تصريف المناجم الحمضية

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

تقدم شركة ريو تينتو في إسبانيا تصريفًا حامضيًا من أصل طبيعي وصناعي (تعدين)
صخور ملطخة برواسب حديدية من مياه الصرف الحمضية في خور شاموكين في مقاطعة نورثمبرلاند، بنسلفانيا

تصريف المناجم الحمضي ، أو تصريف الأحماض والمعادن ( AMD )، أو تصريف الصخور الحمضية ( ARD ) هو تدفق المياه الحمضية من مناجم المعادن ومناجم الفحم . [ بحاجة لمصدر ]

يحدث تصريف الصخور الحمضية بشكل طبيعي في بعض البيئات كجزء من عملية تجوية الصخور، ولكن يتفاقم بسبب الاضطرابات الأرضية واسعة النطاق التي تميز التعدين وأنشطة البناء الكبيرة الأخرى، وعادةً ما تكون داخل الصخور التي تحتوي على وفرة من معادن الكبريتيد . قد تؤدي المناطق التي تم فيها إزعاج الأرض (مثل مواقع البناء أو بناء الطرق السريعة ) إلى تصريف الصخور الحمضية. في العديد من المناطق، يمكن أن يكون السائل الذي يتسرب من مخزونات الفحم ومرافق مناولة الفحم وغسالات الفحم ومكبات نفايات الفحم شديد الحموضة، وفي مثل هذه الحالات يتم التعامل معه على أنه تصريف صخور حمضي. هذه، جنبًا إلى جنب مع انخفاض الرقم الهيدروجيني، لها تأثير ضار على البيئات المائية للجداول. [ بحاجة لمصدر ]

قد يحدث نفس النوع من التفاعلات والعمليات الكيميائية من خلال اضطراب التربة الكبريتية الحمضية التي تشكلت في ظل الظروف الساحلية أو مصب النهر بعد آخر ارتفاع كبير في مستوى سطح البحر ، ويشكل خطرًا بيئيًا مماثلًا . [ بحاجة لمصدر ]

التسمية

تاريخيًا، كانت التفريغات الحمضية من المناجم النشطة أو المهجورة تسمى تصريف المناجم الحمضية، أو AMD. تم تقديم مصطلح تصريف الصخور الحمضية، أو ARD، في الثمانينيات والتسعينيات للإشارة إلى أن الصرف الحمضي يمكن أن ينشأ من مصادر أخرى غير المناجم. [1] على سبيل المثال، كانت الورقة المقدمة في عام 1991 في مؤتمر دولي كبير حول هذا الموضوع بعنوان: "التنبؤ بتصريف الصخور الحمضية - الدروس المستفادة من قاعدة البيانات". [2] يشير كل من AMD وARD إلى انخفاض درجة الحموضة أو المياه الحمضية الناتجة عن أكسدة معادن الكبريتيد ، على الرغم من أن ARD هو الاسم الأكثر عمومية.

في الحالات التي لا يكون فيها الصرف من المنجم حمضيًا ويحتوي على معادن مذابة أو شبه فلزات ، أو كان حمضيًا في الأصل، ولكن تم تحييده على طول مسار تدفقه، فإنه يوصف بأنه "صرف منجم محايد" [3] أو "مياه متأثرة بالتعدين" [4] أو غير ذلك. لم يكتسب أي من هذه الأسماء الأخرى قبولًا عامًا.

الحدوث

في هذه الحالة، يتحلل البيريت ليشكل شكل مكعب وبقايا من الذهب. هذا التحلل هو السبب الرئيسي لتصريف المناجم الحمضية.

غالبًا ما يتقدم التعدين تحت السطح أسفل منسوب المياه الجوفية ، لذلك يجب ضخ المياه باستمرار خارج المنجم لمنع الفيضانات. عندما يتم التخلي عن المنجم، يتوقف الضخ، ويغمر الماء المنجم. يعد إدخال المياه هذا الخطوة الأولية في معظم حالات تصريف الصخور الحمضية. كما تعد أكوام أو برك المخلفات ، ومكبات نفايات المناجم الصخرية، [3] ومخلفات الفحم أيضًا مصدرًا مهمًا لتصريف المناجم الحمضية.

بعد التعرض للهواء والماء، يؤدي أكسدة كبريتيدات المعادن (غالبًا البيريت ، وهو كبريتيد الحديد) داخل الصخور المحيطة والتربة إلى توليد الحموضة. تعمل مستعمرات البكتيريا والعتائق على تسريع تحلل أيونات المعادن بشكل كبير، على الرغم من أن التفاعلات تحدث أيضًا في بيئة غير حيوية . توجد هذه الميكروبات، التي تسمى بالحيوانات المحبة للظروف القاسية لقدرتها على البقاء في ظروف قاسية، بشكل طبيعي في الصخور، ولكن إمدادات المياه والأكسجين المحدودة عادةً ما تجعل أعدادها منخفضة. تفضل الحيوانات المحبة للظروف القاسية المعروفة باسم الحمضية بشكل خاص مستويات الأس الهيدروجيني المنخفضة للمناجم المهجورة. على وجه الخصوص، يعد Acidithiobacillus ferrooxidans مساهمًا رئيسيًا في أكسدة البيريت. [5]

قد تولد مناجم المعادن تصريفات شديدة الحموضة حيث يكون الخام عبارة عن معدن كبريتي أو مرتبط بالبيريت. في هذه الحالات، قد لا يكون أيون المعدن السائد هو الحديد بل الزنك أو النحاس أو النيكل . خام النحاس الأكثر شيوعًا المستخرج، الكالكوبيريت ، هو في حد ذاته كبريتيد النحاس والحديد ويوجد مع مجموعة من الكبريتيدات الأخرى. وبالتالي، غالبًا ما تكون مناجم النحاس هي الجناة الرئيسيين لتصريف المناجم الحمضي.

