چاره جویی برای عواقب وخیم زهکشی اسیدی معدن - کولو

جریان آب اسیدی از معادن زغال سنگ یا فلزات، زهکشی اسیدی معدن نامیده می شود. این پدیده به عنوان زهکشی اسیدی تخته سنگ ها نیز شناخته می شود. لزومی ندارد که تنها در مکان های معدن کاری این پدیده مشاهده شود. در مکان های حمل و نقل جاده ها و محل های ساخت و ساز نیز زهکشی اسیدی رخ می دهد. در بعضی مکان ها، این پدیده به صورت طبیعی اتفاق می افتد. هوازدگی شیمیایی تخته سنگ ها علت بروز این پدیده می باشد.

مقدمه

فرایند معدن کاری زیر سطحی شامل حفاری در اعماق زیاد می باشد. این فرایند حفاری اغلب زیر عمق جدول آب های زیر زمینی انجام می شود. جهت جلوگیری از سیلاب احتیاج به حذف مداوم آب می باشد. هنگامی که فعالیت معدن کاری در یک مکان خاص رها شود و در صورتی که آب به صورت منظم زهکشی نشود، سولفات های فلزی در معدن در معرض آب و هوای انباشته شده قرار گرفته و این امر منجر به تشکیل حوضچه های اسیدی می شود.

اثرات

شرایط زهکشی معادن بر عناصر شیمیایی موجود در آب از طریق تغییر در سطوح پی اچ و دما تا حد زیادی تأثیر می گذارد. سطح پی اچ نه تنها به صفر می رسد، بلکه در بعضی مواقع می تواند منفی نیز باشد. در این شرایط دماها تا بالای 47 درجه سانتی گراد نیز می تواند برسد. پی اچ منفی منجر به تبخیر آب از حوضچه های اسیدی شده که با افزایش غلظت یون های هیدروژن شرایط اسیدی افزایش می یابد.

خاک های با محتوای اسیدی بالا برای رشد گیاهان مناسب نیست. زهکشی معادن که جریان های کوچکی را تشکیل می دهد، بر گیاهان و حیوانات آبزی نیز اثرات منفی خواهد گذاشت، این اثرات بعضی مواقع تا آن حد زیاد است که کل جمعیت ماهی ها را از بین می برد. در صورتی که تخلیه این مواد درون رودخانه ها صورت گیرد، باعث می شود که بر اثر خواص خوردگی آب اسیدی آسیب هایی به پل های ساخته در این منطقه ها وارد شود. این پدیده باعث می شود که آب برای نوشیدن نیز مناسب نباشد.

راه چاره

درمان معمولاً شامل خنثی سازی محتوای اسیدی زهکشی با وارد ساختن عواملی است که باعث رسوب سولفات های فلزی می گردند. اقدامات زیر برای درمان مؤثر مسائل مربوط به زهکشی اسیدی معدن مورد استفاده قرار می گیرد.

خنثی سازی آهکی

شایع ترین روش مورد استفاده برای درمان زهکشی اسیدی، خنثی سازی با آهک می باشد. در این روش درمانی، دوغاب آهکی به مخازنی که حاوی زهکشی معدن می باشند، اضافه می شود. سطح پی اچ با این روش درمانی تا 9 افزایش می یابد. علاوه بر دوغاب آهکی، لجن بازیافتی نیز در مخزن موجود می باشد. این لجن ها به رسوب فلزات سمی که در پی اچ 9 نامحلول می باشند، یاری می نماید. لجن به دست آمده از این روش درمانی به ظروف ته نشین نماینده دوغاب فرستاده می شود. رسوبات فلزی از این لجن ها سنگین تر بوده و ته نشین می شوند، در حالی که آب تمیز به سمت بالا می آید. سپس فلزاتی که به این شیوه ته نشین شده اند، می توانند بازیافت شده و مورد استفاده مجدد قرار گیرند.

