Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Добыча металлов из нефти


Татнефть опробовала добычу лития на нефтяных месторождениях // Оборудование, услуги, материалы // Новости

Казань, 19 июн - ИА Neftegaz.RU. Специалистами ТатНИПИнефть и НТЦ Татнефти разработана технология извлечения коммерчески востребованных металлов из попутно добываемых пластовых вод.

Об этом Татнефть сообщила 19 сентября 2018 г.

 

Данная разработка востребована на месторождениях Татарстана и других субъектах РФ и позволяет на базе существующей инфраструктуры по добыче нефти создать экономически эффективное производство по извлечению ценных металлов из попутно добываемых пластовых вод.

 

Попутно добываемая с нефтью пластовая вода, используемая на сегодняшний день для поддержания пластового давления (ППД), представляет собой высокоминерализованный рассол, содержащий в себе от 70 до 300 кг/м3 растворенных солей.

 

Технология реализуется с применением селективных ионообменных смол и получением первичных концентратов целевого металла, последующим их концентрированием и очисткой.

 

Перспективными для извлечения из пластовых вод на объектах подготовки воды Татнефть могут стать соединения лития, рубидия, йода.

 

Среди преимуществ данной разработки - экологичность процедур извлечения и последующего обогащения металлов, нетоксичность используемых химических реагентов и безотходность.

Также использование попутно добываемых вод в качестве гидроминерального сырья не требует строительства новых добывающих скважин или дорогостоящих горных разработок, отсутствуют значительные расходы на организацию необходимого массопереноса, который уже воплощен в существующей системе ППД.

 

Успешная апробация установки для извлечения лития была проведена на одном из нефтепромысловых объектов Татнефть.

Данная разработка удостоена диплома 1й степени Международной специализированной выставки Нефть, газ. Нефтехимия-2018.

 

Обсудить на Форуме

neftegaz.ru

Добыча - металл - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Добыча - металл

Cтраница 3

Этими проектами охвачены месторождения с суммарными апасами золота 11 тыс. т ( производительность по добыче металла 800 т в год), меди - 240 или. Средняя продолжительность функционирования проектов - до 2025 г. Рассчитанные уровни добычи на 2025 г. всех названных металлов полностью обеспечиваются указанными троектами. Российские месторождения данных полезных ископаемых для зарубежных тестеров остаются невостребованными, хотя многие из них по качеству руд превосходят эсваиваемые зарубежные месторождения.  [31]

В соглашении 1972 года ( GLWQA) также была определена необходимость сокращения выброса токсичных химических элементов в озера от промышленных предприятий и других источников, а также механических отходов. В Канаде были опубликованы в 1970 году федеральные законы для обычных источников загрязнения промышленного сектора ( деревообрабатывающая и бумажная промышленность, добыча металлов из недр земли, нефтеочистительная и др.), в которых предусмотрены основные нормативы, в то время как Онтарио выпустило аналогичное руководство для местного региона, включая и регион Великих Озер. Действия, предпринятые по удовлетворению предусмотренных в законах требований промышленными предприятиями и муниципалитетом, показали внушительный результат, например, выбросы фосфора в районе Великих Озер сократились на 70 % между 1975 и 1989 годами, а слив отходов от семи нефтеочистительных заводов в Онтарио на 90 % с начала 70 - х годов. На рис 55.25 показаны аналогичные тенденции снижения выбросов отходов для деревообрабатывающей и бумажной промышленности, добычи железной руды и сталеплавильной промышлен-ностей.  [33]

Эти методы предполагается применять для переработки сульфидных концентратов смешанного состава, получаемых из комплексных рудных тел, в то время как сейчас добыча металлов из таких руд приносится в жертву требованиям к качеству концентратов, предъявляемым современным рынком.  [35]

Благородные металлы добывают как из побочных продук - тов при извлечении других металлов, так и из собственных самородных и рудных месторождений. Основное количество золота извлекают из самородных россыпей; главным источником серебра и платиновых металлов, наоборот, являются побочные продукты металлургии меди, никеля, свинца и др. Добыча бла городных металлов из россыпей и руд - большая и сложная область гидрометаллургии.  [36]