في بعض المناجم، يتم اكتشاف التصريف الحمضي في غضون 2-5 سنوات بعد بدء التعدين، بينما في مناجم أخرى، لا يتم اكتشافه لعدة عقود. [ بحاجة لمصدر ] بالإضافة إلى ذلك، قد يتولد الصرف الحمضي لعقود أو قرون بعد اكتشافه لأول مرة. لهذا السبب، يعتبر الصرف الحمضي للمناجم مشكلة بيئية خطيرة طويلة الأمد مرتبطة بالتعدين. [ بحاجة لمصدر ]

كيمياء

إن كيمياء أكسدة البيريت، وإنتاج أيونات الحديدوز ثم أيونات الحديديك ، معقدة للغاية، وقد أعاق هذا التعقيد إلى حد كبير تصميم خيارات العلاج الفعالة. [6]

على الرغم من أن العديد من العمليات الكيميائية تساهم في تصريف المناجم الحمضية، فإن أكسدة البيريت هي المساهم الأكبر على الإطلاق. المعادلة العامة لهذه العملية هي: [7]

2 FeS 2 (s) + 7 O 2 (g) + 2 H 2 O (l) → 2 Fe 2+ (aq) + 4 SO2-4(م) + 4 هـ + (م)

يؤدي أكسدة الكبريتيد إلى كبريتات إلى إذابة الحديد الثنائي ( الحديد (II) )، والذي يتأكسد بعد ذلك إلى حديد ثلاثي ( الحديد (III) ):

4 Fe 2+ (محلول مائي) + O 2 (ز) + 4 H + (محلول مائي) → 4 Fe 3+ (محلول مائي) + 2 H 2 O (لتر)

يمكن أن يحدث أي من هذه التفاعلات تلقائيًا أو يمكن تحفيزها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تستمد الطاقة من تفاعل الأكسدة. يمكن للكاتيونات الحديدية الناتجة أيضًا أن تؤكسد البيريت الإضافي وتقلل إلى أيونات حديدية: [8]

FeS 2 (s) + 14 Fe 3+ (aq) + 8 H 2 O (l) → 15 Fe 2+ (aq) + 2 SO2-4(م) + 16 هـ + (م)

النتيجة الصافية لهذه التفاعلات هي إطلاق H + ، مما يخفض الرقم الهيدروجيني ويحافظ على ذوبان أيون الحديديك.

التأثيرات

التأثيرات على الرقم الهيدروجيني

صبي أصفر اللون في مجرى مائي يستقبل مياه الصرف الحمضية من تعدين الفحم السطحي

تم قياس درجات حرارة المياه تصل إلى 47 درجة مئوية (117 درجة فهرنهايت) [9] تحت الأرض في منجم آيرون ماونتن ، ويمكن أن يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا إلى -3.6. [10]

يمكن للكائنات الحية التي تسبب تصريف المناجم الحمضي أن تزدهر في المياه ذات الرقم الهيدروجيني القريب جدًا من الصفر. يحدث الرقم الهيدروجيني السالب [11] عندما يتبخر الماء من البرك الحمضية بالفعل مما يؤدي إلى زيادة تركيز أيونات الهيدروجين.

حوالي نصف تصريفات مناجم الفحم في بنسلفانيا لها درجة حموضة أقل من 5. [12] ومع ذلك، فإن جزءًا من تصريف المناجم في كل من المناطق البيتومينية والأنثراسايتية في بنسلفانيا قلوي، لأن الحجر الجيري في الطبقة العلوية يحيد الحمض قبل أن ينبعث الصرف. [ بحاجة لمصدر ]

ولد اصفر

عندما يتم رفع درجة حموضة تصريف المناجم الحمضية إلى ما يزيد عن 3، إما من خلال ملامسة المياه العذبة أو تحييد المعادن، تترسب أيونات الحديد (III) القابلة للذوبان سابقًا على شكل هيدروكسيد الحديد (III) ، وهو مادة صلبة صفراء برتقالية تُعرف بالعامية باسم الصبي الأصفر . [13] من الممكن وجود أنواع أخرى من رواسب الحديد، بما في ذلك أكاسيد الحديد وأوكسيهيدروكسيدات الحديد والكبريتات مثل الجاروسيت . يمكن أن تؤدي كل هذه الرواسب إلى تغيير لون الماء وخنق الحياة النباتية والحيوانية على قاع النهر، مما يؤدي إلى تعطيل النظم البيئية للتيار (جريمة محددة بموجب قانون مصايد الأسماك في كندا). تنتج العملية أيضًا أيونات هيدروجين إضافية، مما قد يؤدي إلى تقليل درجة الحموضة بشكل أكبر. في بعض الحالات، تكون تركيزات هيدروكسيد الحديد في الصبي الأصفر مرتفعة للغاية، ويمكن استعادة الرواسب للاستخدام التجاري في الأصباغ. [14]

التلوث بالمعادن النزرة وشبه المعدنية

تحتوي العديد من تصريفات الصخور الحمضية أيضًا على مستويات مرتفعة من المعادن السامة المحتملة، وخاصة النيكل والنحاس مع مستويات أقل من مجموعة من الأيونات النزرة وشبه المعدنية مثل الرصاص والزرنيخ والألمنيوم والمنجنيز . لا يمكن إذابة المستويات المرتفعة من المعادن الثقيلة إلا في المياه ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض، كما هو الحال في المياه الحمضية الناتجة عن أكسدة البيريت. في حزام الفحم حول وديان جنوب ويلز في المملكة المتحدة، أثبتت التصريفات الغنية بالنيكل عالية الحموضة من مواقع تخزين الفحم أنها مزعجة بشكل خاص. [ بحاجة لمصدر ]

