диапазоне от 100000 до 50 миллионов г/моль, предпочтительно от 500000 до 2 миллионов г/моль.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где катионный модифицированный природный полимер характеризуется степенью замещения в диапазоне от 0,1 до 3, предпочтительно от 0,2 до 2,5, более предпочтительно от 0,3 до 2.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, где катионный модифицированный природный полимер характеризуется плотностью заряда в диапазоне от 0,5 до 10 мэкв./г, более предпочтительно от 1 до 6 мэкв./г.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, где массовое соотношение между анионным модифицированным природным полимером и катионным модифицированным природным полимером находится в диапазоне от 15:1 до 5:1.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, также включающий отделение всей или части воды от смеси твердых частиц, подвергнутых обработке при использовании анионного модифицированного природного полимера и катионного модифицированного природного полимера.

13. Способ по п. 12, где удаляют по меньшей мере 20 % масс., предпочтительно по меньшей мере 30 % масс., более предпочтительно по меньшей мере 50 % масс., кроме того, предпочтительно по меньшей мере 60 % масс. воды.

14. Применение для обработки водного стока, содержащего твердые частицы по меньшей мере одного катионного модифицированного природного полимера, выбранного из катионных декстранов и/или катионных крахмалов, для обработки твердых частиц, предварительно обработанных анионным модифицированным природным полимером, выбранным из анионных гуаровых камедей.

15. Композиция, содержащая водный сток, содержащий твердые частицы, подходящая для длительного хранения или почвенного захоронения, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один анионный модифицированный природный полимер, выбранный из анионных гуаровых камедей, и по меньшей мере один катионный модифицированный природный полисахарид, выбранный из катионных крахмалов и/или катионных декстранов, при этом

сток представляет собой:

сток после выемки породы при проведении горных работ из угольных шахт, алмазных шахт, фосфатных рудников, металлических рудников, таких как алюминий, платина, железо, золото, медь, серебро; или

сток после выемки породы при проведении горных работ из битуминозных песчаников или нефтеносных песчаников; или

сток, содержащий от 5 до 70 % масс., предпочтительно от 20 до 50 % масс., более предпочтительно от 30 до 40 % масс. твердых частиц; или

сток, содержащий песок, глину и воду; или

сток, содержащий песок, глину, воду и остаточный битум; или

сток, содержащий свежие хвосты; или

сток, содержащий мелкие хвосты; или

сток, содержащий свежие мелкие хвосты (СМХ); или

сток, содержащий лежалые мелкие хвосты (ЛМХ).