پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک > مقطع دکتری > سال 1393
پدیدآورندگان:
سعید یوسفی[پدیدآور اصلی]، فرامرز دولتی ارده جانی (استاد مدعو)[استاد راهنما]، منصور ضیائی[استاد راهنما]، آرزو عابدی[استاد مشاور]، محمد کارآموزیان[استاد مشاور]
چکیده: بررسی گونه‌پذیری عناصر سمی در دمپ‌های باطله معدنی، اطلاعات ارزشمندی درباره پتانسیل تحرک، زیست دسترس‌پذیری و در نتیجه ریسک آلودگی آن‌ها را فراهم می‌کند. روش رایج برای تعیین گونه‌پذیری عناصر، آزمایش استخراج ترتیبی است. اما کاربرد این آزمایش همراه با مشکلاتی به خصوص در دمپ‌های باطله معدنی است. این مشکلات شامل سختی و پیچیدگی اجرا، تداخل فازها، جذب و توزیع مجدد عناصر، کارایی پایین برای مناطق ناهمگن و دقت کم در تعیین دقیق فاز کنترل‌کننده غلظت عناصر است. بر این اساس در این تحقیق روشی کاربردی برای گونه‌پذیری عناصر سمی در دمپ‌های باطله‌ معدنی با استفاده از تحلیل همبستگی آماری ارائه شد. این روش با بررسی همبستگی غلظت عناصر سمی و داده‌های کانی‌شناسی به دست آمده از روش‌های XRD و ASTM-D2492 اصلاح شده، در کلاس‌های مختلف pHخمیری، گونه‌پذیری عناصر سمی را در دمپ باطله مشخص می‌کند. به منظور اجرایی کردن روش مذکور، تعداد 60 نمونه از دو دمپ باطله 19 و 31 معدن مس سرچشمه برداشت شد. این نمونه‌ها با روش‌های ICP، XRD،ASTM-D2492 ، pH‌خمیری، آزمایش استخراج ترتیبی و تجزیه سرندی بررسی شدند. برای روشن شدن جنبه‌های مختلف ناهمگنی‌های دمپ‌های مورد مطالعه، بر اساس داده‌های به دست آمده و مشاهدات صحرایی، مواد باطله از نظر تغییرات ژئوشیمیایی، فیزیکی و فرآیندهای موثر در هوازدگی بررسی شد. نتایج نشان داد که مواد باطله از نظر میزان کانی‌های تولید‌کننده و خنثی‌کننده اسید و کانی‌های جاذب عناصر سمی، کاملاً ناهمگن است. این ناهمگنی‌ها در اندازه ذرات، میزان نفوذپذیری و نوع رفتار سنگی و خاکی نیز مشاهده شد. در دمپ‌های مورد مطالعه، همرفت هوا، فرآیند اصلی در اکسیژن‌رسانی جهت اکسایش پیریت است. این فرآیند بر اثر همراه شدن با گرمای تولید شده از اکسایش پیریت و تبخیر رطوبت موجود در دمپ، باعث تشکیل یک سیستم گردش هوای گرم و مرطوب شده است. این هوای گرم و مرطوب با توجه به تخلخل بین دانه‌ای مواد باطله، با شدت‌های متفاوت، پیریت را اکسید کرده و موجب ناهمگنی بیشتر مواد باطله از نظر شیمیایی و کانی‌شناسی می‌شود. پس از شناسایی خصوصیات باطله‌ها از نظر کیفیت ناهمگنی، روش مورد نظر برای تعیین گونه‌پذیری در آن‌ها استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که پیریت کانی منشاء عناصر Co،Ni ، As، Cd، Cu،Mo ،Pb و Zn و کانی‌های آلومینوسیلیکاته منشاء Cr است. کانی‌‌های تثبیت‌کننده عناصر سمی شامل کانی‌های هیدروکسی‌ سولفاته، کلریت، مسکویت (سرسیت) و اکسی‌هیدروکسیدهای آهن و منگنز هستند که کانی‌های هیدروکسی سولفاته حاویCu ، Ni،Co ، Cd و Zn، کلریت جذب‌ کننده عناصر Cr،Cd ، Cu و Zn، مسکویت تثبیت کننده As،Co ، Mo و Pb و اکسی‌‌‌هیدروکسیدهای آهن و منگنز نگهدارنده As، Cd، Co، Cr، Mo، Ni، Pb و Zn در نمونه‌های باطله هستند. ریسک آلودگی هر یک از عناصر سمی در باطله‌های سرچشمه به پایداری کانی‌های منشاء و تثبیت‌کننده آن‌ها بستگی دارد. به منظور تایید روش ارائه شده، نتایج روش با تحقیقات آزمایشگاهی پیشین و همچنین نتایج آزمایش استخراج ترتیبی مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده، در شناسایی فازهای اصلی منشاء و تثبیت‌کننده عناصر سمی برای مواد باطله معدن سرچشمه نتایج مطلوبی می‌دهد. این روش در مقایسه با روش استخراج ترتیبی روشی ساده‌تر، ارزان‌تر، سریع‌تر و با دقت بالاتر در شناسایی فازهای قرارگیری عناصر سمی است. تفسیر پیچیده تر نتایج و عدم تشخیص فازهای فرعی عناصر سمی نیز از ایرادهای این روش نسبت به روش استخراج ترتیبی است. به منظور پهنه‌بندی ریسک آلودگی عناصر سمی، نتایج گونه‌پذیری با استفاده از 58 نمونه‌ سطحی گرفته شده از دمپ 31، در محیط GIS پیاده‌سازی شد. بر اساس نتایج به دست‌آمده، عناصرCu ، Ni،Co ، Cd و Zn با حضور درکانی‌های هیدروکسی سولفاته، مناطق مشخصی با ریسک "خیلی بالا" را به خود اختصاص دادند. همراهی این مناطق با نمونه‌های با دما و رطوبت بالا نشان داد که مناطق با ریسک آلودگی "خیلی بالا" در رابطه با مجراهای همرفتی هوا هستند که برای کنترل تولید آلودگی باید با احداث دمپ‌های گسترده و یکپارچه، این فرآیند را در انتقال اکسیژن به پیریت، محدود کرد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#زهاب اسیدی معدن #روش استخراج ترتیبی #آزمایش ASTM-D2492 #pH خمیری #فرآیندهای انتقال اکسیژن #ناهمگنی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)