التأثيرات على الحياة البرية المائية

يؤثر تصريف المناجم الحمضي أيضًا على الحياة البرية التي تعيش داخل المسطح المائي المتأثر. تظهر اللافقاريات المائية الكبيرة التي تعيش في الجداول أو أجزاء الجداول المتأثرة بتصريف المناجم الحمضي عددًا أقل من الأفراد وتنوعًا أقل وكتلة حيوية أقل. كما لا تستطيع العديد من أنواع الأسماك تحمل التلوث. [15] بين اللافقاريات الكبيرة، يمكن العثور على أنواع معينة فقط عند مستويات معينة من التلوث، بينما يمكن العثور على أنواع أخرى على نطاق واسع. [16]

التعريف والتنبؤ

في بيئة التعدين، من الممارسات الرائدة إجراء تقييم جيوكيميائي لمواد المناجم خلال المراحل المبكرة من المشروع لتحديد إمكانية حدوث AMD. يهدف التقييم الجيوكيميائي إلى رسم خريطة لتوزيع وتنوع المعلمات الجيوكيميائية الرئيسية وخصائص توليد الأحماض واستخراج العناصر. [17]

قد يتضمن التقييم ما يلي: [17]

  1. أخذ العينات؛
  2. الاختبارات الجيوكيميائية الثابتة (على سبيل المثال المحاسبة الحمضية والقاعدية، وتصنيف الكبريت)؛
  3. الاختبارات الجيوكيميائية الحركية - إجراء اختبارات استهلاك الأكسجين، مثل OxCon، لتحديد معدلات توليد الحموضة [18]
  4. نمذجة الأكسدة وتوليد الملوثات وإطلاقها؛
  5. نمذجة تركيب المواد.

علاج

الإشراف

في المملكة المتحدة، تُعفى العديد من عمليات تصريف المخلفات من المناجم المهجورة من الرقابة التنظيمية. وفي مثل هذه الحالات، قدمت وكالة البيئة والموارد الطبيعية في ويلز بالتعاون مع شركاء مثل هيئة الفحم بعض الحلول المبتكرة، بما في ذلك حلول الأراضي الرطبة المصنّعة مثل تلك الموجودة على نهر بيلينا في وادي نهر أفان بالقرب من بورت تالبوت والأراضي الرطبة المصنّعة بجوار نهر نيث في ينيسارويد.

على الرغم من أن المناجم الجوفية المهجورة تنتج معظم مياه الصرف الحمضية للمناجم، فإن بعض المناجم السطحية التي تم استخراجها واستصلاحها مؤخرًا أنتجت مياه الصرف الحمضية المهجورة وأدت إلى تدهور موارد المياه الجوفية والسطحية المحلية. يجب تحييد المياه الحمضية المنتجة في المناجم النشطة لتحقيقيُسمح بدرجة حموضة تتراوح بين 6 إلى 9 قبل تصريف المياه من موقع المنجم إلى مجرى مائي.

في كندا، يتركز العمل على الحد من آثار تصريف المناجم الحمضي في إطار برنامج الصرف المحايد للبيئة في المناجم (MEND). ويقدر إجمالي المسؤولية عن تصريف الصخور الحمضية بما يتراوح بين 2 مليار دولار كندي و 5 مليارات دولار كندي . [19] وعلى مدى ثماني سنوات، يزعم برنامج MEND أنه نجح في خفض مسؤولية ARD بما يصل إلى 400 مليون دولار كندي ، من استثمار بقيمة 17.5 مليون دولار كندي . [20]

طُرق

التحييد بكربونات الكالسيوم

في كثير من الأحيان، تكون الصخور الجيرية أو الطبقات الجيرية المناسبة التي يمكن أن تساهم في تحييد النفايات الحمضية غير موجودة أو غير متاحة بشكل كافٍ (وقت اتصال قصير جدًا بالمياه الحمضية التي تتدفق بسرعة كبيرة، مساحة سطح محددة منخفضة جدًا ، اتصال غير كافٍ ...)، في المواقع المتأثرة بتصريف الصخور الحمضية. في مثل هذه الحالات، يمكن إلقاء الحجر الجيري المسحوق في الموقع كعامل تحييد.

ومع ذلك، على الرغم من أن الحجر الجيري مادة خام غير معالجة ومتوفرة بكميات كبيرة وأقل عوامل التحييد تكلفة، إلا أنه يمكن أن يعاني من عدد من العيوب التي قد تحد من تطبيقاته. في الواقع، يمكن أن تكون حبيبات كربونات الكالسيوم الصغيرة من الحجر الجيري المسحوق عرضة لتكوين طبقة من الجبس ( CaSO4 · 2H2O ) محاطة بغشاء رقيق غير منفذ وواقي من هيدروكسي سلفات Fe-Al الأقل قابلية للذوبان. يشار إلى هذا الطلاء أحيانًا في الأدبيات باسم درع ( درع ، قشرة، حافة، قشرة ...). [21] عندما يكون موجودًا، فإنه يجعل سطح الحجر الجيري خاملًا ، مما يمنع إذابة الكالسيت وإطلاق المزيد من البيكربونات في المحلول. [21]

وهذا قد يفسر لماذا كان التأثير الإيجابي لتطبيق الحجر الجيري في Cwm Rheidol في منتصف ويلز أقل بكثير من المتوقع بسبب تكوين طبقة من كبريتات الكالسيوم ضعيفة الذوبان على سطح رقائق الحجر الجيري، مما يربط المادة ويمنع المزيد من التحييد.

