Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

к такому снижению коэффициента фильтрации может при-вести также образование труднорастворимых осадков, выпадающих из отходов вблизи прифильтровой зоны нагнетательных скважин. Это могут быть осадки катионов металлов самих отходов и катионов металлов, выщелачиваемых отходами из пород. И то и другое является нежелательным и предотвратить это можно при обеспечении фазовой стабильности жидких РАО (гомогенной устойчивости) и при условии снижения количества выщелачиваемых компонентов за счет уменьшения агрессивного воздействия отходов на породы.

При контакте содержащих азотную кислоту растворов (0,3 М) с породами пласта-коллектора, которые представлены полиминеральной смесью, происходит существенное изменение химического состава, кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств, фазового состояния. При действии азОтной кислоты на образцы пород выщелачиваются катионы кальция и магния, в раствор переходят также катионы железа, алюминия. За счет расходования азотной кислоты на взаимодействие с породами происходит постепенная нейтрализация раствора до значения рН 47. Экспериментально установлено, что при рН более 7 выпадают в осадок гидрокси-ды таких катионов металлов, как железо, хром, алюминий, марганец.

Удаляемые в глубинный пласт-коллектор жидкие РАО в кислой среде должны соответствовать определенным требованиям, обеспечивающим непрерывную работу нагнетательных скважин в течение установленного периода времени, химическое взаимодействие отходов с породами пласта-коллектора не должно приводить к разрушению последних. С этой целью было предложено осуществлять предварительную подготовку перед захоронением как отходов, так и пласта-коллектора, применять порционное удаление жидких РАО в кислой среде с последующим оттеснением растворами от скважины.

На основании лабораторных и экспериментальных данных и опытно-промышленных работ были разработаны основные требования к жидким РАО различного типа, направляемым на захоронение, которые заключаются в следующем:

- регламентирование содержания взвешенных веществ в зависимости от характеристик пласта-коллектора;

- регламентирование состава отходов с целью предотвращения процессов осадко- и газообразования в прифильтровой зоне скважин;

-установление «пороговых» концентраций компонентов отходов, агрессивных по отношению к породам пласта-коллектора;



- ограничение содержания долгоживущих и наиболее энер-говыделяющих нуклидов с учетом возможного разогрева пласта-коллектора.

Для обеспечения выщеперечисленных требований была разработана технология подготовки жидких РАО к подземному захоронению, которая включает ряд таких приемов, как отделение взвесей путем отстаивания или фильтрации, предварительная химическая обработка отходов, предварительная обработка прифильтровой зоны нагнетательных скважин.

Требования к подготовленным к захоронению отходам отличаются в каждом конкретном случае и зависят от состава и свойств отходов, характеристик пласта-коллектора, режимов удаления отходов. Наиболее общими требованиями являются ограничения содержаний мелкодисперсных твердых частиц, которые принимаются от 5 до 100 мг/л, ограничение содержаний компонентов, способных образовывать слаборастворимые соединения при относительно небольших изменениях физико-химических характеристик отходов, кислотно-основных характеристик отходов, близких к нейтральным (отходы могут быть слабокислыми или слабощелочными).

На начальном этапе глубинного захоронения жидких РАО для улучшения экологической обстановки в районе предприятий в пласты-коллекторы направлялись декантаты открытых наземных хранилип!;, которые представляли собой солевые системы (в основном нитрат натрия) с нейтральным или слабощелочным значением рН. Специальной подготовки для этих отходов не требовалось.

По мере совершенствования основного технологического процесса перечень отходов, направляемых на захоронение, значительно расширился. При этом состав отходов и их свойства стали более сложными. Необходимым условием захоронения таких отходов стала предварительная подготовка, технология которой разрабатывалась в Институте физической химии Академии наук.

На основании экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, проверки на реальных растворах, результатов онытно-промьппленных опробований было сформировано мнение, что в практике технологической подготовки целесообразны следующие приемы:

- коагуляция легкогидролизующихся катионов металлов (железа, хрома, никеля), корректировка значения рН среды, отстаивание;

- использование комплексующих реагентов для получения устойчивых растворов, образование твердой фазы в которых протекает при более высоких значениях рН;



- применение специфичных реагентов, например поверхностно-активных веществ, позволяющих удалять отходы с различным поверхностным натяжением, вязкостью.

При коагуляции из жидких РАО следует выводить только те компоненты, которые способны за счет процессов гидролиза или образования слаборасгворимых соединений образовывать осадки в прифильтровой зоне нагнетательных скважин. В связи с этим для различных составов отходов подбираются такие композиции реагентов (коагулянтов), которые обеспечивают безопасный уровень концентрации осадкообразователей.

Стадию коагуляции можно заменить введением в отходы комплексующих реагентов, хелатные соединения которых с легкогидролизующимися компонентами отходов, такими как железо, хром, хорошо растворимы в воде в широком интервале значений рН. При этом может быть увеличено количество захораниваемых загрязнений. Известен и достаточно изучен ряд комплексующих реагентов, которые можно было бы использовать для подготовки отходов к удалению в пласты-коллекторы. Однако в силу ряда причин, в частности доступности и стоимости, практическое применение нашел вариант с использованием уксусной кислоты, комплексующие свойства которой хорошо изучены. Помимо комплексующих свойств растворы, содержащие ацетат-ионы, обладают «буферными» свойствами, т.е. при нейтрализации до определенного значения рН, соответствующего переходу кислоты в ее соль, сохраняют постоянное значение рН, что особенно важно, т.к. это задерживает процесс осадкообразования в пластовых условиях и, следовательно, зона осадкообразования смещается от прифильтровой зоны нагнетательных скважин.

Разработана альтернативная технология, позволяющая при необходимости заменить уксусную кислоту на такие реагенты, как оксиэтилидендифосфоновая кислота, хромотропо-вая кислота, глиоксаль.

Однако экономически более целесообразно использовать для подготовки отходов не индивидуальные дорогие комплексующие реагенты, а какие-либо полупродукты или отходы химических производств, обладающие необходимыми свойствами.

В ИФХ РАН с этой целью была изучена возможность применения отходов Рубежанского и Ереванского химических комбинатов. Было установлено, что могут быть использованы те и другие отходы. Но практическая реализация была затруднена вследствие малой растворимости в воде отходов, а отходы Ереванского химкомбината, содержащие смесь изомеров винной и малеиновой кислот, стали перерабатываться для доизвлечения винной кислоты.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84