فاضلاب معادن دارای طیف گسترده ای از ترکیبات مختلف می باشد. بسیاری از ترکیبات موجود در فاضلاب صنایع آهن و فولاد، در پساب معادن نیز وجود دارد. فاضلاب حاصل از غنی‌سازی و شستشوی سنگ های معدنی روی و سرب، علاوه بر ترکیبات سایر صنایع معدنی، دارای زانتات (دسته ای از نمک های شیمیایی)، روی و سرب نیز می باشد.
فاضلاب معادن عمدتاً حاوی فلزات سنگین، سیانید و پساب می باشند.
- آهن
- سولفات
- کلسیم
- آلومینیوم سه ظرفیتی
- pH در بازه ی 2 تا 3
مطالب ارائه شده در ادامه ی این بخش شامل آخرین دستاوردها و توانایی ها در زمینه تصفیه فاضلاب در صنعت معدن می باشد:
- فرآیندهای فعلی مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب معادن
- تکنولوژی های جدید در تصفیه فاضلاب معادن
- برکه های تصفیه لجن (معدنی)
- روش های شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه فاضلاب
فرآیندهای فعلی مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب معادن
شستشو توسط آهک یکی از قدیمی ترین و مطمئن ترین روش های مورد استفاده در صنعت معدن برای تصفیه فاضلاب می باشد. این روش برای مدت 80 سال است که مورد استفاده قرار می گیرد و بیشترین کاربرد آن برای بازیابی مس (هم فلز مس و هم سولفید مس بوسیله اکسیداسیون) و بازیابی نیکل و کبالت می باشد. یکی از اصلی ترین دلایل استفاده از این روش، دارا بودن قابلیت انتخاب سایر فلزات می باشد. از فرآیند شستشوی آهکی برای حذف فلزات (به خصوص مس، روی، نیکل، کبالت و کادمیوم) از فاضلاب معادن استفاده می شود.
برخی از سیستم های دیگر تصفیه فاضلاب در این صنعت عبارتند از:
- زلال سازها
- سیستم های آبگیری
- تصفیه بیولوژیکی
- میکروفیلتراسیون و اسمز معکوس
- سیستم های تصفیه زهکشی معادن
- تغلیظ کننده ها
- تبادل یونی (حذف فلزات و آلاینده ها)
تکنولوژی های جدید در تصفیه فاضلاب معادن
تمرکز اصلی این بخش بر روی دستاوردهای جدید در تصفیه فاضلاب صنعت معدن بوسیله برکه تصفیه لجن و سایر روش های شیمیایی و بیولوژیکی می باشد.
برکه های تصفیه لجن (پسماندها)
لجن (پسماند) موادی هستند که پس از فرآیند جداسازی مواد با ارزش از مواد بی ارزش (ضایعات) از یک سنگ معدن باقی می ماند. استخراج مواد معدنی از یک سنگ معدن نیازمند خردکردن آن به ذرات بسیار کوچک می باشد، بنابراین این پسماندها بسیار کوچک و در اغلب مواقع از اندازه یک دانه ی ماسه تا ذرات میکرونی متفاوت می باشند. لجن (پسماند) معادن معمولاً توسط آسیاب ها و به صورت مایع تولید می شوند.
تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی فاضلاب معادن
پساب اسیدی سنگ (ARD) یا پساب معدنی سنگ (AMD)، نتیجه ی قرار گیری سولفیدهای معدنی، به خصوص پیتریت و پیروتیت، در معرض اکسیژن موجود در اتمسفر و آب می باشد. یکی از معمول ترین روش ها، ترسیب شیمیایی بوسیله آهک یا سایر مواد می باشد. این سیستم‌ها مقادیر قابل توجهی لجن مرطوب تولید می کنند که در اغلب مواقع نیز نیاز به استفاده از تجهیزات خشک کننده و آبگیری برای تغلیظ لجن هیدروکسید فلز می باشد. مطالعات و تحقیقات اخیر منتج به ساخت بیوراکتورهایی شده است که فضای کمتری را اشغال نموده و همچنین عملیات تصفیه و جداسازی فلزات و مواد اسیدی را با راندمان بالاتری انجام می دهد. مواد ترکیب شده با اکسیژن (Oxyanions) مانند کرومات و آرسنات را می توان با استفاده از سیستم های تصفیه بوسیله تالاب ها (بیوراکتورهای منفعل) حذف نمود. آرسینک به شکل ترکیبی از سولفید آرسنیک از سیستم حذف شده و کرومات نیز به Cr(lll) تبدیل شده و به شکل هیدروکسید ته نشین می گردد. بیوراکتورهای منفعل (سیستم های تصفیه تالابی) جایگزین مناسب تر و ارزان تری برای سیستم های ته نشینی شیمیایی معمول می باشند. اما با این حال این سیستم ها نیز هنوز دارای مشکلات هیدرولیکی و طول عمر مفید می باشند.
روش های بیولوژیکی
نتایج بسیاری از تحقیقات نشان می دهد که مکانیزم اولیه برای حذف فلزات، باکتری های کاهش دهنده ی سولفات (SRB) می باشند. این باکتری ها روند تبدیل سولفات به سولفید را تسریع می کنند. سولفیدها با فلزات واکنش داده و موجب ته نشینی آن ها به عنوان سولفیدهای فلز می گردند که بسیاری از آن ها نیز در شرایط بی هوازی سیستم تصفیه پایدار می باشند. SRBها باکتری های بی هوازی ای می باشند که بهترین شرایط برای آن ها pH بین 5 تا 8 می باشد. آبی که دارای pH پایینی باشد، موجب کاهش کارآیی و ظرفیت سیستم برای تصفیه فلزات می گردد. گیاهان نیز نشان داده اند که توسط فرآیند جذب آب یا اکسید نمودن رسوبات در نزدیکی ریشه‌های خود، دارای قابلیت دفع فلزات می باشند.
استفاده از فرآیندهای معلق سازی و بیوفیلم های کاهنده سولفات نیز در تصفیه فاضلاب های مصنوعی حاوی سولفات، روی و آهن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج این آزمایش نشان می دهد که فرآیندهای آزمایش شده موجب ته نشینی فلزات به صورت سولفید شده و فاضلاب مصنوعی استفاده شده نیز از حالت اسیدی به خنثی تغییر ماهیت داده است.