التحييد بالجير

اعتمادًا على حجم ومعدل تدفق النفايات الحمضية المراد تحييدها وحجم المنشآت الصناعية، فإن إحدى العمليات التجارية الشائعة ولكنها أكثر تكلفة لمعالجة مياه الصرف الحمضية للمناجم هي الترسيب بالجير في عملية الحمأة عالية الكثافة (HDS). في هذا التطبيق، يتم توزيع ملاط ​​الجير ( CaO – Ca(OH) 2 بعد الترطيب) في خزان يحتوي على مياه الصرف الحمضية للمناجم والحمأة المعاد تدويرها لزيادة درجة حموضة الماء إلى حوالي 9. عند هذا الرقم الهيدروجيني، تصبح معظم المعادن السامة غير قابلة للذوبان وترسب، بمساعدة وجود الحمأة المعاد تدويرها. اختياريًا، يمكن حقن الهواء في الخزان لأكسدة الحديد (II) والمنجنيز (II) والمساعدة في ترسيبهما. يتم توجيه الملاط الناتج إلى وعاء ترسيب الحمأة، مثل جهاز التنقية . في هذا الوعاء، سوف يفيض الماء النظيف للإطلاق، بينما يتم إعادة تدوير الرواسب المعدنية المستقرة (الحمأة) إلى خزان معالجة تصريف منجم الحمض، مع تيار جانبي يهدر الحمأة. يوجد عدد من الاختلافات في هذه العملية، كما تمليها كيمياء ARD وحجمها وعوامل أخرى. [22] بشكل عام، تحتوي منتجات عملية HDS أيضًا على الجبس ( CaSO4 ) والجير غير المتفاعل، مما يعزز كل من قابلية الترسيب ومقاومته لإعادة الحموضة وتعبئة المعادن.

المعادلة العامة لعملية التحييد هي:

H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 → CaSO 4 + 2 H 2 O

قد لا تتضمن المتغيرات الأقل تعقيدًا لهذه العملية، مثل تحييد الجير البسيط، أكثر من صومعة جير وخزان خلط وبركة ترسيب. هذه الأنظمة أقل تكلفة بكثير في البناء، ولكنها أيضًا أقل كفاءة (تتطلب أوقات تفاعل أطول، وتنتج تصريفًا بتركيزات أعلى من المعادن النزرة، إذا كانت موجودة). ستكون مناسبة للتدفقات الصغيرة نسبيًا أو تصريف المناجم الحمضية الأقل تعقيدًا. [23]

التحييد باستخدام سيليكات الكالسيوم

يمكن أيضًا استخدام مادة خام سيليكات الكالسيوم المصنوعة من خبث الفولاذ المعالج لتحييد الحموضة النشطة في أنظمة AMD عن طريق إزالة أيونات الهيدروجين الحرة من المحلول السائب، وبالتالي زيادة الرقم الهيدروجيني. عندما يلتقط أنيون السيليكات أيونات H + (يرفع الرقم الهيدروجيني)، فإنه يشكل حمض أحادي السيليسيك (H 4 SiO 4 )، وهو مذاب محايد. يظل حمض أحادي السيليسيك في المحلول السائب ويلعب العديد من الأدوار في تصحيح الآثار الضارة للظروف الحمضية. في المحلول السائب، يكون أنيون السيليكات فعالاً للغاية في تحييد كاتيونات H + في محلول التربة. [24] في حين أن طريقة عملها مختلفة تمامًا عن الحجر الجيري، فإن قدرة سيليكات الكالسيوم على تحييد المحاليل الحمضية تعادل الحجر الجيري كما يتضح من قيمة CCE [ بحاجة لتوضيح ] من 90-100٪ وقيمتها المحايدة النسبية 98٪ [ بحاجة لتوضيح ] . [25]

في وجود المعادن الثقيلة، يتفاعل سيليكات الكالسيوم بطريقة مختلفة عن الحجر الجيري. فمع رفع الحجر الجيري لدرجة الحموضة في المحلول السائب، وعندما تكون المعادن الثقيلة موجودة، يتسارع ترسب هيدروكسيدات المعادن ضعيفة الذوبان ويزداد ميل طلاء هيدروكسيد المعدن غير القابل للنفاذ، المسمى بالدروع ، إلى التكون على سطح حبيبات الحجر الجيري بشكل كبير. تُغطى حبيبات الحجر الجيري بقشرة من الجبس مغلفة بطبقة خارجية رقيقة من هيدروكسي سلفات الحديد والألومنيوم غير القابل للنفاذ والواقي. يبطئ الدروع من ذوبان كربونات الكالسيوم ويمنع حبيبات الحجر الجيري من إطلاق قلوية إضافية في المحلول. [21] في تجمعات سيليكات الكالسيوم ، مع امتصاص أنواع حمض السيليسيك على سطح هيدروكسيد المعدن، يؤدي تطور طبقات السيليكا (أحادية وثنائية الطبقات) إلى تكوين معقدات غروانية ذات شحنات سطحية محايدة أو سالبة. هذه الغرويات المشحونة سلبًا تتنافر مع بعضها البعض كهربائيًا (وكذلك مع حبيبات سيليكات الكالسيوم المشحونة سلبًا). يتم تثبيت الغرويات المعدنية المعزولة وتظل في حالة متفرقة مستقرة - مما يقطع ترسب المعادن بشكل فعال ويقلل من تعرض المادة للدروع (تكوين قشرة غير منفذة حول حبيبات المادة تمنع ذوبانها وتقلل من تفاعلها). [24]

