نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

استفاده از لجن فاضلاب شهری برای پوشش باطله حاصل از فرآوری کانسنگ های سولفیدی مس

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 محیط زیست، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 دانشگاه تربیت مدرس
3 دانشیار/ دانشگاه تربیت مدرس
4 فرآوری مواد معدنی، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران
چکیده
با توجه به توسعه‌ معادن و حجم بالای باطله‌های حاصل از فرآوری مواد معدنی که اندازه ذرات آن در حد میکرون و اکثرا دارای فلزات سنگین بیش‌ازحد استاندارد است. با در نظر گرفتن اینکه محیط‌زیست یکی از ارکان توسعه پایدار هر جامعه است، مدیریت باطله‌های معدنی برای حفاظت از محیط‌زیست بسیار مهم است. از جمله راهکارهای مدیریتی برای جلوگیری از اکسیداسیون باطله‌ها و به دنبال آن تولید زهاب اسیدی معدن(AMD)، استفاده از روش پوشش‌دهی باطله است. در این تحقیق، آزمایش‌های استاتیکی برای پیش‌بینی قابلیت تولید زهاب اسیدی و آزمایش‌های ستونی به‌منظور بررسی عملکرد پوشش باطله برای جلوگیری از نفوذ اکسیژن و به دنبال آن اکسیداسیون باطله و تولید زهاب اسیدی معدن بر روی نمونه‌ باطله تهیه‌شده از سد باطله معدن مس سرچشمه کرمان انجام شد. مطابق نتایج آزمایش‌های استاتیکی، نمونه باطله با پتانسیل خالص تولید اسید (NNP) برابر با 42/79- و نسبت پتانسیل خنثی‌سازی اسید(NP)  بر پتانسیل تولید اسید (AP) برابر با 27/0، در رده‌ باطله‌هایی با پتانسیل تولید اسید تشخیص داده شد. در آزمایش‌های ستونی از پوشش آلی (لجن فاضلاب شهری) با ضخامت 5/7 و 15 سانتی‌‌متر بر روی باطله و آب اضافه‌شده بر اساس میزان بارندگی ماهیانه در منطقه کرمان در حالت عادی و دو برابر حالت عادی به ستون‌ها اضافه شد و عملکرد پوشش مورد استفاده با اندازه‌گیری پارامترهایی همچون pH، پتانسیل اکسیداسیون- احیا Eh، هدایت الکتریکی (EC) و غلظت فلزات در زهاب جمع‌آوری‌شده، تعیین شد. در نهایت باطله با پوشش 15 سانتی‌متری از مواد آلی و میزان آب اضافه‌شده بر اساس میزان بارندگی طبیعی از نفوذ اکسیژن به باطله جلوگیری کرده و زهاب اسیدی با ‌pH نزدیک به خنثی تولید شد و همچنین غلظت فلزات در زهاب حاصل کاهش پیدا کرد..
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

sewage sludge to coating copper sulfide processing tailings to reduce the availability of metals resulting from the production of acidic drainage

نویسندگان English

Farshad Ayadivand 1
Ahmad Khodadadi 2
ahmad jamshidi 3
Hassan Maleki 4
1 Environment, Faculty of Technical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran.
2 Tarbiat Modares University
3 Assistant professor at Tarbiat Modares University
4 Mineral Processing, Faculty of Mining Engineering, University of Tehran, Tehran.
چکیده English