Некоторые же основные виды промышленности связаны со множеством других производств столь многообразно, что без обеспеченности первыми немыслимо в стране правильное и выгодное развитие множества других производств. Такими основными видами промышленности, кроме сельского хозяйства, перевозки по суше и воде и торговли, должно считать в наше время: добычу топлива, особенно же каменного угля, добычу металлов, особенно чугуна, железа и стали, производство машин и всяких металлических орудий труда, добычу камней, глин, соли и тому подобные виды горного промысла.  [37]

Постоянный ток в настоящее время применяется значительно реже, чем переменный. Его применение обусловливается либо самим ходом некоторых физических процессов, либо экономическими соображениями. Так, например, в электрометаллургии применение постоянного тока для очистки и добычи металлов диктуется тем, что в этих процессах используется электролиз, возможный только при постоянном токе.  [38]

Другим источником серьезной экономии средств является применение современной техники для лучшего использования сырья. Хорошо известно, например, что строительство новых рудников и разрезов для добычи цветных металлов - дело очень дорогое. Да к тому же продолжительность эксплуатации горных предприятий ограничивается имеющимися на месте запасами сырья, и в отличие от фабрик и заводов, которые служат многие десятки лет, для увеличения добычи металлов и другого сырья нужно, как правило, строить все новые и новые горные предприятия. В то же время в деле более полного извлечения металлов из руды имеются громадные резервы, которые надо поставить на службу народному хозяйству.  [39]

Штаты в добыче всей совокупности металлов занимают, бесспорно, первое место в свете. Расширяя нашу угольную и железную добычу, мы более всего сделаем для экономического устройства России, а имея в виду преимущественно золото, которого не видим, мы только длим существующий порядок. Но я не думаю этим сказать, что золота искать и добывать не следует; нет, и оно нужно, как нужно и земледелие - хоть и не столько, а всего нужнее в усложненный угольно-железный век вся сложная промышленная деятельность, в которой добыча металлов, особенно железа, играет видную роль, хотя далеко не первенствующую. Чаю, кофе, вин, сахара, пива и тому подобных товаров 4 главы в совокупности, не говоря о хлебе ( гл.  [40]

В течение длительного исторического периода в роли мировых денег выступало золото. Это объяснялось не только тем, что рассчитываться золотом неудобно ( поскольку каждый раз приходилось отливать кусок золота соответствующего веса и нести расходы по его пересылке из одной страны в другую и страхованию), но и тем, что развитие внешнеторгового оборота значительно обгоняло добычу металлов.  [41]

Изыскание новых месторождений и использование бедных руд не восполняют возросшее потребление. Поэтому повышаются трудозатраты и цены на металлы. Возникло несоответствие между потреблением и добычей металлов.  [42]

Во всяком случае, на основании данных о распространенности этих восьми элементов можно смело утверждать о больших перспективах в использовании алюминия, а затем магния и, может быть, кальция в создании металлических сплавов и металлокера-мических материалов ближайшего будущего. Несомненно, для этого должны быть разработаны энергоэкономичные методы производства алюминия, например, путем обработки алюминиевого сырья хлором с целью получения хлорида алюминия и восстановления последнего до металла ( этот метод был опробован в 1970 - х годах в США [ 8, с. Исключительная распространенность силикатов, составляющих 97 % кассы земной коры, дает основание утверждать, что именно они должны стать основным сырьем для производства строительных материалов будущего. Но надо принимать во внимание еще огромные скопления промышленных отходов, таких, как пустая порода при добыче угля, хвосты при добыче металлов из руд, зола и шлаки энергетического и металлургического производства, - все это тоже в основном различные силикаты. И как раз их необходимо в первую очередь превращать в сырье. С одной стороны, это обещает большие выгоды, так как это сырье не надо добывать-оно в готовом виде ждет своего потребителя. А с другой стороны, его утилизация является мерой борьбы с загрязнением откружающей среды.  [43]

Подсчитано, что в отвалах горных разработок только на западе США содержится более 33 млн. т меди. Обычно отвалы размещают в долинах, и поэтому металлы могут разноситься речными водами на большие расстояния. Воду, содержащую растворимые выщелоченные металлы, можно собирать у плотины ниже по течению и закачивать на фабрику, которая занимается добычей металлов. Если требуется, то очищенную воду можно повторно возвращать в отвал.  [44]