إزالة المعادن السامة عن طريق التبادل الأيوني

تم التحقيق في عمليات تبادل الكاتيون سابقًا كعلاج محتمل لتصريف المناجم الحمضي. والمبدأ هو أن راتينج تبادل الأيونات يمكن أن يزيل المعادن السامة المحتملة (الراتنجات الكاتيونية) أو الكلوريدات والكبريتات ومجمعات كبريتات اليورانيل (الراتنجات الأنيونية) من مياه المناجم . [26] بمجرد امتصاص الملوثات ، يجب تجديد مواقع التبادل على الراتنجات، الأمر الذي يتطلب عادةً كواشف حمضية وقاعدية ويولد محلول ملحي يحتوي على الملوثات في شكل مركّز. طورت شركة جنوب أفريقية [ بحاجة لتوضيح ] فازت بجائزة IChemE لعام 2013 لإدارة المياه وإمدادها (معالجة AMD) عملية تبادل أيوني حاصلة على براءة اختراع تعالج نفايات المناجم (وAMD) اقتصاديًا. [ بحاجة لمصدر ]

الأراضي الرطبة المصنّعة

تم اقتراح أنظمة الأراضي الرطبة المصنّعة خلال الثمانينيات لمعالجة مياه الصرف الحمضية الناتجة عن مناجم الفحم المهجورة في شرق أبالاتشيا . [27] عمومًا، تتلقى الأراضي الرطبة مياهًا شبه محايدة، بعد تحييدها عادةً من خلال عملية معالجة تعتمد على الحجر الجيري. [28] يحدث ترسب المعادن من أكسدتها عند درجة حموضة شبه محايدة، وتكوين معقدات مع المواد العضوية، وترسيبها على شكل كربونات أو كبريتيدات. ينتج الأخير عن بكتيريا لاهوائية محمولة بالرواسب قادرة على اختزال أيونات الكبريتات إلى أيونات كبريتيد. يمكن لأيونات الكبريتيد هذه بعد ذلك الارتباط بأيونات المعادن الثقيلة، مما يؤدي إلى ترسيب المعادن الثقيلة خارج المحلول وعكس العملية بأكملها بشكل فعال. [ بحاجة لمصدر ]

تكمن جاذبية حل الأراضي الرطبة المصنّعة في تكلفتها المنخفضة نسبيًا. فهي محدودة بالأحمال المعدنية التي يمكنها التعامل معها (إما من التدفقات العالية أو تركيزات المعادن)، على الرغم من أن الممارسين الحاليين نجحوا في تطوير الأراضي الرطبة المصنّعة التي تعالج أحجامًا كبيرة (انظر وصف الأراضي الرطبة المصنّعة في منجم كامبل ) و/أو المياه شديدة الحموضة (مع المعالجة المسبقة الكافية). عادةً، سيتم تخزين النفايات من الأراضي الرطبة المصنّعة التي تتلقى مياهًا شبه محايدة جيدًا عند 6.5-7.0 ويمكن تصريفها بسهولة. تتأكسد بعض الرواسب المعدنية المحتجزة في الرواسب بسهولة وتعاد تعبئتها عند تعرضها للأكسجين الجوي (على سبيل المثال، كبريتيد النحاس أو السيلينيوم العنصري )، ومن المهم جدًا أن تظل رواسب الأراضي الرطبة مغمورة إلى حد كبير ودائمًا للحفاظ عليها غير قابلة للذوبان وغير متحركة. إن فترات الجفاف المطولة الناجمة عن الاحتباس الحراري قد تعرض الأداء السليم وسلامة بعض الأراضي الرطبة المصنّعة للخطر إذا انخفضت إمدادات المياه خلال فترة الصيف الحارة للغاية وتسارعت عملية التبخر مما يؤدي إلى جفافها.

ومن الأمثلة على الأراضي الرطبة المصنعة الفعالة منطقة أفون بيلينا في وادي نهر أفان فوق بورت تالبوت، حيث تمت معالجة المخلفات شديدة الحموضة من منجم وايتورث بنجاح. [ بحاجة لمصدر ]

ترسب كبريتيدات المعادن

تترسب أغلب المعادن الأساسية في المحاليل الحمضية عند ملامستها للكبريتيد الحر، مثل كبريتيد الهيدروجين أو NaHS. يؤدي فصل المواد الصلبة عن السائلة بعد التفاعل إلى إنتاج نفايات خالية من المعادن الأساسية يمكن تصريفها أو معالجتها بشكل أكبر لتقليل الكبريتات، وتركيز كبريتيد المعادن بقيمة اقتصادية محتملة.

كبديل، قام العديد من الباحثين بالتحقيق في ترسب المعادن باستخدام الكبريتيد الحيوي. في هذه العملية، تقوم البكتيريا المختزلة للكبريتات (SRB) بأكسدة المواد العضوية باستخدام الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون ، بدلاً من الأكسجين . تشمل منتجاتها الأيضية البيكربونات الناتجة عن أكسدة المواد العضوية، والتي يمكن أن تحيد حموضة الماء، وكبريتيد الهيدروجين ، الذي يشكل رواسب غير قابلة للذوبان للغاية مع العديد من المعادن السامة. على الرغم من كونها واعدة، إلا أن هذه العملية كانت بطيئة في تبنيها لمجموعة متنوعة من الأسباب الفنية. [29]

التكنولوجيات

توجد العديد من التقنيات لعلاج الضمور البقعي المرتبط بالعمر. [30]