رسوب سولفید فلزی

سولفیدهای آزاد مانند سدیم هیدروسولفید، هیدروژن سولفید و غیره به منظور رسوب فلزات بازی در محلول های اسیدی مورد استفاده قرار می گیرند. بعد از این واکنش، محلول حاصل برای جدا سازی جامدات و مایعات تیمار می شود. خاک های با محتوای اسیدی بالا برای رشد گیاهان مناسب نیستند. پساب به دست آمده بعد از جدا سازی جامدات و مایعات به منظور کاهش سولفات تیمار می شود. از سولفید زیستی نیز به عنوان یک روش جایگزین به منظور رسوب فلزات استفاده می شود.

خنثی سازی کربنات

این فرایند با افزودن تراشه های سنگ آهک به محل زهکشی اسیدی معدن انجام می شود. مواد آهکی به غیر از تراشه ها نیز برای خنثی سازی اسید مورد استفاده قرار می گیرند.

از این رو، می توان نتیجه گرفت که زهکشی اسیدی معادن دارای اثرات مضر بر محیط زیست است و این جریانات اسیدی باید با تکنیک های ارائه شده در بالا تیمار گردند.

پی اچ معیاری برای مقدار گیری اسیدیته و بازی بودن یک محلول آبی است. محلول هایی که دارای پی اچ کمتر از 7 هستند، ماهیت اسیدی و محلول هایی که دارای پی اچ بیشتر از 7 هستند، ماهیت بازی دارند. پی اچ آب خالص نزدیک به 7 بوده و یک اسید قوی مانند هیدروکلریک اسید دارای سطح پی اچ نزدیک به 2 می باشد.

زهکشی سنگ اسیدی - مواد معدنی فراوری اسید

هنگامی که مواد معدنی سولفید ، به ویژه پیریت ، با هوا و آب در تماس باشند ، آنها اکسیده می شوند. در این میان ، بعضی از انواع باکتری هایی که با مواد معدنی سولفید تغذیه می شوند این فرایند اکسیداسیون را تسریع می نمایند. زهکشی طبیعی که از این طریق ایجاد می شود ، تخلیه سنگ اسیدی نامیده می شود. خدمات زهکشی سنگ اسیدی فعالیت هایی است که به شناسایی پسماندهای اسیدآب ناشی از فعالیت های معدن یا سایر فعالیت های ژئوتکنیکی در پیشبرد و به حداقل رساندن خسارات به محیط طبیعی یاری می نماید.

چه آنها به طور خود به خود در طبیعت اتفاق بیافتند و یا در نتیجه فعالیت های انسانی باشند، اندازه اسیدیته سنگ ها با تماس هوا و آب افزایش می یابد و این باعث می شود که فلزات در محیط طبیعی حل شوند و عوامل محیطی بر روی آنها تأثیر منفی بگذارد.

ترکیبات شیمیایی حاوی سولفید که با هوا و آب در تماس هستند بیشتر در محل های خاکبرداری، دامنه های گودال باز، انبارهای سنگ معدن و دیواره های زیرزمینی، زهکشی سنگ اسیدی ایجاد می نمایند. این امر تأثیری منفی بر آب های زیرزمینی و سطحی دارد. اگر این آب ها به محیط زندگی برسند، مسائل جدی زیست محیطی و اجتماعی به وجود می آید. به همین علت، همیشه باید یک برنامه ارزیابی تخلیه سنگ اسیدی مناسب تهیه شود، و ضروری است متخصصین پتانسیل فراوری اسید سنگ معدن را تجزیه و تحلیل نمایند و از انجام تعهدات زیست محیطی بلند مدت اطمینان حاصل نمایند.

به طور خلاصه باید گفت پدیده زهکشی معادن که به اختصار AMD نام گرفته است، از طریق معدن کاری امروزی یا قدیمی، از اکسایش کانی های سولفیدی، به ویژه پیریت در حضور هوا، آب و باکتری ها به وجود می آید. بنابراین این آب ها علاوه بر میدان های معدنی فلزی، در میدان های زغال سنگی نیز تشکیل می شوند. محصول نهایی این واکنش شیمیایی اسید سولفوریک و هیدروکسید آهن است.

منبع: سایت بازل

منبع: راسخون