بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
روشهای نوین دفن پسماندهای جامد عملیات استخراج و فرآوری مواد معدنی
اسلاید 3 :
پسماند جامد تولیدی در طی یک عملیات معدنکاری را می توان به دو گروه سنگ باطله بخش استخراج و باطله فرآوری تقسیم نمود.
برای امکان پذیری استخراج کانسنگ، سنگ باطله باید برداشته شده و در یک دمپ قرار داده شود. دمپ سنگ باطله دارای ساختار و توزیع ابعادی ناهمگن است. سنگ باطله ممکن است دارای ابعادی کمتر از mm0/1 تا بزرگتر از m1 باشد و معمولاً آلوده به واکنشگرهای فرآیندی نیستند و معمولاً آنها را در دمپهایی در نزدیکی پیت معدن و یا چاه اصلی معدن دپو میکنند. مشکل زیستمحیطی عمده مرتبط با این دمپهای سنگ باطله، تشکیل زهاب اسیدی معدن است که در صروت وجود کانیهای سولفیدی در آن احتمال رخداد دارد.
مقدمه
اسلاید 4 :
باطله فرآوری به آن پسماند جامدی گفته میشود که پس از عملیات فرآوری دور ریخته میشود. پایداری مکانیکی توده باطله به دلیل توزیع اندازه ابعادی کوچک و محتوی آب بالا ضعیف است. همچنین ممکن است محتوی فلزات سنگین و واکنشگرهای فرآیندی مختلف باشد که احتمالاً برای موجودات زنده در یک اکوسیستم سمی هستند. بنابراین، باطله فرآوری باید در مکانهای خاصی با لحاظ موارد ایمنی دفن شود.
معمولاً بسیار ریزدانه (کمتر از 100میکرومتر) بوده که بیان مینماید سطح واکنشی کانیهای موجود در آن بسیار بالا است و در صورت مناسب بودن شرایط، انحلال فلزات از آنها با نرخی زیاد امکانپذیر است.
اسلاید 5 :
باطلههای فرآوری همچنین آلوده به واکنشگرهای فرآیندی برای مثال سیانور، انواع اسیدها، بازها و واکنشگرهای فلوتاسیون هستند. همچنین درصورتیکه محتوی کانیهای سولفیدی در آن زیاد باشد امکان تشکیل زهاب اسیدی معدن وجود دارد. بواسطه این موارد معمولاً باطلههای کارخانه فرآوری در رده پسماندهای خطرناک قرار می گیرند و باید اقدامات مدیریتی لازم برر روی آن انجام شود. روش متداول برای مهار باطلههای فرآوری، دفن آنها در سدهای باطله است.
اسلاید 6 :
بطور کلی روشهای متداول و نوین موجود برای دفن باطلههای فرآوری
دفن در سدهای باطله،
پرکردن مجدد،
دفن در پیت معدن
دفن در زیردریا
و همچنین روش نوین دفن همزمان که در آن باطلههای بخش فرآوری در منافذ موجود در سنگهای باطله بخش استخراج قرار میگیرد معرفی شده و مزایای آن برشمرده شده است.
روشهای دفن باطلههای فرآوری
اسلاید 7 :
سد باطله
در اکثر پروژههای معدنکاری، طراحی، ساخت و بهرهبرداری از سد باطله که معمولاً برای دفن باطلههای فرآوری بکار گرفته میشود، مورد توجه خاص قرار دارد. سدهای باطله بر اساس نحوه ساخت به انواع بالارو (Upstream)، پایینرو (Downstream) و برجا (Centerline) تقسیم میشوند.
اسلاید 8 :
مزایای اصلی ساخت سد باطله به روش بالارو، هزینه کم و سرعت زیاد افزایش ظرفیت سد بواسطه قرار گرفتن هر پشته است. ضعف این روش آن است که دیوار سد بر روی نرمههای باطله که قبلاً درون آبگیر ریخته شده است و هنوز متراکم نیست بنا میگردد.
به این علت وقتی ارتفاع سد از حد خاصی تجاوز میکند، شکست رخ میدهد و جریان باطله به بیرون آن سرازیر میشود. به این دلیل، ساخت سد به روش بالارو در حال حاضر معمولاً کمتر استفاده میشود.