دراسة ميتاجينومية

مع تقدم استراتيجيات التسلسل واسعة النطاق ، يتم تسلسل جينومات الكائنات الحية الدقيقة في مجتمع تصريف المناجم الحمضية مباشرة من البيئة. تسمح التركيبات الجينومية الكاملة تقريبًا بفهم جديد للمجتمع والقدرة على إعادة بناء مساراتها الأيضية. [31] تظل معرفتنا بالكائنات المحبة للأحماض في تصريف المناجم الحمضية بدائية: فنحن نعرف العديد من الأنواع المرتبطة بـ ARD أكثر مما يمكننا تحديد الأدوار والوظائف. [32]

الميكروبات واكتشاف الأدوية

بدأ العلماء مؤخرًا في استكشاف مواقع تصريف المناجم الحمضية واستصلاح المناجم بحثًا عن بكتيريا التربة الفريدة القادرة على إنتاج مواد صيدلانية جديدة. لطالما كانت ميكروبات التربة مصدرًا للأدوية الفعالة [33] وتشير الأبحاث الجديدة، مثل تلك التي أجريت في مركز البحوث والابتكار الصيدلاني ، إلى أن هذه البيئات المتطرفة تشكل مصدرًا غير مستغل لاكتشافات جديدة. [34] [35]

قائمة بمواقع تصريف المناجم الحمضية المختارة حول العالم

تتضمن هذه القائمة كلاً من المناجم التي تنتج مياه الصرف الحمضية وأنظمة الأنهار التي تتأثر بشكل كبير بمثل هذا الصرف. وهي ليست كاملة بأي حال من الأحوال، حيث يوجد على مستوى العالم عدة آلاف من هذه المواقع.