Due to the development of mines and the high volume of tailings resulting from the processing of minerals, whose particle size is in the range of microns and mostly contain heavy metals exceeding the standard, and also considering that the environment is one of the pillars of the sustainable development of every society. Therefore, mineral waste management is critical to protect the environment. One of the management strategies to prevent tailings oxidation and the subsequent production of acid mine drainage (AMD) is the tailings coating method. In this research, static tests were to predict the ability to produce acidic drainage, and then a column test was to check the performance of the tailings cover in preventing oxygen penetration and, subsequently, oxidation of the tailings and the production of acidic mine drainage on the tailings sample prepared from the mine tailings dam. Sarcheshmeh, Kerman was done. According to the results of static tests, the waste sample with net acid production potential (NNP) equal to -79.42 and the ratio of acid neutralization potential (NP) to acid production potential (AP) equal to 0.27, in the category of wastes with potential Acid production was diagnosed. In the column tests, organic coating (municipal sewage sludge) with a thickness of 7.5 and 15 cm on the tailings and water added based on the amount of monthly rainfall in the Kerman region in the normal state and double the normal state to the column. The performance of the used coating was determined by measuring parameters such as pH, oxidation-reduction potential Eh, electrical conductivity (EC), and the concentration of metals in the collected sewage. Finally, the tailings with a 15 cm cover of organic matter and the amount of added water based on the amount of natural rainfall prevented oxygen penetration into the tailings. An acidic effluent with a pH close to neutral was produced. Also, the concentration of metals in the resulting effluent was reduced.

