مهندسی منابع معدنی
سال:1398 | دوره:4 | شماره:3 |تعداد مقالات:9

فعالیت های اکتشاف و استخراج مواد معدنی ممکن است باعث افزایش غلظت فلزات سنگین در محیط های اطراف شود. در این مناطق، رودخانه ها و آب های سطحی دارای پتانسیل بالایی برای گسترش این نوع آلودگی اند. از آنجا که آلودگی فلزات سنگین دارای اثرات جبران ناپذیری برای محیط زیست و جانداران به ویژه خود انسان است، باید منابع اصلی آلودگی شناسایی و گسترش آن را کنترل کرد، بنابراین بررسی رسوبات آبراهه ها، به عنوان مهم ترین عامل در انتقال و پراکندگی آلاینده های فلزی، اهمیت زیادی دارد. بدین منظور در مطالعه حاضر برای ارزیابی کیفیت رسوبات و بررسی آلودگی ناشی از پراکنش فلزات سنگین، از نتایج آنالیز عناصر Cr، Co، Ni، Cu، Zn، Cd، Pb و As در 911 ایستگاه واقع در منطقه بافت، استان کرمان استفاده شده است. وضعیت آلودگی نمونه های رسوب آبراهه ای با استفاده از شاخص های انباشت ژئوشیمیایی، ضریب آلودگی، درجه آلودگی اصلاح شده، خطر زیست محیطی و شاخص بارآلودگی مورد بررسی قرارگرفته شد. نتایج مطالعه وجود آلودگی متوسط تا نسبتا شدید را برای فلزات سرب، روی، نیکل، کروم، کادمیوم و آرسنیک در برخی از ایستگاه های نمونه برداری اثبات کرده است. بررسی مناطق بالادست نقاط آلوده نشان داد که منابع آلودگی عمدتا مرتبط با فعالیت های معدنی و انسانی بوده اما در برخی از موارد آلودگی به دلیل ویژگی های زمین شناسی منطقه انجام گرفته است. در نتیجه با توجه به اثرات مخرب ناشی از نزدیکی منابع آلودگی فلزات سنگین به زیستگاه های جانداران و اثرگذاری آن منابع بر حوضه آبریز و آبخیز شهرستان های بافت، ارزوییه و رابر، توصیه می شود تا نظارت مستمر از سطح آلودگی ناشی از فعالیت های معدنی برای اصلاح و تصفیه آلودگی انجام گیرد.

مطالعات سنگ منشا یکی از مسایل کلیدی در فعالیت های اکتشاف نفت است، یکی از روش های استاندارد برآورد مقدار هیدروکربن تولیدی، تعیین پارامترهای سینتیکی و آنالیز پیرولیز راک-اول از نمونه های سنگ منشا است. در این مقاله با استفاده از آنالیز دستگاه راک-اول6، به بررسی توان هیدروکربن زایی و بلوغ ماده آلی سازندهای سرچاهان و فراقون به دلیل وجود میان لایه های شیلی و زغالی در این سازندها در منطقه خلیج فارس و فارس ساحلی پرداخته می شود. نتایج آنالیز پیرولیز راک-اول نشان می دهد سازند سرچاهان در انتهای پنجره نفتی و سازند فراقون در ابتدای پنجره نفتی قرار دارند. سازند سرچاهان دارای کروژن نوع П /Ш ، П و سازند فراقون دارای کروژن نوع Ш است. با توجه به توزیع انرژی فعالسازی، سازند سرچاهان دارای کروژن نوع П و مقدار انرژی فعال سازی آن بین 52-48 کیلوکالری بر مول و سازند فراقون دارای کروژن نوع Ш و مقدار انرژی فعال سازی آن بین 60-40 کیلوکالری بر مول است. بر اساس روند پراکندگی نمونه های مورد مطالعه مشخص شد که سازند سرچاهان به سمت فارس ساحلی و سازند فراقون (میان لایه های زغالی این سازند) از جنوب ایران به سمت بخش مرکزی خلیج فارس از نظر وجود ماده آلی غنی تر شده است و میزان بلوغ افزایش می یابد.

عملیات تولیدی اصلی در اکثر معادن شامل حفاری، آتشباری، بارگیری و باربری است، بنابراین بهینه سازی هر بخش باعث افزایش سود و کاهش هزینه های معدنکاری می شود. حدود 50 تا 60 درصد هزینه های معدنکاری مربوط به ماشین آلات است و از این بین ماشین آلات بارگیری و باربری سهم عمده ای از هزینه ها را به خود اختصاص می دهند، در نتیجه به کارگیری صحیح ناوگان ترابری اهمیت ویژه ای دارد تا با افزایش بهره وری، هزینه های سیستم تولیدی نیز کاهش یابد. در این تحقیق با استفاده از روش شبیه سازی و بهره گیری از نرم افزار Arena، عملکرد سیستم فعلی تولید معدن خاک نسوز آباده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بهره وری ماشین آلات بارگیری موجود در معدن پایین است و با توجه به کمبود تعداد کامیون ها، این امر سبب افزایش هزینه های تولید شده است. در صورت به کارگیری ماشین آلات با ظرفیت های بالا در عملیات استخراج، ضمن افزایش تولید، هزینه های تولید به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. همچنین با اعمال روش تخصیص انعطاف پذیر کامیون ها در مدل، مشخص شد در صورتی که از ماشین آلات بارگیری و باربری متناسب استفاده شود، ضمن افزایش 4 تا 8 درصدی تولید با تعداد معین کامیون، هزینه های تولید نیز 5 تا 7 درصد کاهش می یابد.

خردشدگی به عنوان یکی از نتایج انفجار کیفیت انفجار را مشخص می کند. دقیق ترین روش تعیین توزیع دانه بندی، تجزیه سرندی است اما به دلیل وقت گیر بودن و حجم زیاد مواد خرد شده بر اثر انفجار، امری سخت و گاهی غیرممکن است، بنابراین از روش پردازش تصویر دیجیتال برای ارزیابی خردایش سنگ های حاصل از آتشکاری استفاده می شود که دقت و سرعت قابل قبولی دارند. در پژوهش حاضر، دو نرم افزار پرکاربرد پردازش تصویر WipFrag و Split Desktop از نظر کارایی مقایسه شده اند. نمونه مورد مطالعه، سنگ آهک آتشکاری شده در معدن جاجرم است. به همین منظور، ابتدا تصویر مورد نظر با هر دو نرم افزار به روش دستی، مرزبندی شده و نتایج آن با تجزیه سرندی مقایسه شده است که نشان می دهد، منحنی خروجی از Split Desktop، بیشترین مطابقت را با تجزیه سرندی دارد. بیشینه اختلاف تجزیه سرندی با نتایج Split Desktop و WipFrag، به ترتیب برابر 59/3 و 38/11 درصد است. حالت های مختلف مقایسه ای شامل بررسی اثر نوع مرزبندی (خودکار و دستی)، اثر دوران تصویر با ثابت ماندن مقیاس و تفکیک یک تصویر به چهار تصویر مجزا و ترکیب نتایج بررسی شده است. برای نرم افزارهای Split Desktop و WipFrag، بیشینه اختلاف نتایج مرزبندی خودکار و دستی به ترتیب برابر با 28/1 و 79/3 درصد، بیشینه اختلاف ایجاد شده در اثر چرخش تصویر به ترتیب برابر با 96/1 و 09/8 درصد و بیشینه اختلاف ایجاد شده در اثر تفکیک تصویر و ترکیب منحنی ها، به ترتیب برابر با 01/3 و 58/9 درصد است. بنابراین همواره نتایج نرم افزار Split Desktop در مقایسه با WipFrag قابل قبول تر بوده است.

در این مقاله به فرآیند ساخت مغزه های مصنوعی با قطر 5/1 اینچ برای مطالعه شکستگی نمونه های مخزنی پرداخته می شود. این نمونه ها دارای الگوی منظم اند و تمرکز اصلی در خصوص آن ها، امکان اجرای زبری بطور کنترل شده است، بنابراین از الگوی کنگره ای (دندانه اره ای) به عنوان ساختار مصنوعی مفروض در طراحی الگوهای زبر استفاده شد. در روش های ایجاد سطوح زبر از طریق شکست سنگ، علاوه بر خارج کنترل بودن زبری، میکروشکستگی هایی همراه شکستگی اصلی ایجاد می شود. چنانچه از روش های پیشرفته برشی مانند سیستم های کنترل عددی رایانه ای بدین منظور استفاده شود؛ باطله برش به اندازه ای است که حجم باقیمانده در قیاس با حجم اولیه و مقیاس الگو، از نظر فنی کاملا مردود است. این موارد در کنار هزینه بر بودن تامین تجهیزات، پژوهشگران را عملا به استفاده از مغزه های مخزنی توام با آزمایش های مخرب مجبور می کند. در این مقاله روشی ساده اما مبتنی بر رویکرد ابتکاری ارایه شده است که در آن با هزینه کمتر، هیچ یک از این مشکلات وجود نخواهد داشت. در این روش در عین توانایی در اجرای الگو، می توان سطح مقطع مغزه را به صورت دوار نگه داشت. همچنین با توجه به قالب گیری مغزه، هیچ میکروشکستگی در مغزه وجود نخواهد داشت. این موارد در کنار تشابه ساختاری و بافتی مغزه های مصنوعی ساخته شده از بتن ویژه با ابعاد خاص، منجر به پاس شدن آزمون های کنترل کیفی تعیین سرعت عبور امواج اولتراسونیک و مقاومت فشاری تک محوری شد و در نهایت در دو طرح اختلاط، مقاومت قابل قبول بیش از 9890 و 11380 psi به دست آمد.

در این تحقیق سعی شده است تا با بهینه سازی پارامترهای موثر بر فلوتاسیون کانی غیرگوگردی سرب (سروزیت)، بتوان به کنسانتره ای با عیار و بازیابی مناسب دست یافت. برای انجام این کار تاثیر پارامترهای مقدار کف ساز، مقدار سولفید کننده سولفید سدیم، کلکتورهای آمیل گزانتات پتاسیم، دانافلوت 507، دانافلوت 233، دانافلوت 245، ایزوبوتیل گزانتات سدیم و ایزوپروپیل گزانتات سدیم، میزان کلکتور، زمان خردایش، درصد جامد، pH، هوادهی در زمان آماده سازی، افزایش زمان آماده سازی، نرمه گیری، خردایش مجدد، رمق گیری و اضافه کردن مرحله ای کلکتور بررسی شد و در آخر در شرایط بهینه، آزمایش های شستشو در شرایط مختلف انجام گرفت. نتایج نشان داد که فلوتاسیون رافر برروینمونهسربکربناتهباعیار 5/6 درصدسرب، تحت شرایط بهینه کف ساز روغن کاج به میزان 30 گرم بر تن، 5000 گرم بر تن سولفید سدیم، 1000 گرم بر تن کلکتور 507 (دی ایزوپروپیل دی تیوفسفات سدیم بعلاوه تیونوکربامات)، d80 75 میکرون، pH برابر با 5/9، درصد جامد برابر با 30، کنسانتره ای با عیار 0/17 و بازیابی 7/81 درصد به دست آمد. در این شرایط، عیار سرب در باطله نهایی به حدود 8/1 درصد رسید. افزایش زمان آماده سازی برای سولفور سدیم، کلکتور و کف ساز به ترتیب از 10، 4 و 1 دقیقه به 15، 6 و 2 دقیقه باعث افزایش جزیی در عیار و کاهش ناچیزی در بازیابی کنسانتره مرحله رافر شد. در نهایتدر مرحله شستشو در شرایطی که از آب تازه و نصف مواد شیمیایی مصرفی در مرحله رافر، استفاده شد، پس از 6 مرحله شستشو، کنسانتره ای با عیار نهایی سرب 8/63 و بازیابی کلی5/57 درصد حاصل شد.

در این مقاله از باطله بوکسیت به عنوان یک جاذب ارزان و غیر سمی برای حذف آلاینده های فلزی مس و منگنز از پساب اسیدی معدن مس سرچشمه استفاده شده است. پس از اصلاح و کاهش ابعاد باطله بوکسیت در مقیاس نانو، ابتدا شناسایی نانوجاذب با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، فلورسانس اشعه ایکس (XRF)، تصویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) و تبدبل فوریه فروسرخ (FT-IR) انجام شده است، سپس تاثیر پارامترهای حاکم بر فرآیند جذب از فاز محلول شامل مقدار جاذب و دما بررسی شده و در نهایت فرآیند جذب از دیدگاه تعادلی و ترمودینامیکی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که فرآیند جذب یون های مس و منگنز به صورت خود به خودی (انرژی آزاد گیبس به ترتیب 40-و 15-کیلوژول بر مول) و گرماده (آنتالپی 35 و 37 کیلوژول بر مول) بوده است و از ایزوترم لانگمویر تبعیت می کند. نتایج نشان می دهد که باطله بوکسیت پتانسیل بالایی در حذف فلزات سمی از پساب دارد و راندمان آن برای عنصر مس 99 درصد و برای منگنز بیش از 90 درصد است.

در این تحقیق برای تشریح مکانیزم و پدیده حاکم در انتقال یون های رنیوم بر روی تبادلگر پرولایت A170، از مدل های ایزوترم تعادلیوسینتیکی در شرایط استاتیکی (ناپیوسته) استفاده شد. به منظور درک کامل تعادل فرآیند جذب، چهار مدل جامع ایزوترم مورد بررسی قرار گرفت که در حالت کلی نتایج نشان داد که ایزوترم های کاربردی، پیش بینی خوبی از تعادل سیستم دارند که از بین آن ها دو مدل فروندلیچ و D-R تطابق مناسب تری با داده های آزمایشگاهی نشان دادند(99/0 R2>). همچنین در این شرایط بیشترین ظرفیت جذب محاسبه شده از مدل لانگمور برای یون های یاد شده 67/166 میلی گرم/ گرم به دست آمد. برای مطالعه سینتیک سیستم، مدل های شبه درجه اول، شبه درجه دوم، نفوذ بین ذره ای و اولوویچ به کار گرفته شد. تحلیل داده های استخراجی نشان داد که از بین مدل های مورد بررسی، مدل شبه درجه دوم با بیشترین ضریب همبستگی می تواند سینتیک فرآیند جذب را پیش بینی کند.

روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف فلزات سمی و سنگین از پساب وجود دارد. حذف فلزات با استفاده از فرآیند جذب از جمله روش های نسبتا ارزان قیمت با راندمان حذف بالا محسوب می شود که در سالیان اخیر با استفاده از جاذب های متنوع مورد توجه محققان بوده است. در این تحقیق امکان پذیری حذف و کاهش غلظت فلزات سرب و مس از پساب شبیه سازی شده کارخانه فرآوری مس سونگون به روش جذب مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر پارامتر هایی مانند pH، میزان جاذب، میزان جذب شونده و زمان بر روی فرآیند جذب مورد مطالعه قرار گرفت. در مطالعه حاضر هماتیت به عنوان جاذب با استفاده از روش رسوب دهی شیمیایی سولفات آهن تهیه شد. ویژگی های جاذب تشکیل داده شده با استفاده از آنالیز XRD تعیین شد. جاذب تهیه شده برای حذف دو عنصر سرب و مس در پساب شبیه سازی شده حاوی عناصر سرب و مس و در انتها روی پساب واقعی کارخانه مس سونگون مورد سنجش قرار گرفت. نتایج حذف عناصر سرب و مس از محلول آبی نشان داد که حذف بهینه این عناصر در pH حدود 6 انجام می شود. بازدهی حذف دو عنصر سرب و مس تا غلظت 100 ppm در حضور جاذب هماتیت به ترتیب به 94 و 90 درصد رسید. همچنین در مطالعات سینتیکی مشخص شد که حذف دو آلاینده سرب و مس با جاذب هماتیت از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت می کند. مطالعات ایزوترمی هم بیانگر آن بود که فرآیند حذف دو عنصر سرب و مس با استفاده از هماتیت با مدل لانگمویر مطابقت دارد.