Войти
Панорама Броукен-Хилл, Новый Южный Уэльс, прикрытая свалками и хвостохранилищами из строки месторождения Хвосты - это материалы, оставшиеся после процесса отделения ценной фракции от нерентабельной фракции (пустой породы ) руды. Хвосты отличаются от вскрышных пород, которые представляют собой пустую породу или другой материал, который покрывает руду или минеральное тело и перемещается во время добычи без обработки.
Добыча полезных ископаемых из руды может осуществляться двумя способами: россыпная добыча, при которой вода и сила тяжести используются для концентрирования ценных минералов, или добыча твердых пород, при которой измельчает породу, содержащую руду, а затем полагается на химические реакции для концентрирования искомого материала. В последнем случае для извлечения минералов из руды требуется измельчение, то есть измельчение руды на мелкие частицы для облегчения извлечения целевого элемента (ов). Из-за такого измельчения хвосты состоят из суспензии мелких частиц, размер которых варьируется от песчинки до нескольких микрометров. Хвосты рудников обычно производятся на фабрике мельницы в виде суспензии, которая представляет собой смесь мелких минеральных частиц и воды.
Хвосты также называются отвалами шахт, отвалами стружки, шламами, хвостами, отходами, остатками выщелачивания, сликенс или терракон (террикон) .
Стоки из хвостов добычи сульфидных минералы были описаны как «самая большая экологическая ответственность горнодобывающей промышленности». Эти хвосты содержат большое количество пирита (FeS 2) и сульфида железа (II) (FeS), которые выбрасываются из искомых медных руд. и никель, а также уголь. Несмотря на то, что эти минералы безвредны под землей, эти минералы реагируют с воздухом в присутствии микроорганизмов, которые при неправильном обращении приводят к кислотному дренажу шахты.
Желтому мальчику в потоке, принимающем кислотный дренаж шахты от открытой добычи угля 
Фосфогипсовая кладка, расположенная около Форт-Мид, Флорида. Они содержат побочные продукты производства фосфатных удобрений. По оценкам, от 100000000 до 280000000 тонн фосфогипсовых отходов ежегодно образуется в результате переработки фосфатной руды для производство фосфорных удобрений. Помимо того, что фосфогипс бесполезен и его много, он радиоактивен из-за присутствия встречающихся в природе урана и тория и их дочерних изотопов.
Хвосты бокситов около Штаде (Германия )Хвосты бокситов - это отходы, образующиеся при промышленном производстве алюминий. Обеспечение ежегодного производства около 77 миллионов тонн алюминия является одной из наиболее серьезных проблем для отрасли добычи алюминия .
Уголь Мусор (также называемый угольными отходами, угольными хвостами, отходами, соломой, костями или каплями) - это материалы, оставшиеся от добычи угля, обычно в виде отвалов или отвалов. На каждую тонну каменного угля, образующегося при добыче полезных ископаемых, остается 400 кг отходов, в том числе некоторых потерянных углей, которые частично можно восстановить с экономической точки зрения. Угольные отходы отличаются от побочных продуктов сжигания угля, таких как летучая зола.
Если экономически целесообразно, некоторые угледобывающие компании пытаются переработать эти отходы. В более промышленно развитых странах это может включать в себя сложную переработку, например, флюидизация d сжигание на электростанциях. В менее индустриальных системах может использоваться ручная сортировка. Например, на угольном месторождении Джария большая группа «валлахов угольного цикла» вручную сортируют хвосты шахт вместе со своими семьями, а затем транспортируют утилизированный уголь на велосипедах на расстояние более 60 км на рынок.
Груды угольных отходов могут иметь серьезные негативные последствия для окружающей среды, включая вымывание остатков железа, марганца и алюминия в водотоки и кислотный дренаж шахт. Сток может привести к загрязнению как поверхностных, так и подземных вод. Поскольку большая часть угольных отходов содержит токсичные компоненты, их нелегко восстановить путем повторной посадки растений, таких как прибрежная трава.
Сжигание угольных отходов обычно производит больше токсинов для окружающей среды, чем более энергоемкие угли. На каждые 100 тонн сжигаемых угольных отходов образуется 85 тонн золы токсичных отходов. Эти сваи также уязвимы для пожаров, многие из которых воспламеняются сами по себе. Были предприняты некоторые попытки использовать угольные отходы в производстве бетона, аналогичные использованию летучей золы.
