بخشی از مقاله
چکیده
سدهاي باطله مکان هایی براي جمعآوري و نگهداري پسابها و مواد باطله حاصل از فرآیند تغلیظ در کارخانههاي فراوري مواد معدنی میباشند.هدف از طراحی سدهاي باطله ایجاد مکان امن و پایدار براي دفع مواد باطله کارخانههاي فرآوري است. طراحی سدهاي باطله بر اساس مشخصات باطله مورد نظر، مواد موجود براي ساخت دیواره سد، عوامل مرتبط با محل احداث سد و هزینهها انجام میشود. سدهاي باطله در انواع مختلف بالارو، پایین رو و برجا ساخته میشوند. مدیریت سدهاي باطله شامل طراحی، ساخت و توسعه، استفاده از سد، بسته شدن سد و عملیات پس از آن میباشد.سدهاي باطله برکیفیت آبهاي سطحی و زیرزمینی، بهداشت و سلامت جامعه، گیاهان، جانوران و خاك اثرات نامطلوبی دارند. خرابی سد در اثر شگستگی و آلودگی هاي ناشی از نفوذ مواد سمی از دلایل عمده مشکلات زیست محیطی سدها به شمار میرود.
در کارخانه فراوري طلاي آقدره استحصال طلا توسط فرایند سیانوراسیون انجام میگیرد و پساب وارد سد باطله میشود. سیانید ماده بسیار سمی و خطرناك است و حدود 0/05 ppmآن موجب مرگ انسان میشود. ورود آن به آبهاي سطحی، زیرزمینی و خاك خسارات جبران ناپذیري را بر محیط زیست و زندگی بشري به همراه دارد. سد باطله کارخانه فراوري طلاي آقدره از نوع خاکی و براي جلوگیري از نفوذ آبهاي سیانیدي کف آن حداقل با یک متر خاك رس و از یک نوع پلاستیک مخصوص پوشیده و فشرده شده است. در سیستم PPSM حجم بیشتري از آب نسبت به تیکنر از اسلاري جدا میشود بطوریکه محصول نهایی آن به صورت گلآب درمی آید، حجم سد حدود 10 میلیون متر مکعب براورد گردیده است.
واژگان کلیدي: سد باطله،طراحی , اثرات زیست محیطی, سیانور
مقدمه
پدیده جدید در علم سد سازي، سدهاي باطله هستند تفاوت این دسته از سدها با سدهاي معمولی خاکی و بتنی در این است، که ذخیره آب آشامیدنی کشاورزي و حتی براي مقاصد تفریحی بکار نمیروند. بعبارت دیگر نوعی سد معدنی هستند که فقط میتوان آنها را در مجاورت یک معدن مثلا معدن مس مشاهده کرد، در واقع وظیفه سدهاي باطله ذخیره پسابکارخانههاي فرآوري مواد معدنی میباشد. به حوضچه، استخر یا سدهاي ساخته شده به فرمهاي مختلف، براي جمعآوري ونگهداري اسلاري - - Slurry یا پساب حاصل از فرآیند تغلیظ مواد معدنی در کارخانه هاي فراوري مواد معدنی اطلاق میشود - شرکتهاي ATC,MPA، . - 2002
سدهاي باطله از ساختههاي قرن بیستم محسوب میشوند و یکی از ارکان مهم معادن میباشند. اهداف کلی از طراحی سدهايباطله دستیابی به مکان ایمن و پایدار پس از اتمام عملیات تغلیظ براي دفع مواد باطله میباشد - شرکتهاي ATC,MPA استرالیا،2002 و . - www.wise-uranium.orgسدهاي باطله باید با هدف پذیرفتن مقادیر نامشخصی از مواد ساخته شوند و ضمن فراهم نمودن حداقلنشت مایعات بهآبهاي سطحی و زیرزمینی، از پایداري لازم ساختاري برخوردار باشند. طراحی و ساخت آنها با توجه به افزایش اطلاعات ودانستهها در مورد مکانیزم خاك، و اصول خاك شناسی و آب شناسی پیشرفتهاي اساسی نموده است. در مناطقی که سنگمعدن شامل مواد سولفوري میباشد احتمال اکسیداسیون مواد و تولید اسید بسیار است.
بدترین نمونه از تخریب زیست محیطی ناشی از آبهاي آلوده معادن، زهابهاي اسیدي یا همان "AMD" است، که منشاء آن اکسیداسیون کانیهاي سولفیدي میباشد - شرکتهاي ATC,MPA استرالیا، 2002 و سمیعی عبداالله . - 1384خرابی چنین سازههاي مهمی می تواند عواقبی همچون کشته شدن انسانها، آلودگی محیط زیست و زیانهاي اقتصادي را در پی داشته باشد . - Protection Agency 1994 - سدهاي نگهدارنده مواد آلاینده بخصوص در معادن طلا با توجه به استفاده ازسیانور براي بازیابی طلا و نقره از سنگ معدن و نظر به خطرات زیست محیطی حاصله از اهمیت بسیاري برخوردارند حتیسالها پس از پایان کار معدن هنوز خطر ساز بوده و به توجه و برنامه ریزي مستمر براي نگهداري و کاهش اثرات منفی زیستمحیطی نیاز دارند.
در گذشته که حجم معادن طلا کوچک و خطرات زیست محیطی حاصل از آن چندان شناخته شده –نبود تخلیه باطلهها بداخل رودخانه عادي بود بعدها پیشرفت تکنولوژي و شناخته شدن راههاي مختلف فرآیند تولید طلا باعث شد تا از نظر اقتصادي امکان تولید از سنگهایی با عیار کم در مقیاس بزرگ عملی و حجم زیاد پساب کارخانهها نیاز به ساخت و احداث سدهاي نگهداري را روز به روز بیشتر کرد - رضایی سراجی، محسن، . - 1385 در این تحقیق به بررسی طراحی ساختسدهاي باطله، پارامترهاي موثر در ساخت و مدیریت، اثرات و مشکلات زیست محیطی آنها با نگاهی به سد باطله کارخانه فراوري طلاي آقدره پرداخته شده است.