Едва ли это не зависит от того, что переработке подвергают у нас только руды, весьма богатые медью, а бедные руды оставляют нетронутыми, тогда как этих последних очень много близ Урала. Разработка и развитие за последнее десятилетие способов обработки медных руд водным путем доставляют возможность учреждения многих новых производств этого рода. Донец, Кавказ, Киргизские степи и Сибирь содержат, как известно, кроме тех рудников, которые уже разрабатываются, еще много таких месторождений меди, которые могут дать массу этого дорогого металла на новых заводах. Упоминаю об уральских месторождениях никкеля, о кобальте на Кавказе, о цинке там и в Польше, о свинце Батума, о сурьме в Дагестане и то лишь потому, что руды этих металлов мало разработаны у нас и могут, однако, доставить материалы для учреждения многих заводов, а эти металлы ввозятся к нам и, следовательно, потребность на них имеется даже внутри. Химические заводы пользуются от металлических руд не только прямо ими самими, но и целым рядом препаратов, из них получаемых, как то: разных сплавов, красок, солей и тому подобного. Заводы этого рода, конечно, могут основываться не только в тех местах, где ведется добыча металлов, но и там, где рынок близко. Железный колчедан служит важным материалом для истинных химических заводов, в тесном смысле этого слова, начинающихся с добычи серной кислоты. В большом размере добыча колчедана давно заведена на Урале Ушковым, и процветание его химического завода на Каме может служить указателем того, что можно сделать в отдаленных восточных частях России, если взяться за дело с настойчивостью и знанием. Хромовый завод Ушкова, начавшись с малых размеров, дорос в настоящее время до производства десятков тысяч пудов в год этой дорогой красильной соли и не только уничтожил ввоз к нам хромпика, но и послужил к вывозу этого материала за границу.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Добыча - металл - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Добыча - металл

Cтраница 1

Добыча металлов, меди, молибдена, золота, серебра и др. Цветная и черная: металлургия.  [1]

Добыча металлов из руд сводится к химическим реакциям - преимущественно к восстановлению соединений металла - обычно оксидов и сульфидов.  [2]

При добыче металлов из сернистых соединений их подвергают обжигу, при чем металл образует окись.  [3]

При добыче металлов методом подземного выщелачивания с использованием кислотных растворителей стальные трубы из обычной стали применяются в качестве обсадных, защитных колонн. В процессе освоения и эксплуатации технологических скважин они должны быть изолированы от контакта с продуктивными и рабочими растворами.  [4]

При добыче металлов методом подземного выщелачивания с использованием кислотных растворителей наиболее полно требованиям технологии оборудования скважин отвечают трубы из коррозионно-стойкой стали. Однако применение труб из нержавеющей стали для крепления и оборудования технологических скважин ПВ очень ограничено вследствие недостаточного числа этих труб и их значительной стоимости. Поэтому в настоящее время трубы из нержавеющей стали применяют только для изготовления фильтров глубоких скважин и скважинного оборудования, а также в качестве растворо-подъемных колонн.  [5]

Простейший из способов добычи металлов - добыча металлов, встречающихся в природе в элементарном состоянии. Жильный кварц, содержащий самородное золото, размалывают в шаровой мельнице, а измельченный материал обрабатывают ртутью. Ртуть растворяет золото, образуя амальгаму, которая легко отделяется от кварца благодаря большей плотности, а золото в свою очередь легко можно выделить из амальгамы путем отгонки ртути.  [6]

Чтобы показать рост добычи металлов везде, где оказалось возможным, я привожу далее не только данные для одного из последних лет ( чаще для 1898 г., потому что для него уже явились отчеты), но и для одного из предшествующих, и определяю процент годового прироста мировой добычи, как это сделано выше для железа. По свойствам и применению ближе всего к железу стоит медь - с нее и начнем.  [7]

Существует множество различных способов добычи металлов. Простейший из них - добыча металлов, встречающихся в природе в элементарном состоянии.  [9]

Простейший из способов добычи - добыча металлов, встречающихся в природе в элементарном состоянии. Жильный кварц, содержащий самородное золото, добывают на рудниках, измельчают в толчее, порошок обрабатывают ртутью. Ртуть растворяет золото, образуя амальгаму, которая легко отделяется от кварца благодаря большей плотности, а золото можно выделить из амальгамы путем отгонки ртути.  [10]

Химические процессы, связанные с добычей металлов, сводятся главным образом к восстановлению соединений металла - обычно окисла или сульфида. Главным восстановителем является уголь, часто в виде кокса.  [11]