کلیدواژه‌ها English

Copper sulfide tailings
Acid mine drainage
Coating
Static tests
Column tests
  صادقی وزین، مهسا و کرابی، سیدمحسن و اخترپور، علی و دلیری، فرزاد،1399، بررسی استراتژی های مدیریت زهاب اسیدی معدن، ششمین همایش بین‌المللی مهندسی عمران، معماری، شهرسازی با رویکرد توسعه پایدار. ##
   Gutiérrez, M., Mickus, K., & Camacho, L. M. (2016). Abandoned PbZn mining wastes and their mobility as proxy to toxicity: A review. Science of the Total Environment, 565, 392-400.##
 Moreno-González, R., Macías, F., Olías, M., & Cánovas, C. R. (2022). Temporal evolution of acid mine drainage (AMD) leachates from the abandoned tharsis mine (Iberian Pyrite Belt, Spain). Environmental Pollution, 295, 118697.##
 Liu, J., Li, N., Zhang, W., Wei, X., Tsang, D. C., Sun, Y., ... & Feng, Y. (2019). Thallium contamination in farmlands and common vegetables in a pyrite mining city and potential health risks. Environmental pollution, 248, 906-915.##
    شاه حسینی، مجید، دولتی ارده جانی، فرامرز، امینی، مهدی، ابراهیمی، لونا، محبی، عباس. (1398). ارزیابی پتانسیل تولید زهاب اسیدی بر اساس روش‌های استاتیک در یکی از انباشته‌های کم عیار معدن مس میدوک. نشریه مهندسی معدن. ##
 Maleki, H., Noparast, M., Chehreghani, S., Mirmohammadi, M. S., & Rezaei, A. (2023). Optimization of flotation of the Qaleh Zari mine oxidized copper ore sample by the sequential sulfidation approach using the response surface method technique. Rudarsko-geološko-naftni zbornik, 38(1), 59-68.##
    Mohammadkhani, M., Abdollahy, M., & Khalesi, M. R. (2020). Investigation of Mechanism of Adsorption of Xanthate and Hydroxamate on Malachite. Journal of Mining and Environment, 11(3), 921-933.##
   Nieva, N. E., Borgnino, L., & García, M. G. (2018). Long term metal release and acid generation in abandoned mine wastes containing metal-sulphides. Environmental pollution, 242, 264-276.##
    Zheng, L., Qiu, Z., Tang, Q., & Li, Y. (2019). Micromorphology and environmental behavior of oxide deposit layers in sulfide-rich tailings in Tongling, Anhui Province, China. Environmental Pollution, 251, 484-492.##
    Song, K., Wang, F., Peng, Y., Liu, J., & Liu, D. (2022). Construction of a hydrogeochemical conceptual model and identification of the groundwater pollution contribution rate in a pyrite mining area. Environmental Pollution, 305, 119327.##
   US-EPA, (1994). Acid mine drainage prediction. Office of Solid Waste, Special Waste Branch, Washington.##
    Qureshi, A., Maurice, C., Öhlander, B., (2016). Potential of coal mine waste rock for generating acid mine drainage. Journal of Geochemical Exploration, Vol. 160, pp. 44–54.##
  Abrosimova, N., Gaskova, O., Loshkareva, A., Edelev, A., Bortnikova, S., (2015). Assessment of the acid mine drainage potential of waste rocks at the Ak-Sug porphyry Cu–Mo deposit. Journal of Geochemical Exploration, Vol. 157, pp. 1–14.##
  Shu, W.S., Ye, Z.H., Lan, C.Y., Zhang, Z.Q., Wong, M.H., (2001). Acidification of lead/zinc mine tailings and its effect on heavy metal mobility. Environment International, Vol. 26, Issues 5–6, pp. 389–394.##
   J. Taylor and S. Pape. (2007). Managing Acid and Metalliferous Drainage. Leading Practice Sustainable Development Program for the Mining Industry. no. September, p. 107, 2007.##
   Parisi, D., Horneman, J., & Rastogi, V. (1994). USE OF BACTERICIDES TO CONTROL ACID MINE DRAINAGE FROM SURFACE OPERATIONS¹. In International Land Reclamation and Mine Drainage Conference and Third International Conference on the Abatement of Acidic Drainage: Mine drainage (Vol. 2, p. 319). US Department of the Interior, Bureau of Mines.##
  Skousen, J., Rose, A., Geidel, G., Foreman, J., Evans, R., & Hellier, W. (1998). Handbook of technologies for avoidance and remediation of acid mine drainage. National Mine Land Reclamation Center, Morgantown, 131.##
  Diao, Z., Shi, T., Wang, S., Huang, X., Zhang, T., Tang, Y., ... & Qiu, R. (2013). Silane-based coatings on the pyrite for remediation of acid mine drainage. water research, 47(13), 4391-4402.##
 Brady, K. B., Smith, M. W., & Schueck, J. (1998). Coal mine drainage prediction and pollution prevention in Pennsylvania. Pennsylvania Department of Environmental Protection, Harrisburg.##
     Win, T. S., Dwiki, S., Mastumoto, S., & Kusuma, G. J. (2020). Application of fly ash and organic material as dry cover system in prevention of acid mine drainage generation. Journal of Geoscience and Environment Protection, 8(5), 56-64.##
    Jones, S. N., & Cetin, B. (2017). Evaluation of waste materials for acid mine drainage remediation. Fuel, 188, 294-309.##
    Yang, S., Luo, T., Fan, J., Zhou, C., Hu, M., Wang, J., ... & Liu, G. (2021). Performance and mechanisms of PropS-SH/HA coatings in the inhibition of pyrite oxidation. ACS omega, 6(47), 32011-32021.##
   Liu, Y., Hu, X., & Xu, Y. (2017). PropS-SH/SiO2 nanocomposite coatings for pyrite oxidation inhibition to control acid mine drainage at the source. Journal of hazardous materials, 338, 313-322.##
 Kang, C. U., Jeon, B. H., Park, S. S., Kang, J. S., Kim, K. H., Kim, D. K., ... & Kim, S. J. (2016). Inhibition of pyrite oxidation by surface coating: a long-term field study. Environmental Geochemistry and Health, 38, 1137-1146.##
   Peppas, A., Komnitsas, K. A., & Halikia, I. (2000). Use of organic covers for acid mine drainage control. Minerals Engineering13(5), 563-574.##
    بهنام فرد، علی، خفاجه، اسماعیل، و علایی، رسول. (1398). ارزیابی پتانسیل تولید زهاب اسیدی باطله های کارخانه فرآوری مجتمع سنگ آهن سنگان. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 21(10 (پیاپی 89) )، 31-40.## 
  سهرابی، وحید، قادری، مرتضی،. (1383). بررسی پتانسیل تولید زهاب اسیدی از باطله های کارخانه زغالشویی البرز شرقی با استفاده از آزمایش ABA اصلاح شده. کنفرانس مهندسی معدن ایران. ##
دوره 19، شماره 64
پاییز 1403
صفحه 65-80

  • تاریخ دریافت 15 آذر 1402
  • تاریخ بازنگری 02 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش 01 آذر 1403