به روش بالارو
سد باطله
اسلاید 9 :
سد باطله پایینرو بر روی بخش دانه درشت باطله که از پایداری کافی برخوردار است احداث می گردد و به این دلیل تنها روشی است که اجازه طراحی و ساخت سدهای باطله را با لحاظ استاندارهای مهندسی و ایمنی قابل قبول می دهد. به این دلیل ساخت سدهای باطله خصوصاً در مناطق زلزله خیز باید به این روش انجام گیرد. بزرگترین اشکال این روش، لزوم دسترسی به مقدار زیادی ماسه برای بالا بردن دیواره سد است. تهیه مقدار کافی از بخش دانه درشت باطله ورودی به سد، به خصوص در مراحل اولیه کار ممکن است غیرعملی باشد.
به روش پایینرو
اسلاید 10 :
سد باطله برجا یکی از انواع سدهای باطله پایینرو است که در آن خط مرکزی دیواره سد با بالا رفتن آن در موقعیت ثابتی باقی می ماند. مزیت آن نسبت به روش پایینرو آن است که در هر مرحله نیاز به ماسه کمتری برای بالا بردن دیواره سد وجود دارد و بنابراین می توان سد را با سرعت بیشتری بالا برد. همچنین سد بر روی مواد دانهریز موجود در داخل آبگیر احداث نشده و مشکل سدهای باطله بالارو را کمتر دارد. با این وجود باید دقت شود که شیب دیواره مشرف بر آبگیر، در وضعیت ناپایدار نباشد.
به روش برجا
اسلاید 11 :
درصورتیکه سنگهای باطله بخش استخراج به مقدار کافی موجود باشند، بهترین مواد برای ساخت سد باطله هستند زیرا خصوصیات مکانیکی و ژئوتکنیکی ایدهآلی از جمله توزیع ابعادی مناسب، زاویه اصطکاک داخلی بالا و ظرفیت توزیع آب منفذی بالا دارند.
نکته:
سد باطله ساخته شده با استفاده از سنگهاي باطله بخش استخراج
اسلاید 12 :
پرکردن مجدد
در معادن زیرزمینی می توان از باطله کارخانه فرآوری و یا سنگهای باطله برای پر کردن آنسری از کارگاههای استخراج که عملیات استخراج آنها به اتمام رسیده است استفاده نمود. پس از گذشت چند ماه از پر کردن مجدد کارگاه استخراج، مواد پرکننده میتوانند بهعنوان یک ستون نگهداری مناسب عمل نمایند و اجازه استخراج پایههای کارگاه که معمولاً از جنس خود کانسنگ است و قبلاً امکان استخراج آن وجود نداشت را بدهد.
پر کردن مجدد کارگاههای استخراج شده همچنین حجم باطله که باید بر سطح زمین در سد باطله نهشته شوند را کاهش می دهد و بنابراین حجم سد باطله و هزینههای مدیریت آنها به میزان قابل توجهی کاهش مییابد.
اسلاید 13 :
سه نوع اصلی پر کردن مجدد شامل پر کردن به طریق هیدرولیکی ، پر کردن سنگی و پر کردن با مواد چسبان شده با سیمان است.
پر کردن هیدرولیکی به وسیله باطله فاقد نرمه ایجاد می شود و نیاز به اتصالدهنده برای فراهم کردن مقاومت مکانیکی مناسب توده پرشده پس از گذشت مدت زمان لازم وجود دارد. در روش پر کردن سنگی، سنگهای باطله بخش استخراج توسط کامیون یا نوار نقاله به کارگاه استخراج انتقال می یابد. پر کردن با مواد چسبان شده با سیمان از سال 1990شروع شد و به سرعت به دلیل مزایای بالای آن نسبت به پر کردن به طریق هیدرولیکی محبوبیت پیدا کرد.
اسلاید 14 :
پرکردن مجدد
ازجمله این مزایا شامل استفاده از کل باطله و نه فقط باطله نرمهزدایی شده، بهبود مقاومت مکانیکی و امکان بازگرداندن باطله های مستعد تولید زهاب اسیدی معدن می شود.
مزایای پر کردن با مواد چسبان شده با سیمان
این نوع پر کردن شامل مخلوطی از باطله، آب و مواد اتصال دهنده ( به عنوان مثال، سیمان پرتلند) است که معمولاً به کارگاه زیرزمینی با 70 تا 80 درصد وزنی جامد پمپاژ می شود. نوع و میزان ماده اتصال دهنده به ترکیب باطله و آب، مقاومت مکانیکی مورد نیاز و در نهایت به اقتصاد فرآیند بستگی دارد. معمولاً مقدار ماده اتصال دهنده بین ٪3 تا ٪7 وزن خشک باطله است.