Простейший из способов добычи металлов - добыча металлов, встречающихся в природе в элементарном состоянии. Жильный кварц, содержащий самородное золото, размалывают в шаровой мельнице, а измельченный материал обрабатывают ртутью. Ртуть растворяет золото, образуя амальгаму, которая легко отделяется от кварца благодаря большей плотности, а золото в свою очередь легко можно выделить из амальгамы путем отгонки ртути.  [12]

Процесс извлечения металла из руды называют добычей металла. Рафинирование заключается в очистке металла, извлеченного из руды.  [13]

Помимо аграрного сектора в традиционном доиндустриальном хозяйстве развиваются добыча металлов, рыболовство, простейшая лесообработка, т.е. отрасли, привязанные к природному сырью. Продукт производится небольшими партиями, в основном для собственных нужд замкнутых натуральных хозяйств или для малых локальных рынков. В хозяйственной деятельности люди опираются на привычку, традицию, на здравый смысл, на передаваемый из поколения в поколение опыт. Общество состоит из множества относительно изолированных локальных структур. Основная часть населения проживает вне городов. Образование и культура являются уделом тонкого слоя элиты.  [14]

Оплата труда ИТР и рабочих производится по конечным результатам сезона добычи металла.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Морские драги. Добыча нефти - Полезные ископаемые

С целью повышения эффективности, снижения трудоемкости и себестоимости добычи были успешно опробованы гидравлические способы разработки, включая рыхление вскрышных пород гидромониторами, гидравлическое транспортирование песков и эжекторную зачистку плотика. Гидравлическая технология позволила снизить затраты на приобретение оборудования и его эксплуатацию, повысить полноту извлечения алмазов, осуществить применение непрерывной технологии в едином технологическом процессе от забоя до обогатительной фабрики. Таким образом, была достигнута рентабельная добыча алмазов в пляжевой зоне при глубине карьера до 10 м ниже уровня моря.

В юго-западной части Балтийского моря известны разработки песчано-глинистых отложений, содержащих янтарь. Оригинальность разработок в пляжевой зоне заключается в следующем. Вскрышные породы с некоторых участков месторождения, удаленных От берега моря, перекачивают гидротранспортом и сбрасывают в мелководные бухты. Выходящий на дно моря янтароносный пласт оказывается перекрытым слоем песчано-глинистых отложений. Через несколько лет, используя мощную современную технику, здесь организуют горные разработки, образуя карьер-котлован. Достаточной ширины перемычка предохраняет котлован от попадания в него морской воды. Удалив перекрывающие породы, отрабатывают янтаросодержащий пласт, который представлен отложениями третичного возраста. Цвет пород имеет голубоватый оттенок, в связи с чем их называют «голубой землей», а аналогичные породы в нижней части пласта, но не содержащие янтаря — «дикой землей». Мощность перекрывающих отложений, состоящих из песчано-глинистой массы и гравия, не превышает здесь 10 м. Мощность янтаросодержащего пласта достигает 6 м.

Вскрышные работы ведут гидравлическим способом. Перекрывающие горные породы размываются гидромониторами и перекачиваются землесосами в море. Оставшиеся на кровле пласта пески зачищают бульдозерами. Добыча производится следующим образом. Шагающий экскаватор с драглайновым ковшом разрабатывает янтаро-содержащие породы и укладывает их внутри карьера на отработанной площади в отвал конусообразной формы. Напорной водой из гидромонитора эти уже рыхлые породы размываются и самотеком поступают в приямок землесоса, который перекачивает гидросмесь на обогатительную фабрику. При гидравлическом транспортировании происходит дезинтеграция глинистых частиц, в результате чего образуется тяжелая среда, которая предохраняет янтарь при гидротранспорте от переизмельчения благодаря стабильному потоку жидкости и обмазке стенок, трубопровода глинистым материалом. При гидросмыве пород из отвала внутри карьера янтарь благодаря меньшему удельному весу всплывает в несущем потоке пульпы. Наиболее крупные его куски отбирают вручную уже на этой стадии и направляют на обработку для изготовления художественных изделий. Остальная горная масса в виде пульпы уходит на обогатительную фабрику.

Обогащение начинается с отделения янтаря на металлических решетках, называемых шпальтовыми ситами. Далее пульпа попадает в конусные сепараторы для отделения более мелкого янтаря. Внутри конусного сепаратора — туга я глинистая масса, в которой янтарь, имеющий меньший удельный вес, всплывает. Затем во вращающихся металлических барабанах при помощи песка производят очистку янтаря от присущей ему поверхностной корочки. После чего янтарь сортируют по разновидностям, крупности и бортам, обрабатывают, превращают в художественные изделия и промышленную продукцию.

