Как предотвратить образование гипсового налета

Мембраны обратного осмоса (RO), нанофильтрации (NF) и ультрафильтрации (UF) уже давно используются в опреснительной промышленности для очистки морской и солоноватой воды. Однако по мере роста населения планеты[1] крайне важно обеспечить доступ к большему количеству свежей и чистой воды. Вот почему Genesys International направила свой опыт на поставку антинакипинов и чистящих средств для менее традиционной отрасли – горнодобывающей промышленности.

Согласно статье Паулины Шиплинской, опубликованной в 2012 году, горнодобывающая промышленность является четвертым по величине потребителем воды в мире[2], но 90% шахтной воды подлежит вторичной переработке с использованием таких технологий, как RO или NF. Хотя это все еще сравнительно новое применение мембранной технологии фильтрации воды, количество предприятий, связанных с добычей полезных ископаемых, резко возросло за последние 10 лет.

Существует особая проблема, которая затрагивает установки фильтрации шахтной воды – высокий уровень общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), что приводит к сильной склонности к образованию накипи, особенно сульфата кальция (CaSO4) или гипса.

Эти условия выходят за рамки рекомендуемых производителями мембран рабочих параметров. По этой причине индустрия мембранных технологий традиционно игнорировала горнодобывающий сектор как источник бизнеса, считая его слишком сложным, чтобы окупиться.

Однако, несмотря на это, похоже, что горнодобывающие компании все чаще инвестируют в мембранную фильтрацию RO и NF, привлеченные преимуществами повышения степени извлечения металлов, а также возможностью очистки сточных вод. Благодаря собственным исследованиям Genesys International было выявлено 389 шахт, в настоящее время использующих мембранную фильтрацию, 301 из них введен в эксплуатацию с 2009 года.

Компания считает, что при правильном использовании химических веществ и непредвзятости можно не только препятствовать образованию сложных отложений, но и эффективно очищать загрязненные и накипные мембраны, чтобы восстановить их работоспособность. И кажется, что другие начинают это понимать. Команда Genesys недавно была рада увидеть следующие комментарии в статье Дэррила Батчера, директора BDB Process, Австралия, относительно двух проектов мембранных заводов, в которых он принимал участие в Африке[3]: «Ни одно из этих приложений не работало выбранным способом. мембраны укладывались в рекомендованные операционные окна, опубликованные производителями, но обе они были технически и коммерчески очень успешными и обе превзошли прогнозируемые показатели, использованные для обоснования капитальных затрат проекта… Представляется вероятным, что мембраны будут применяться в широком диапазоне применений для улучшения результаты процесса».

В отличие от других типов отложений, CaSO4 не зависит от pH. Это означает, что добавление кислоты или щелочи не предотвратит образование накипи. Компания Genesys разработала два новых антискаланта — Genmine AS26 и Genmine AS65, которые способны ингибировать CaSO4 как при низком, так и при высоком pH (до уровня насыщения x8-10).

Genmine AS26 особенно устойчив к кислым условиям, что редко встречается среди антинакипинов. Разработанный и усовершенствованный в результате строгих испытаний, он может ингибировать CaSO4 при таких низких значениях pH, как 1–2 (рис. 1). Это означает, что для того, чтобы антинакипин подействовал, не требуется дорогостоящей предварительной обработки для нейтрализации отходов горнодобывающей промышленности. Это должно привести к экономии капитальных и эксплуатационных расходов, а также сделать еще более возможным восстановление металлов и чистой воды из отходов хвостохранилища.

Конечно, не все шахтные воды являются кислыми, поэтому фирма также разработала Genmine AS65, который способен ингибировать отложения CaSO4 при уровнях насыщения x8-10 (рис. 2) при нейтральных и щелочных значениях pH. Это особенно актуально для процессов кучного щелочного цианидного выщелачивания, где мембраны используются для концентрирования как продуктивных, так и бесплодных растворов. Предоставляя продукцию, предназначенную как для кислых, так и для щелочных шахтных вод, компания может предложить подходящий химический состав для любой шахтной воды, подверженной влиянию гипсовых отложений.

Если гипсовый налет уже образовался, возможно, из-за использования неэффективных антинакипинов или неправильной дозировки, удалить его, не повредив мембрану, сложно, но возможно. Это следует сделать как можно быстрее, чтобы накипь сама по себе не вызвала необратимое повреждение поверхности мембраны.