طراحی و ساخت سدهاي باطله
طراحی سدهاي باطله بر اساس مشخصات باطله مورد نظر، مواد موجود براي ساخت دیواره و کف سد، عوامل مرتبط با محل احداث سد - زمین شناسی، توپوگرافی و هیدرولوژي - و هزینهها انجام میشود. در طراحی سدهاي باطله به اصول هیدرولوژي توجه بیشتري شده و کنترل سطح آب اشباع شده داخل حوضچه باطله و یا دیواره سد از اهمیت حیاتی بر خوردار است. باید توجه داشت که نوع خاکریز سد بستگی به عواملی چون مقدار و مصالح موجود، فعالیت هاي لغزهاي و میزان خطر سیل داردProtection Agency 1994 - و رضایی سراجی، محسن -
عوامل موثر در طراحی سدهاي باطله
عوامل موثر در طراحی سدهاي باطله به دو دسته تقسیم می شوند که عبارتند از Protection Agency 1994 - و رضایی سراجی، محسن، 1385 و مصطفایی، : - 1376
عوامل مرتبط با مشخصات باطله
شناسائی ترکیب باطله، دانسیته پالپ، دانه بندي و سایر مشخصات باطله با سه هدف آنالیز باطلهها به منظور بررسی قابلیتکاربرد آنها در ساخت دیواره سد، تاثیر آنها در پایداري حوضچه و زهکشی آب، کانیشناسی آنها به منظور پیش بینی پتانسیل شیمیائی آبهاي خروجی از سد باطله در طراحی سد باطله مورد استفاده قرار میگیرند. علاوه بر مشخصات فیزیکی، نحوهانباشت باطله ها داخل حوضچه نقش مهمی در مشخصات مهندسی سد دارد.
عوامل مربوط به مشخصات محل احداث سد باطله
این عوامل شامل ملاحظات فیزیکی مانند حجم باطله و سطح مورد نیاز براي احداث سد باطله، ملاحظات اقتصادي مانندمیزان و هزینه مواد پر کننده، کنترل آب و روش انباشت باطله و نیازهاي زیست محیطی مانند کنترل سیلابها، آبهاي زیر زمینی و سطحی، فاصله تا محل کارخانه، ارتفاع سد نسبت به کارخانه، نوع باطله تولید شده، جاده دسترسی، هیدرولوژي،زمین شناسی و غیره.
براي طراحی و ساخت سدهاي نگهدارنده مواد باطله با توجه به سمی بودن آنها بایستی کوشش شود که نشت آب از سد به حداقل برسد. براي رفع این مشکل، در درجه اول بایستی نسبت به تخلیه و برگشت هرچه بیشتر آب داخل سد به کارخانه جهت استفاده مجدد اقدام و در درجه دوم نسبت به آببندي - Seal - کردن سد و جلوگیري از نشت آب کوشش نمودProtection Agency 1994 - و . - International Committee of Large Dams, Paris, 2001 مهمترین راههاي کاهش نشتی آباز سدها عبارتند از:
استفاده از خاك رس و لایههاي ژئوممبران - Geomemberance - براي غیر قابل نفوذ سازي سداستفاده از دوغاب سیمان در کف و دیوارهها.ایجاد کانال در پایین دست سد براي جمعآوري آبهاي نشتی.تخلیه اسلاري از طرف دیواره داخلی سد بمنظور ایجاد Beach - کرانه - و غیر قابل نفوذ کردن دیواره سد.کنترل مواد نشتی معمولاً در اولین مراحل طراحی سد باطله ارزیابی میشود. روشهاي ممکن در این خصوص شامل نصب Liners - آسترها - در بستر محل انباشت باطله، ساخت زهکش ها براي جمعآوري زهابها، احداث سیستم جمعآوريموادنشتی و پمپاژ و برگشت آن یا تصفیه آب میباشد E. Niederleithinger 2003 - و . - Van Zyl, 1998انواع سد هاي باطله عبارتند از - Protection Agency 1994 و : - www.wise-uranium.org
الف - بالارو - Upstream Tailings Dam -
در روش بالا رو هسته دیواره سد بطرف بالا حرکت میکند در این روش ابتدا پشته سد در پایین دست ساخته شده، سپس بتدریج دیواره سد بطرف حوضچه سد منتقل میشود. پخش اسلاري از روي تاج سد و از طریق سیکلون انجام گرفته، مواد درشت در نزدیکی سیکلون و مواد ریز به مسافتهاي دورتر منتقل میشوند وقتی اولین سد تقریباً پر شد دیوارههاي بعديروي اسلاري خشک شده قبلی ریخته و این عمل تا رسیدن به ارتفاع پیش بینی شده ادامه مییابد این روش ساخت ارزانتریننوع سد بوده و از مواد زاید کارخانه براي بالا بردن دیواره سد استفاده میشود ضمناً سرعت ساخت سد با چنین روشی بالا است. عیب بزرگ این روش آن است که پشتههاي متوالی روي مواد زاید قبلی بالا رفته و عملیات فشرده شدن مواد کافینبوده، ارتفاع دیواره محدود و مقاومت خوبی در مقابل حرکت مواد ندارد. در مناطق زلزله خیز این روش ساخت ممنوع استبا توجه به معایب فوق جز در موارد نادر و ارتفاع تاج کم دیگر از چنین روشی استفاده نمیشود. در شکل 1 نمایی از این نوع
سد باطله نشان داده شده است.