أفريقيا

أوروبا

أمريكا الشمالية

أوقيانوسيا

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Dowding, B. & Mills, C,: Natural acid rock distribution and its impact upon background metal concentrates محفوظ في 15 سبتمبر 2014 على موقع Wayback Machine ، InfoMine.com. تم الوصول إليه في 23 سبتمبر 2013.
  2. ^ Ferguson, KD and Morin, KA The Prediction of Acid Rock Drainage – Lessons from the Database. Proceedings: Second International Conference on the Abement of Acidic Drainage. Sept 16 to 18, 1991, Montreal, Quebec.
  3. ^ دليل تصريف الصخور الحمضية العالمي (دليل GARD) INAP: الشبكة الدولية للوقاية من الأحماض. تم الوصول إليه في 23 سبتمبر 2013.
  4. ^ Gusek, JJ, Wildeman, TR and Conroy, KW 2006. Conceptual methods for recovery metal resources from passive treatment systems. Proceedings of the 7th International Conference on Acid Rock Drainage (ICARD) , March 26–30, 2006, St. Louis MO.
  5. ^ Mielke, RE; Pace, DL; Porter, T.; Southam, G. (2003). "مرحلة حرجة في تكوين تصريف المناجم الحمضية: استعمار البيريت بواسطة Acidithiobacillus ferrooxidans في ظل ظروف محايدة لدرجة الحموضة". Geobiology . 1 (1): 81–90. Bibcode :2003Gbio....1...81M. doi :10.1046/j.1472-4669.2003.00005.x. S2CID  129323041.
  6. ^ بلوداو، سي. (2006). "مراجعة توليد الحموضة واستهلاكها في بحيرات مناجم الفحم الحمضية وأحواضها المائية". علم البيئة الكلية . 369 (1-3): 307-332. رمز Bibcode :2006ScTEn.369..307B. doi :10.1016/j.scitotenv.2006.05.004. PMID  16806405.
  7. ^ [تصريف المناجم الحمضية https://www.westech-inc.com/solutions/mining-and-minerals/acid-mine-drainage]
  8. ^ جونسون، د. باري؛ هالبرج، كيفن ب. (1 فبراير 2005). "خيارات معالجة مياه الصرف الحمضية في المناجم: مراجعة". علم البيئة الكلية . المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الحمضية في المناجم: مشروع الأراضي الرطبة في منجم ويل جين. 338 (1): 3-14. رمز Bibcode : 2005ScTEn.338....3J. doi : 10.1016/j.scitotenv.2004.09.002. ISSN  0048-9697. PMID  15680622. S2CID  24245069.
  9. ^ Nordstrom, DK & Alpers, CN: درجة الحموضة السلبية، والمعادن المتوهجة، والعواقب المترتبة على استعادة البيئة في موقع Iron Mountain Superfund، مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم في كاليفورنيا، المجلد 96 العدد 7، ص 3455-3462، 30 مارس 1999. تم الاسترجاع في 4 فبراير 2016.
  10. ^ DK Nordstrom؛ CN Alpers؛ CJ Ptacek؛ DW Blowes (2000). "المياه ذات الرقم الهيدروجيني السالب والحمضية للغاية في مناجم آيرون ماونتن، كاليفورنيا". العلوم البيئية والتكنولوجيا . 34 (2): 254-258. رمز Bibcode :2000EnST...34..254N. doi :10.1021/es990646v. S2CID  95350834.
  11. ^ ليم، كيران ف. (2006). "الرقم الهيدروجيني السالب موجود". مجلة التعليم الكيميائي . 83 (10): 1465. رمز Bibcode :2006JChEd..83.1465L. doi :10.1021/ed083p1465. S2CID  94970470.
  12. ^ USGS > مركز علوم المياه في ولاية بنسلفانيا > مشاريع تصريف مياه مناجم الفحم في ولاية بنسلفانيا تم الوصول إليه في 17 أبريل 2012.
  13. ^ سام ألكورن (2007): أستاذ يرسم صورة مشرقة مع "الصبي الأصفر" جامعة باكنيل > الأخبار، سبتمبر 2007. تم الوصول إليه في 4 يناير 2012. تم أرشفته في 14 يوليو 2014 على موقع واي باك مشين
  14. ^ روبرت إس هيدين، استعادة أكسيد الحديد القابل للتسويق من مياه الصرف في المناجم، الاجتماع الوطني لعام 2002 للجمعية الأمريكية للتعدين والاستصلاح، أرشيف 21 نوفمبر 2008 على موقع واي باك مشين ، ليكسينجتون، كنتاكي، 9-13 يونيو 2002. نشرته ASMR ، 3134 Montavesta Rd.، ليكسينجتون، كنتاكي 40502
  15. ^ ليترمان، رايموند؛ ميتش، ويليام (1978). "تأثير تصريف مياه المناجم على مجرى مائي جبلي في بنسلفانيا". التلوث البيئي . 17 : 53-73. doi :10.1016/0013-9327(78)90055-1.
  16. ^ راسموسن، كيلد؛ لينديجارد، كلاوس (1988). "تأثيرات مركبات الحديد على مجتمعات اللافقاريات الكبيرة في نظام نهر الأراضي المنخفضة الدنماركية". بحوث المياه . 22 (9): 1101-1108. رمز Bibcode :1988WatRe..22.1101R. doi :10.1016/0043-1354(88)90004-8.
  17. ^ ab [1] تم أرشفته في 15 مايو 2013 على موقع Wayback Machine وزارة الصناعة والسياحة والموارد - إدارة الصرف الحمضي والمعدني: برنامج التنمية المستدامة الرائد في مجال صناعة التعدين (PDF) دليل الحكومة الأسترالية، 2007: ص 28 - 40
  18. ^ PJ Schmieder وJR Taylor وN. Bourgeot (2012)، تقنيات استهلاك الأكسجين لقياس معدلات توليد الحموضة، ورشة العمل الدولية الأولى للصرف الحمضي والمعدني في الصين - بكين 2012، http://earthsystems.com.au/wp-content/uploads/2013/05/Schmieder-et-al-2012_OxCon.pdf
  19. ^ [2] تم أرشفته في 23 أبريل 2008 على موقع Wayback Machine
  20. ^ [3] تم أرشفته في 4 يونيو 2008 على موقع Wayback Machine
  21. ^ abc Hammarstrom, Jane M.; Philip L. Sibrell; Harvey E. Belkin (2003). "Characterization of limestone reacted with acid-mine funding" (PDF) . Applied Geochemistry (18): 1710–1714. مؤرشف من الأصل (PDF) في 5 يونيو 2013. تم الاسترجاع في 30 مارس 2011 .
  22. ^ Zinck, JM and Griffith, WF (2000). An evaluation of HDS-type lime treatment processes – efficient and environmental impact. In: ICARD 2000. Proceedings from the Fifth International Conference on Acid Rock Drainage. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. المجلد الثاني، 1027-1034
  23. ^ "نظرة عامة على معالجة مياه الصرف الحمضية للمناجم باستخدام المواد الكيميائية". مؤرشف من الأصل في 24 مايو 2011. تم الاسترجاع في 13 يوليو 2009 .
  24. ^ ab Ziemkiewicz, Paul. "استخدام خبث الفولاذ في معالجة ومراقبة تصريف المناجم الحمضية". مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2011. تم الاسترجاع في 25 أبريل 2011 .
