زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی‌های آزمایشگاهی با روش ABA اصلاح شده برای ارزیابی پتانسیل تولید آلودگی از باطله‌های ذخایر سولفیدی با میزبان کربناته و مقایسه با رویکرد کانی‌شناسی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکدۀ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک
2 دانشگاه تهران، دانشکدۀ مهندسی معدن
چکیده
از اصلی­ترین مشکلات در ارتباط با باطله­های معدنی، بحث تشکیل پساب­های معدنی به‌صورت اسیدی تا قلیایی و انتقال فلزات سمی در مناطق پایین دست است. بنابراین ارزیابی پتانسیل آلودگی این نوع باطله­ها امری پر واضح است. پژوهش حاضر با هدف پایش غلظت فلزات سنگین و ارزیابی پتانسیل تولید یا خنثی­سازی آلودگی در باطله­های سرب و روی تیپ سولفیدی با میزبان کربناتی در معدن انگوران است. در این راستا، تعداد 47 نمونه از بخش­های مختلف سطح دمپ باطله برداشت و غلظت عناصر S، Ca و Mg و هم‌چنین فلزات سنگین مانند As، Cd، Cr، Cu، Ni، Pb و Zn به‌وسیلۀ روش ICP-MS تجزیه شد. از شاخص آلودگی به­منظور پهنه‌ندی ریسک آلودگی کل فلزات سنگین استفاده شد و سپس از روش استاتیکی اسید- باز اصلاح شده برای ارزیابی پتانسیل آلودگی استفاده و نتایج با روش کریجینگ مدل­سازی شد. با توجه به مقادیر کم سولفور کل (کم‌تر از 1%)، تمام نمونه­ها پتانسیل خنثی­سازی خالص بالایی با دامنه بین 990-49 کیلوگرم کربنات کلسیم بر تن از خود نشان دادند. به­منظور تعیین منشأ خنثی­سازی و تفسیر بهتر نتایج استاتیکی از روی‌کرد کانی­شناسی (مجموع غلظت Mg+Ca) استفاده شد. نتایج روی‌کرد کانی­شناسی با یک هم‌بستگی بالا (99/0R=)با روی‌کرد آزمایشگاهی، کانی کلسیت را به‌عنوان منبع اصلی خنثی ­ساز معرفی کرد ه‌منظور اعتبارسنجی نتایج، تجزیه XRD روی 4 نمونه انجام و حضور کانی کلسیت به‌عنوان فراوانترین و بارزترین منبع خنثی­سازی تأیید شد.

کلیدواژه‌ها

1. Leach D. L., Bradley D. C., Huston D., Pisarevsky S. A., Taylor R. D., Gardoll S. J., "Sediment-Hosted Lead-Zinc Deposits in Earth History", Econ. Geol, Vol. 105 (2010) 593-625.## 2. گیلبرت ج. ا.، پارک چ. ا.، "زمین‌شناسی کانسارها"، چاپ سوم، ترجمۀ علیرضایی سعید، تهران، انتشارات چاپ و نشر بین الملل (1395) ## 3. Rajabi A., Rastad E, Canet C., Alfonso P., "The early Cambrian Chahmir shale-hosted Zn-Pb deposit, Central Iran: an example of vent-proximal SEDEX mineralization", Miner. Deposita (2015). DOI 10.1007/s00126-014-0556-x. ## 4. Maghfouri S., Hossenzadeh M. R., Rajabi A., Choulet F., "A review of major non sulfide zinc deposits in Iran", Geoscience Frontiers (2017) 1-25. http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2017.04.003## 5. دولتی ارده‌جانی ف.، شفائی تنکابنی س. ض.، میرحبیبی ع.، بدیعی خ.، "بیوتکنولوژی، ژئوشیمی زیست‌محیطی و مدیریت پساب‌ها: جلد اول- پساب‌های معدنی"، پژوهشکدۀ صنایع رنگ ایران، چاپ دانشگاه صنعتی شاهرود (1383). ## 6. Singh R.N., Doulati Ardejani F., "Evaluation of factors affecting pyrite oxidation and subsequent pollutant generation in backfilled open cut coal mines", 8th International Congress on Mine Water and the Environment, Johannesburg, South Africa (2003) 173-186. ## 7. Kuyucak N., "Role of microorganisms in mining: generation of acid rock drainage and its mitigation and treatment", Eur. J. Miner. Process. Environ. Prot. 2 (2002) 179-196. ## 8. Nowaczyk K., Domka F., "Oxidation of Pyrite and Marcasite by Thiobacillus ferrooxidans Bacteria", Polish Journal of Environmental Studies Vol. 9, No. 2 (2000) 87-90. ## 9. (GARD) "Global Acid Rock Drainage uide", http://www.gardguide.com (2018). ## 10. Parbhakar-Fox A. K., Fox N., Hill R., Ferguson T., Maynard B., "Improved mine waste characterisation through static blended test work", Minerals Engineering, Volume 116 (2018) 132-142. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.09.011## 11. Dold B., "Acid rock drainage prediction: A critical review", Journal of Geochemical Exploration 172 (2017) 120-132. ## 12. Sherlock E. J., Lawrence R. W., Poulin R., "On the neutralization of acid rock drainage by carbonate and silicate minerals", Environ. Geol. 25 (1995) 43-54. ## 13. Broughton L. M., Robertson A., "Modelling of leachate quality from acid generating waste rock dumps", Preprint for the Second International Conference on the Abatement of Acidic Drainage, Montreal, Quebec (1991) 18. ## 14. Hageman P. L., Seal R. R., Diehl S. F., Piatek N. M., Lowers H. A., "Evaluation of selected static methods used to estimate element mobility, acid-generating and acidneutralizing potentials associated with geologically diverse mining wastes", Appl. Geochem. 57 (2015) 125-139. ## 15. Plante B., Benzaazoua M., Bussière B., "Predicting Geochemical Behaviour of Waste Rock with Low Acid Generating Potential Using Laboratory Kinetic Tests", Mine Water Environ, (2010) 20. DOI 10.1007/s10230-010-0127-z## 16. Petrini R., Cidu R., Slejko F. F., "Thallium Contamination in the Raibl Mine Site Stream Drainage System (Eastern Alps, Italy)", Mine Water Environ. 35, (2016) 55-63. doi:10.1007/s10230-015-0346-4## 17. Qishlaqi A., Moore F., Forghani G., "Assessing the Spatial Variability of Total and Available Cadmium in Soils of the Angouran Area, NW Iran", Soil Sediment Contam. 19 (2010) 707-724. doi:doi:10.1080/15320383.2010.499919## 18. Qishlaqi A., Moore F., Forghani G., "Characterization of metal pollution in soils under two landuse patterns in the Angouran region, NW Iran; a study based on multivariate data analysis", J. Hazard. Mater. 172, (2009) 374-384. Doi:10.1016/j.jhazmat,2009.07.024## 19. Sharafi A., Doulati F., Rezaei B., Sargheini J., "Environmental geochemistry of near-neutral waters and mineralogy of zinc and lead at the Angouran non-sulphide zinc mine, NW Iran", Journal of Geochemical Exploration, (2017) 1-52.Doi:10.1016/j.gexplo.2017.11.020## 20. قدیمی س.، نباتیان ق.، "بررسی زمین شیمیایی معدن روی- سرب انگوران و اثرات فعالیت‌های معدنکاری بر آلودگی منطقه"، مجلۀ زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، شمارۀ 13 (1393) 66-56. ## 21. Bouzahzah H., Benzaazoua M., Bussiere B., Plante B., "Prediction of Acid Mine Drainage: Importance of Mineralogy and the Test Protocols for Static and Kinetic Tests", Mine Water Environ, 33 (2014) 54-65. DOI 10.1007/s10230-013-0249-1## 22. Lawrence R. W., Poling G. W., Marchant P. B., "Investigation of predictive techniques for acid mine drainage", MEND/NEDEM report 1.16.1a, Canadian Centre for Mineral and Energy Technology, Ottawa, Canada (1989). ## 23. Kwong Y. T. J., "Prediction and prevention of acid rock drainage from a geological and mineralogical perspective", MEND Report 1.32.1, CANMET, Ottawa, ON, Canada, (1993). ## 24. Boni M., Gilg A. H., Balassone G., Schneider J., Allen C. R., Moore F., "Hypogene Zn carbonate ores in the Angouran deposit, NW Iran", Miner Depositam 42 (2007) 799-820. DOI: 10.1007/s00126-007-0144-4## 25. Daliran F., Pride K.,Walther J., Berner Z. A., Bakker R. J., "The Angouran Zn (Pb) deposit, NW Iran: evidence for a two stage, hypogene zinc sulfideezinc carbonates mineralization", Ore Geology Reviews, 53 (2013) 373--402. Doi:10.1016/j.oregeorev.2013.02.002. ## 26. Gilg H. A., Allen C. R., Balassone G., Boni M., Moore F., "The 3-stage evolution of the Angouran Zn “oxide”-sulfide deposit, Iran", In: Eliopoulos,D.G., et al. (Ed.),Mineral Exploration and Sustainable Development. Millpress, Rotterdam, (2003) 77-80. ## 27. Ghadimi S., Forghani G., Kazemi G. A., "Distribution, geochemistry, and mineralogy of aerosols in the Angouran Mine area, northwest Iran", Environ Geochem Health, (2018), Published online, https://doi.org/10.1007/s10653-018-0084-1## 28. "ضوابط و استانداردهای زیست‌محیطی در ایران"، سازمان حفاظت محیط‌زیست، دفتر آب و خاک (1398) ## 29. Jiang X., Lu W. X., Zhao H. Q., Yang Q. C., Yang Z. P., "Potential ecological risk assesment and prediction of soil heavy-metal pollution around coal gangue dump, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 14 (2014) 1599-1610 ## 30. Sobek A. A., Schuller W. A., Freeman J. R., Smith R. M.,"Field and laboratory methods applicable to overburdens and minesoil", EPA report no. EPA-600/2-78-054, US Govt Printing Office, Washington, (1978) 47-50. ## 31. White W. W., Lapakko K. A., Cox R. L., "Static-test methods most commonly used to predict acid mine drainage: practical guidelines for use and interpretation", In: Plumlee, G.S., Logsdon, M.J. (Eds.), The Environmental Geochemistry of Ore Deposits. Part A: Processes, Techniques, and Health Issues. Reviews in Economic Geology (1999) 325-338. ## 32. Lawrence R. W., Wang Y., "Determination of neutralizing potential for acid rock drainage prediction", MEND/NEDEM report 1.16.3, Canadian Centre for Mineral and Energy Technology, Ottawa, Canada. (1996) 149. ## 33. Mohammadi Z., Modabberi S., Jafari M. R., Ajayebi K. S., "Comparison of different static methods for assessment of AMD generation potential inmining waste dumps in the Muteh Gold Mines, Iran", Environ Monit Assess, 187:374, (2015) 1-14. DOI 10.1007/s10661-015-4306-z## 34. معتمدیراد م.، مختاری ل، گ.، بهرامی ش.، اسدی م، ع، ز.، "ارزیابی میزان آلودگی ناشی از عناصر سنگین در رسوبات حوضه کارستی روئین"، پژوهش‌های دانش زمین، سال نهم، شمارۀ 36 (1397) 166-146. ## 35. Taylor J. C., Hinczak I., "Rietveld made easy: a practical guide to the understanding of the method and successful phase quantifications", Sietronics Pty Ltd (2001). ## 36. Paktunc A. D., "ModAn-a computer program for estimating mineral quantities based on bulk composition: windows version", Computers & Geosciences 27 (2001) 883-886. ## 37. Paktunc A. D., "Mineralogical constraints on the determination of neutralization potential and prediction of acid mine drainage", Environmental Geology 39, Springer-Verlag (1999) 103-112. ##