Отработанный карьер заполняется морской водой, берега его постепенно зарастают растительностью и образуется защищенный от моря водоем, который вписывается в ландшафт окружающей местности.

Еще один пример из опыта пляжевых разработок. В США добычу цветных металлов ведут на месторождении, расположенном на берегу залива Пинобскотт — Гусиная бухта. В атом районе разница высот прилива и отлива составляет 2,5—5,5 м. При приливах вода из залива по образовавшемуся узкому каналу переливалась в пруд, в котором уровень воды поднимался, а находившиеся на дне илистые отложения периодически промывались свежими морскими водами.

Проект отработки полиметаллического месторождения предусматривал организацию карьера на месте имевшегося пруда, причем максимальная глубина должна была составить 100 м. Планировалось устройство плотины, насосных станций, обвалованных отстойников и дренажных траншей. Дополнительные проблемы возникли при строительстве карьера. Он постоянно заливался. Применение для технологических целей морской воды высокой солености вызывало повышенную коррозию трубопроводов, насосов и обогатительных аппаратов. Не были ясны последствия применения соленой воды и в процессе обогащения. Кроме того, район в месте сооружения карьера отличался живописностью, чистотой вод, обилием птиц и животных. Это привлекало сюда экскурсантов, туристов и просто любителей природы. Карьер внес диссонанс в окружающую природную среду — потребовалось осуществление дополнительных природоохранных мероприятий.

В конце концов карьер построили. Его производительность составила 1 тыс. т/сут руды. Твердые скальные породы отделялись от массива при помощи буровзрывных работ. На погрузке руды применили экскаваторы, а на вывозке — автотранспорт.

Основными рудными минералами данного месторождения являлись сфалерит, халькопирит, сопутствующими галенит, хлорит, тальк. В среднем в руде содержалось цинка — 6% и меди — 1%. Такой вещественный состав позволил вести обогащение по стандартной схеме, разница заключалась лишь в применении в технологическом процессе морской воды. Сточные воды из обогатительной фабрики и карьера перед сбросом в море поступали в отстойники и очищались, а осветленная вода использовалась вновь, т. е. было налажено оборотное водоснабжение.

В ходе строительства был осуществлен комплекс мер, связанных с защитой окружающей среды. В частности, работы велись только в дневную смену, на работающих механизмах и машинах были установлены эффективные глушители, производственные здания разместили на закрытых площадках. Здания и механизмы были окрашены с учетом эстетических требований к их внешнему виду. Отрабатываемые площади озеленили и использовали для хозяйственных целей и туризма.

Как видим, разработку месторождений твердых полезных ископаемых в зоне пляжа успешно ведут в разных странах. Как правило, применяются традиционные в горном деле машины, механизмы, оборудование и технологии. К настоящему времени накоплен опыт защиты горных разработок от проникновения в них морской воды, а также установлена необходимость природных и водоохранных мероприятий в районах добычи.

Морские драги

Многочерпаковые драги — вид горного оборудования, который нашел широкое распространение при морской разработке россыпных месторождений. Это сложный технологический комплекс механизмов и оборудования, размещаемых на едином плавучем основании — понтоне с закопченным циклом технологических операций. Черпаки, закрепленные в виде бесконечной цепи на раме, опускаемой под уровень воды, ведут отделение пород в забое и доставку их на плавоснование. На обогатительной установке из добытой горной массы выделяют черновой концентрат, т. е. частицы минералов и металлов с удельным весом более 3 г/см3. Остальную массу по конвейерам или трубопроводам на некотором расстоянии от забоя укладывают в выработанное пространство. Производительность многочерпаковой драги увязывают с емкостью единичного черпака в пределах от 50 до 600 л. Пропорционально этому показателю изменяется вся технологическая цепочка и размеры понтона. Малолитражные драги применяют при глубине воды до 10 м. Крупные 600-литровые драги способны вести добычные работы при глубине водоема до 50 м, Дальнейшее увеличение длины черпаковой рамы не целесообразно по конструктивным соображениям.

Многочерпаковые драги используют при разработке грунтов различной плотности, включая трудноразрабатываемые — глинистые и валунистые. В случае особо плотных пород до начала добычи необходимо провести подготовительные операции: насыщение пород водой под давлением, взрывание взрывчатыми веществами, имеющими небольшую скорость детонации. Чрезвычайно трудными для добычи и переработки являются породы, содержащие глину. Глины могут залегать в виде пласта полезного ископаемого, находиться выше или ниже продуктивного пласта, а также встречаться в качестве переслаивающих пропластков пустых пород внутри него. Глины затрудняют процесс обогащения: увеличивают время работы аппаратов или просто забивают их. Для извлечения полезных минералов и металлов из глинистых грунтов нужна длительная дезинтеграция, т. е. измельчение и отмывка мелкой шламовой фракции.

Дополнительные конструктивные усовершенствования необходимы на драге при разработке пластов, содержащих валуны. Крупные валуны, не помещающиеся в черпаке драги, извлекают с помощью тросов или дополнительных грейферных захватов, дробят накладными зарядами. Для удаления крупнокусковатого материала на драге устанавливают дополнительные грохот и отвалообразователь.

Многочерпаковые драги в морском исполнении конструктивно отличаются от драг, предназначенных для внутренних водоемов, в частности, особенностями маневрового и транспортно-отвального оборудования. На них отсутствуют кормовые сваи и отвальный конвейер (стакер). При работе в открытом море передвижение и маневрирование драги по забою осуществляют не с помощью свай, а посредством канатно-якорного устройства. Между драгой, плавающей на поверхности моря, и забоем россыпи глубина воды, как правило, больше 10 м. Последнее обеспечивает транспортирование отходов обогащения по кормовым желобам (колодам) самотеком со свободным размещением их в выработанном пространстве.

На морских драгах монтируют индивидуальный автономный источник электроэнергии: они не могут запитываться от береговой силовой установки. В море глубина черпания ограничена предельной длиной черпаковои рамы, в то времд как в материковых водоемах возможно понижение уровня воды и применение драг с черпаковои рамой меньшей длины,. При морских работах необходимы промежуточные бункеры или баржи для вывозки концентратов. Морские многочерпаковые драги прекращают добычу при сильном волнении и ветре (3—4 балла): на волне жесткая черпаковая рама может удариться о дно и быстро выйти из строя. Капитальные затраты на сооружение морских драг выше, чем континентальных.

Технология добычи на морской драге и применяемое оборудование имеют некоторые особенности. Отделенная от забоя черпаками горная масса поступает в завалочный люк, направляющий ее в дражную бочку (барабанный грохот). Дражная бочка имеет два стальных литых круговых обода, которыми она опирается на ролики. Вращение ей придает ведущий ролик. В морских условиях, кроме двух поддерживающих роликов, на каждый обод сверху ставится дополнительный, удерживающий бочку от выпадения при качке на волне. Барабанный грохот драги — эффективный, но громоздкий узел в цепи обогащения. Сейчас изыскиваются новые средства, которые отличались бы меньшими размерами, что позволит уменьшить высоту надстроечной части и парусность драги (вибрационные грохота и т. п.).

Обогащению на драге предшествуют подготовительные операции; отделение валунов, выделение крупных фидий, дезинтеграция глинистых материалов, частичное обезвоживание горной массы. Эти операции осуществляют в аппаратах гидроциклонного типа. Далее подготовленный материал поступает в аппараты первой и второй стадий обогащения. Среди них наиболее эффективна отсадочная машина, В морских условиях хорошо зарекомендовала себя круглая отсадочная машина типа «Кливленд», обладающая высокой производительностью и достаточной компактностью. В этих машинах размещают «постель» из прочных кусков горных пород, подобранных по размерам, форме и удельному веру. Материал, подаваемый сверху, промывается восходящим воздействием потока воды и разделяется на фракции по удельному весу путем «встряхивания» «постели». При этом тонкие и легкие частицы горных пород выносятся водой вверх, а тяжелые минералы проникая между кусками «постели», «отсаживаются» и разгружаются через нижний патрубок. Исходный материал подается к центру машины, гребками равномерно распределяется по поверхности и смещается к периферии. На завершающей стадии обогащения обычно используют концентрационные столы — наклонные качающиеся доски. На них происходит более тонкое разделение минералов по удельному весу. Конечный продукт на драгах, например разрабатывающих касситерито-содержащее месторождение, представляет собой 25—30%-ный концентрат касситерита. Окончательное разделение концентрата — выделение попутных минералов, также имеющих большой удельный вес: ильменита, циркона, монацита, рутила, топаза и т. п., — обычно производят на береговых обогатительных фабриках. Обогащенный концентрат, содержащий 75— 76% касситерита, направляют на плавильные металлургические заводы.

На работе драги и оборудования существенно сказывается влияние агрессивной морской среды. Для защиты наиболее уязвимой части драги — понтона — от коррозии его днище, палубу и борта покрывают слоем битума. На внутренние поверхности водонепроницаемых переборок наносят тонкий слой цементного раствора. Из-за повышенной коррозии капитальный ремонт понтона у моря производят в доке через 6—7 лет в отличие от континентальных драг, у которых понтон без восстановительного ремонта может прослужить 10—12 лет. Снижение интенсивности коррозии возможно при применении катодной защиты. Специалисты считают, что большой эффект могло бы дать использование пластиковых, стекло-волокнистых покрытий, способных образовать тонкий прочный водонепроницаемый слой, предохраняющий корпус от разрушающего влияния морских организмов, гниющих остатков водорослей и т. и. Подобные меры имеют большое значение для морских драг, со сроком службы более 20 лет.

В качестве источников энергии на морских драгах служат традиционные виды топлива, главным образом жидкого. В будущем, по-видимому, широкое применение найдёт ядерная энергия, особенно при работе на большом удалении от берега и в подводных условиях. В настоящее время она на дражных работах не используется.

Многочерпаковые драги хорошо работают в закрытых бухтах побережья, между островами, на глубинах до 50 м.

Именно такие условия благоприятствовали широкому распространению дражных разработок в горно-морской промышленности Индонезии. Морские дражные работы в Индонезии имеют 70-летнюю историю. Впервые небольшие драги начали применять в 1907 г. для добычи олова у восточного побережья о-ва Пукет. В 1911 г. олово дражным способом добывали в открытом море у восточного побережья о-ва Синкеп юго-восточнее Сингапура. В те времена небольшие паровые драги с глубиной черпания 12 м строили в Голландии и в разобранном виде перевозили в Индонезию. В 1937 г. начались дражные разработки у берегов о-ва Биллитон. Здесь также работали небольшие драги голландской и американской постройки. С 1966 г. в Индонезии в районе о-ва Банка на расстоянии до 20 км от берега начала добычу мощная морская драга с глубиной черпания до 40 м.

Средняя годовая производительность драг по горной массе — около 3 млн. м3. В пересчете на среднее содержание касситерита (до 1 кг/м3) каждая драга добывает в год около 3 тыс. т олова.

Типичная схема обогащения включает: дражную бочку диаметром 2,5—3,5 м, 13—16 отсадочных машин, установленных в две-три стадии, и 2—4 концентрационных стола.

Крупная современная драга «Банка-1» работает круглосуточно, за исключением праздничных дней. Общее время простоев составляет примерно 20% в год, из которых 40% приходится на выходные, отпускные и праздничные дни, 10% —на текущие ремонты, до 20% —на капитальный ремонт и т. п.

Дражная команда на крупной драге состоит из 104 человек, объединенных в четыре бригады по 21 человеку, одну бригаду из 18 человек и двух механиков-ремонтников.

Штормы — нечастое явление для индонезийских вод, однако, если они случаются, драга прекращает работу. Во избежание поломок при ударе о дно черпаковую раму поднимают и расклинивают в понтоне. Команда во время шторма остается на драге, но, как правило, «заточение» продолжается не более суток.

В целом производительная работа драги обеспечивается высокой часовой производительностью, большой продолжительностью фактически отработанного времени в течение года, невысокими эксплуатационными затратами, эффективной схемой обогащения, обеспечивающей полноту извлечения ценных минералов, оптимальной системой разработки, позволяющей вести планомерную добычу полезного ископаемого.

В последние годы в разных странах предложены и запатентованы усовершенствования многочерпаковых драг, в частности предложена конструкция с двумя черпаковыми рамами (Патент Великобритании № 1040329), из которых одна служит для удаления вскрышных пород, а вторая — для добычи песков. Основным недостатком этого предложения является увеличение ширины понтона, а следовательно, уменьшение маневренности и снижение прочности конструкции.