  25. ^ معدن الكالسيوم القائم على السيليكون CSA. Harsco Minerals.
  26. ^ م. بوثا، ل. بيستر، إي. هاردويك "إزالة اليورانيوم من مياه المناجم باستخدام التبادل الأيوني في منجم دريفونتين"
  27. ^ أندريه سوبوليفسكي. "الأراضي الرطبة المصنّعة لمعالجة مياه الصرف في المناجم - مياه الصرف المولدة بالفحم". الأراضي الرطبة لمعالجة مياه الصرف في المناجم. مؤرشف من الأصل في 23 أبريل 2015. تم الاسترجاع في 12 ديسمبر 2010 .
  28. ^ "نظرة عامة على الأنظمة السلبية لمعالجة مياه الصرف الحمضية للمناجم". مؤرشف من الأصل في 6 سبتمبر 2009. تم الاسترجاع في 13 يوليو 2009 .
  29. ^ Bless, Diana; Park, Brian; Nordwick, Suzzann; Zaluski, Marek; Joyce, Helen; Hiebert, Randy; Clavelot, Charles (1 December 2008). "الدروس التشغيلية المستفادة أثناء العروض التوضيحية للمفاعلات الحيوية لمعالجة تصريف الصخور الحمضية". مياه المناجم والبيئة . 27 (4): 241–250. رمز Bibcode :2008MWE....27..241B. doi :10.1007/s10230-008-0052-6. S2CID  108962729.
  30. ^ Kefeni, Kebede K.; Msagati, Titus AM; Mamba, Bhekie B. (2017). "تصريف المناجم الحمضية: الوقاية وخيارات العلاج واستعادة الموارد: مراجعة". مجلة الإنتاج الأنظف . 151 : 475–493. Bibcode :2017JCPro.151..475K. doi :10.1016/j.jclepro.2017.03.082.
  31. ^ تايسون جي دبليو وآخرون (4 مارس 2004). "بنية المجتمع والتمثيل الغذائي من خلال إعادة بناء الجينومات الميكروبية من البيئة". نيتشر . 428 (6978): 37-43. رمز Bibcode :2004Natur.428...37T. doi :10.1038/nature02340. PMID  14961025. S2CID  4420754.
  32. ^ Villegas-Plazas M, et al. (1 ديسمبر 2019). "إطار تصنيفي ووظيفي مركب للميكروبات تحت أنظمة المعالجة البيولوجية لتصريف مياه المناجم الحمضية". مجلة الإدارة البيئية . 251 (109581): 109581. Bibcode :2019JEnvM.25109581V. doi :10.1016/j.jenvman.2019.109581. PMID  31563048. S2CID  203592485.
  33. ^ Dias, DA; Urban, S.; Roessner, U. (2012). "نظرة تاريخية عامة على المنتجات الطبيعية في اكتشاف الأدوية". Metabolites . 2 (4): 303–336. doi : 10.3390/metabo2020303 . PMC 3901206. PMID  24957513 . 
  34. ^ Wang, X.; Elshahawi, SI; Shaaban, KA; Fang, L.; Ponomareva, LV; Zhang, Y.; Copley, GC; Hower, JC; Zhan, C.-G.; Kharel, MK; Thorson, JS (2014). "Ruthmycin, a new tetracyclic polyketide from Streptomyces sp. RM-4-15". Org. Lett . 16 (2): 456–459. doi :10.1021/ol4033418. PMC 3964319. PMID  24341358 . 
  35. ^ Wang, X.; Shaaban, KA; Elshahawi, SI; Ponomareva, LV; Sunkara, M.; Copley, GC; Hower, JC; Morris, AJ; Kharel, MK; Thorson, JS (2014). "موليناميدات أ وب، ببتيدات حلقية جديدة تم إنتاجها بواسطة عزلة حريق منجم الفحم روث مولينز Streptomyces sp. RM-27-46". J. Antibiot . 67 (8): 571–575. doi :10.1038/ja.2014.37. PMC 4146655. PMID  24713874 . 
  36. ^ "نظرة عامة على تأثيرات تصريف المناجم الحمضية في منجم ويست راند للذهب". عرض تقديمي إلى المدير العام لـ DWAF . 2 فبراير 2009. مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2012. تم الاسترجاع 2 يوليو 2014 .
  37. ^ ندوة IMWA 2007: المياه في بيئات التعدين، ر. سيدو وف. فراو (المحرران)، 27-31 مايو 2007، كالياري، إيطاليا
  38. ^ ديفيد فالشيك (26 ديسمبر 2012). "بئر أولد فورج يستنزف المناجم لمدة 50 عامًا". صحيفة سكرانتون تايمز تريبيون . تم الاسترجاع في 18 مارس 2013 .
  39. ^ DMITRE Minerals >...> المناجم السابقة > موقع منجم بروكونجا أرشيف 2 أبريل 2011 على موقع واي باك مشين تاريخ الوصول 6 ديسمبر 2011.
  40. ^ جين بيرليز وريموند بونر (2005): تحت جبل من الثروة، نهر من النفايات. نيويورك تايمز، 27 ديسمبر 2005، تاريخ الوصول 6 ديسمبر 2011.
  41. ^ منجم نهر ماك آرثر: مشكلة الصخور السامة الناتجة عن النفايات مستمرة، وسندات الضمان غير كافية، وفقًا لتقرير، إيه بي سي نيوز ، 21 ديسمبر 2017. تم استرجاعه في 20 أبريل 2018.
  42. ^ المزارعون يشعرون بالاشمئزاز من الاقتراح المقدم في منجم الذهب المهجور في وسط كوينزلاند ABC News ، 16 مارس 2018. تم استرجاعه في 24 مارس 2018.
  43. ^ ماري تشيرش، جوديث؛ ناتالي ستويانوف (4-7 يوليو 2006). "طمس خطوط المسؤولية البيئية: كيف تم التحايل على الحوكمة المؤسسية والعامة في كارثة شركة أوك تيدي للتعدين المحدودة" (PDF) . رابطة مدرسي القانون الأستراليين - أوراق مؤتمر محكمة . جامعة فيكتوريا، ملبورن ، فيكتوريا، أستراليا. مؤرشف من الأصل (PDF) في 7 أكتوبر 2011. تم الاسترجاع في 6 ديسمبر 2011 .
  44. ^ [4] تم أرشفته في 27 سبتمبر 2007 على موقع Wayback Machine وتم الوصول إليه في 6 ديسمبر 2011.
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ تصريف المناجم الحمضية .
  • إدارة الصرف الحمضي والمعدني: برنامج التنمية المستدامة الرائد في مجال صناعة التعدين. تروف: دليل وزارة الصناعة والسياحة والموارد الأسترالية، 2007. رقم ISBN 0642725128. تاريخ الوصول 21 مايو 2016. 
  • AMRClearinghouse.org
  • OrangeWaterNetwork.org (موقع EPCAMR على الويب)
  • تقييم طرق العلاج (PDF)
  • IMWA – الرابطة الدولية لمياه المناجم
  • INAP – الشبكة الدولية للوقاية من الأحماض
  • INAP – دليل عالمي لتصريف الصخور الحمضية
  • نظرة عامة على العمليات الكيميائية المعنية
  • PADRE – شراكة لمعالجة مياه الصرف الحمضية في أوروبا
  • علم تصريف المناجم الحمضية والمعالجة السلبية
  • تصريف مياه المناجم من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية
  • تم العثور على أكثر المياه حمضية في العالم بالقرب من ريدينج، كاليفورنيا (درجة الحموضة -3.6)
  • MiWER - مركز أبحاث مياه المناجم والبيئة (مقره في أستراليا)
  • نظرة عامة على تأثيرات تصريف المناجم الحمضية في منطقة ويست راند جولدفيلد
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=تصريف_المناجم_الحمضية&oldid=1238384823"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate