اثر سیستم پوشش تک لایه در کنترل زهاب اسیدی سدهای باطله معادن

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی - گروه عمران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه

چکیده

در صنعت معدن از سیستم­های پوششی روی مواد زائد معدنی به عنوان روشی مؤثر برای کاهش تولید زهاب اسیدی استفاده می­شود. یکی از این روش­ها استفاده از سیستم پوششی تک لایه است که در آن، تراز آب نزدیک سطح باطله­ها باقی­ می­نماند. در این تحقیق با استفاده از مدل­سازی عددی، رفتار این نوع پوشش در کنترل اکسیژن ورودی از پوشش مورد ارزیابی قرار گرفت. سناریوهای مختلفی برای مدل­سازی تعریف گردید که شامل چهار نوع پروفیل خاک سیستم پوشش شامل مصالح ریزدانه، درشت دانه و یا ترکیب ریزدانه و درشت دانه بود. با در نظر گرفتن شرایط تراز آب مختلف، این پروفیل­ها برای توانایی مصالح باطله برای حفظ درجه اشباع بالا، برای کاهش حداکثر عمق نفوذ و شار اکسیژن، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج محاسبات نشان داد که با کاهش عمق تراز آب، درجه اشباع خاک در پوشش افزایش یافته و موجب عملکرد مناسب پوشش می­شود. برای یک عمق آب مشخص، نفوذ اکسیژن قویاً به اندازه دانه­های خاک و مقدار فشار ورود هوای باطله­ها بستگی دارد. عمق تراز آب مؤثرترین پارامتر کنترلی بر ورود اکسیژن می­باشد؛ طوری که هیچ پروفیلی با تراز آب یک متر اجازه اکسیداسیون باطله­ها را نداده و شار اکسیژن ناچیز می­شود. مصرف اکسیژن در پوشش باعث کاهش شار اکسیژن ورودی، عمق نفوذ اکسیژن و غلظت آن در سطح مشترک پوشش و باطله­ها می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Single-Layer Cover System to Control Acid Mine Drainage in Tailings Dam

نویسندگان [English]

  • Kazem Badv 1
  • Mehrdad Arjmand 2
1 University of Urmia
2 Department of Civil Engineering, Urmia University
چکیده [English]

Acid mine drainage (AMD) produced by oxidation of sulphide minerals contained in mining wastes remains one of the critical environmental challenges for the mining industry (Wheeland and Feasby, 1991). The oxidation reaction can cause acidification and heavy metals release in surface and ground water (Dagenais et al., 2005). Use of cover system on mine waste is an effective method for prevention or reduction of acid mine drainage creation (Quangrawa et al., 2005). Use of single layer cover is a method in which the water level remains near the tailings surface (Demers et al, 2009). In this research, the behavior of single cover in controlling oxygen diffusion through cover system was evaluated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tailings dam
  • Acid mine drainage
  • Soil cover
  • Oxidation
  • Numerical modeling
Aachib M, Mbonimpa M, Aubertin M,“Measurement and prediction of the oxygen diffusion coefficient in unsaturated media with applications to soil covers”, Water, Air and Soil Pollution, 2004, 156 (1), 163-193.
Aubertin M, Aachib M, Authier K, “Evaluation of diffusive gas flux through covers with a GCL”, Geotextiles and Geomembranes, 2000, 18, 215-233.
Blowes DW, Jambor JL, “The pore water geochemistry and the mineralogy of the vadose zone of sulfide tailings”, Waite Amulet, Quebec, Canada, Applied Geochemistry, 1990, 5, 327-346.
Collin M, “Mathematical modeling of water and oxygen transport in layered soil covers for deposits of pyritic mine tailings”, Licentiate Treatise, Department of Chemical Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 1987.
Dagenais AM, Aubertin M, Bussiere B, “Parametric study on the water content profiles and oxidation rates in nearly saturated tailings above the water table”, In Proceeding of the 63rd  Canadian IPA Geotechnical Conference and 1st Joint CGS/CNC-Permafrost Specialty Conference, Calgary 12-16, Canadian Geotechnical Society, 1197-1204, September 2006.
Demers I, Bussier B, Mbonimpa M, Benzaazoua M, “Oxygen diffusion and consumption in low-sulphide tailings cover”, Canadian Geotechnical Journal, 2009, 46, 454-469.
Dobchuk B, “Evaluation of the effectiveness of a desulphurized tailings cover at Detour Lake Mine”, M.Sc. Thesis, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, 2002.
Dobchuck B, Nichol C, Wilson GW, Aubertin M, “Evaluation of a single layer de-sulphurized tailings cover”, Canadian Geotechnical Journal, 2013, 50, 777-792.
Dubrovsky NM, Morin KA, Cherry JA, Smyth D, subsurface contaminant migration in a sand aquifer”, Water Pollution Research Journal of Canada, 1984, 19 (2), 55-89.
Geo-SLOPE International Ltd., “Vadose zone modeling with VADOSE/W2007”, Calgary, Alberta, Canada, 2008.
Mend, “Review of the use of an elevated water table as a method  to control and reduce acidic drainage from tailings”, Mine Environmental Drainage (MEND) Program, Natural Resources Canada, Otawa, Ontario, Report Mend 2.17.1, 1996.
Nicholson RV, Gilham RW, Reardon EJ, “Reduction of acid generation in mine tailings through the use of moisture-retaining cover layers as oxygen barrier”, Canadian Geotechnical Journal, 1989, 26, 1-8.
O'Kane M, Wilson GW, Barbour SL, Swanson DA, “Aspects on the performance of the till cover 95 system at Equity Silver Mines”, Ltd. In Sudbury, Conference on Mining and the Enviroment, Sudbury, Ontario, Canada, 1995.
Quangrawa M, Aubertin M, Molson J, Zagury GJ, Bussier B, “An evaluation of the elevated water table concept using laboratory columns with sulphidic tailings”, Proceedings of Geosask-2005, 58th Canadian geotechnical conference  and 6th joint Iah-CNC, Saskatoon, Canada, 2005.
Quangrawa M, Aubertin M, Molson J, Bussier B, Zagury J, “Preventing acid mine drainage with an elevated water table: long term column experiments and parameter analysis”, Water, Air and Soil Pollution, 2009, 213, 437-458.
Wheeland KG, Feasby G, “Innovtive decommission  technologies via Canada's Mend program”, In Proceedings of 4th International conference on Hazardous Material Control/ Superfund 91, Washington, D.C., Hazardous Material Control Research Institute, 23-28, 3-5 December 1991.
Yanful EK, “Oxygen diffusion through soil covers on sulphidic mine tailings”, Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 119, 1207-1228.