هزینه عمده در یک عملیات پر کردن با مواد چسبان شده هزینه مربوط به خرید ماده اتصال دهنده است و بنابراین ترجیح داده می شود به جای سیمان از مواد زاید سایر صنایع که دارای خواص مناسب هستند مانند خاکستر بادی و سرباره استفاده شود.
اسلاید 15 :
دفن باطله در پیت معدن
در این روش از پیتهای معادن روبراز پس از اتمام عملیات استخراج آنها برای دفن باطلههای فرآوری استفاده میشود.
مزیت عمده این روش عدم نیاز به ساخت سد باطله در سطح زمین است و در نتیجه هزینه های ساخت و مدیریت این سدهای باطله و همچنین خطرات مرتبط با شکست این سدهای باطله وجود ندارد. اصلی ترین ریسک همراه با این روش، آلودگی آبهای زیرزمینی بواسطه ورود فلزات انحلال یافته از باطله به داخل آن است. این خطر برای معادنی روبازی که جریان آبهای زیرزمینی به سمت پیت معدن است یا هنگامیکه در زیر پیت معدن یک لایه سنگ بستر غیرقابل نفوذ وجود داشته باشد، به حداقل می رسد. برای اطمینان یافتن از اینکه پس از دفن باطله به این روش کیفیت آبهای زیرزمینی نیز حفظ میشود باید مطالعات هیدروژئولوژیکی حوزه پیت معدن انجام شود
اسلاید 16 :
دفن باطله زیر دریا
هنگامیکه عملیات معدنکاری نزدیک به دریا باشد، این روش دفن باطله جایگزین مناسب نسبت به روشهای فوقالذکر است منوط به اینکه قوانین اجازه دفن باطله به این روش را دهد.
الف) دفن باطله فرآوري به روش پر کردن مجدد و ب) سیستم دفن باطله زیردریا
اسلاید 17 :
تکنولوژی دفن همزمان باطلهها
سنگهای باطله بخش استخراج عمدتاً دانه درشت بوده و حفره های بزرگی بین آنها پس از قرار گرفتن در دمپ ایجاد می شود. این حفرات می توانند فضای مناسبی برای دفن باطله های فرآوری باشند.
دفن همزمان باطله ها یک تکنولوژی جدید است که از حفرات موجود در لابهلای سنگ باطله بخش استخراج برای دفن باطله های دانه ریزتر بخش فرآوری استفاده مینماید. درصورتیکه سنگهای باطله بخش استخراج در حد ابعادی و ماسه باشند به واسطه کم بودن نسبت منافذ در دسترس آنها نمیتوان این روش دفن را استفاده کرد.
اسلاید 18 :
تکنولوژی دفن همزمان باطلهها (مزایا)
مهمترین مزیت روش دفن همزمان باطله ها، حذف سد باطله میباشد. با توجه به مشکلات فراوان مشاهده شده برای سیستمهای نگهداری سد باطله و وقوع حوادث بیشمار در خصوص شکستن سد باطله مزایای قابل توجهی برای حذف سدهای باطله از پروژه های جدید معدنی وجود دارد.
مزیت دیگر تکنولوژی دفن همزمان، کاهش تولید زهاب اسیدی است. دلیل آن این است که در این روش، می توان مواد قلیایی را در قالب مواد متصل کننده مانند آهک، سیمان و یا خاکستر به باطله ها اضافه نمود که از طریق آن، محصورسازی موثری از مواد معدنی سولفیدی ایجاد شده و یا سلولهای مهار داخلی برای جداسازی سنگ با پتانسیل زهاب اسیدی بالاتر به وجود میآید.
اسلاید 19 :
مزیت دیگر آن در فرآیندهایی است که پسابهای خطرناک تولید می کنند. از جمله این فرآیندها می توان کارخانه های فرآوری کانسنگ طلادار را نام برد که باطله های آنها آلوده به سیانور است. در صورت استفاده از روش دفن همزمان باطله در این کارخانه ها، پروژه تبدیل به یک پروژه بدون تخلیه پساب می شود و از این طریق صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی و همین طور بهبود سازگاری پروژه با مقررات زیست محیطی قانونی خواهد شد.
برخی از مزایاي روش دفن همزمان در جدول اسلاید بعدی آورده شده است:
تکنولوژی دفن همزمان باطلهها (مزایا)
اسلاید 20 :
برخی از مزایاي روش دفن همزمان