Перспективно предложение по созданию драги, имеющей шарнирно-сочлененную раму. Это позволит увеличить глубину черпания многочерпаковой драги до 60 м. Расчетами установлено, что вес рамы при наличии двух звеньев может быть снижен примерно вдвое, а трех звеньев — втрое. Соответственно потребуется более легкий понтон и грузоспускные средства. В результате будут существенно уменьшены капитальные затраты на строительство драги по сравнению с драгой обычной конструкции. Шарнирно-сочлененная рама облегчит условия работы драги при значительном волнении в море путем регулирования натяжения тросов, поддерживающих звенья рамы.

www.x-mineral.ru

Добыча и применение нефти

Введение

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.

Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав "греческого огня". В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России, а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Нефть – это жидкая природная смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами; маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.

Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

Состав нефти

По составу нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды).

В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефть состоит главным образом из углерода – 79,5-87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоит нефть. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. Наряду с углеводородами в нефти присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. "гетерос" – другой). В нефти также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. В нефти так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть. Кислород в нефти встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) – Cnh3n-1(COOH), фенолов (не более 1%) – C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефти не превышает 1%, содержание смол может достигать 60% от массы нефти.

Образование нефти

В последние годы благодаря трудам главным образом геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установили, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ.

Процесс образования нефти начался много миллионов лет назад вместе с развитием жизни и продолжается, по сей день. Нефть причислена к невозобновляющимся источникам энергии, человек не в силах создать новое месторождение нефти за короткий срок.

Нефть и горючий газ накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором является пласт песчаника, заключенный среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования месторождений нефти и газа возникают в тех случаях, когда пласт песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже — вода.

О том, как образовались месторождения нефти и горючего газа, ученые много спорят. Одни геологи — сторонники гипотезы неорганического происхождения — утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их объединения в форме углеводородов и накопления в породах — коллекторах.

Другие геологи, их большинство, полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют без ответа другую их часть.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

Нефть образуется под поверхностью земли в процессе разложения морских организмов. Останки крошечных микроорганизмов, которые жили в море и в меньшей степени тех, что жили на суше и были унесены в море волнами рек, растения, растущие на дне океана – все это перемешивается с песком и илом, покоящимися на дне океана. Такие места, богатые органическими составляющими, становятся нефтематеринской породой для образования сырой нефти.

Постепенно отложения становятся все толще и толще и под собственной тяжестью погружаются все глубже в морское дно. Когда новые пласты накапливаются сверху, давление на нижние слои возрастает в несколько тысяч раз, а температура поднимается на несколько сотен градусов, грязь и песок затвердевают и превращаются в глинистый сланец и песчаник, карбонатный осадок и остатки раковин образуют известняк, а останки мертвых организмов трансформируются в сырую нефть и природный газ.

Как только нефть формируется, она начинает двигаться вверх, ближе к поверхности земли, поскольку плотность нефти меньше плотности морской воды, которая наполняет трещины в породах, песках и скалах, образующих земную кору. Природный газ и сырая нефть просачиваются в микроскопические поры пластов, расположенных выше. Иногда случается так, что нефть попадает в непроницаемые слои отложений или в окружения толстого слоя скалистых пород, который не позволяет ей двигаться дальше. Нефть попадает в ловушку, так образуются нефтяные месторождения.

Добыча нефти

Добыча нефти ведется человечеством с древних времен. Сначала применялись примитивные способы: сбор нефти с поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, при помощи колодцев. Первый способ применялся еще в Мидии и Сирии, второй - в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин.

За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива.

Главная машина для добычи нефти и газа — буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад, по существу, копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался — буровое долото. Его подвешивали на канате, который то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно-канатными. Их можно встретить кое-где и сейчас, но это уже вчерашний день техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и выгоднее другой способ бурения — роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство — ротор. На нижнем конце трубы — бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться.

Но и у роторного бурения есть свой недостаток. Чем глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, тем медленнее идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5—10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое — крутить колонну труб длиной 500 м. А что делать, если глубина скважины достигает 1 км? 2 км?

В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине — рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура.

У этого станка и двигатель был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая раньше только вымывала из скважины разрушенную породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.

Новый станок назвали турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой "многотурбинной" машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее.

Другая замечательная буровая машина — электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку — кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота—6-7 м.

Бурение — основная работа при добыче нефти и газа. В отличие, скажем, от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх.

По мере того как нефть изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.

coolreferat.com