В Соединенных Штатах большая часть отвалов угольных отходов накапливалась с 1900 по 1970 годы, когда методы обработки были менее сложными.. В США существует давняя программа проверки этих отвалов. Только в Пенсильвании обнаружено более 770 таких свай. В Соединенных Штатах насчитывается не менее 18 заводов по сжиганию угольных отходов.На ранних этапах добычи полезных ископаемых часто не принимались адекватные меры для обеспечения экологической безопасности хвостохранилищ после закрытия. Современные шахты, особенно в юрисдикциях с хорошо разработанными правилами добычи полезных ископаемых и шахты, эксплуатируемые ответственными горнодобывающими компаниями, часто включают восстановление и надлежащее закрытие хвостохранилищ в свои расходы и деятельность. Например, провинция Квебек, Канада требует не только представления плана закрытия до начала добычи полезных ископаемых, но и внесения залога финансовой гарантии в размере 100%. предполагаемых затрат на реабилитацию. Хвостохранилища часто являются наиболее серьезной экологической проблемой для горных работ.
Хвосты горных выработок могут иметь экономическую ценность для связывания углерода из-за большой открытой площади поверхности полезных ископаемых.
Доля хвостов в руде может варьироваться от 90–98% для некоторых медных руд до 20–50% для других (менее ценных) минералов. Отклоненные минералы и горные породы, высвобождаемые при добыче и переработке, потенциально могут нанести вред окружающей среде, выделяя токсичные металлы (мышьяк и ртуть являются двумя основными виновниками), кислотным дренажом (обычно микробным действием на сульфидные руды) или повреждением водных животных, которые полагаться на чистую воду (а не на взвеси).
Самая большая опасность хвостохранилищ - это обрушение плотины, наиболее известным из которых в США является обрушение плотины для шлама в Западной Вирджинии наводнение Баффало-Крик 1972 г., в результате которого погибло 125 человек; Среди других обрушений - экологическая катастрофа Ок-Теди в Новой Гвинее, которая уничтожила рыболовство в реке Ок-Теди. В среднем во всем мире ежегодно происходит одна крупная авария, связанная с плотиной хвостохранилища. Хвостохранилища также могут быть источником кислотного дренажа, что приводит к необходимости постоянного мониторинга и очистки воды, проходящей через дамбу хвостохранилища; стоимость очистки шахты обычно в 10 раз превышала оценки горнодобывающей промышленности, когда использовался кислотный дренаж. Другими бедствиями, вызванными обрушением дамбы хвостохранилища, являются разлив цианида в Бая-Маре в 2000 году и авария на глиноземном заводе на Айке. (См. Также Список разрушений дамбы хвостохранилища.)
Исторически хвосты утилизировались наиболее удобным способом, например, в проточной воде вниз по течению или вниз по течению. осушает. Из-за опасений по поводу этих отложений в воде и других проблем были введены в эксплуатацию хвостохранилища. Проблема устойчивого развития при обращении с хвостохранилищами и пустой породой состоит в том, чтобы избавиться от материала, чтобы он был инертным или, в противном случае, стабильным и изолированным, чтобы свести к минимуму потребление воды и энергии, а также воздействие на поверхность отходов и перейти к поиску альтернативных вариантов использования..
Ограниченные водохранилищами (водохранилище - это плотина), в этих плотинах обычно используются "местные материалы", включая сами хвостохранилища, и их можно рассматривать насыпными плотинами. Традиционно единственным вариантом хранения хвостов было использование хвостового шлама. Эта суспензия представляет собой разбавленный поток твердых частиц хвостов в воде, который был отправлен в хранилище хвостов. Современный проектировщик хвостохранилищ может выбирать из целого ряда хвостов в зависимости от того, сколько воды удаляется из шлама перед сбросом. Удаление воды не только может в некоторых случаях создать лучшую систему хранения (например, сухое складирование, см. Ниже), но также может помочь в рекуперации воды, что является серьезной проблемой, поскольку многие шахты находятся в засушливых регионах. Однако в описании хвостохранилищ 1994 г. Агентство по охране окружающей среды США заявило, что методы обезвоживания могут быть чрезмерно дорогими, за исключением особых обстоятельств. Также использовалось подводное хранение хвостов.
Хвостохранилища - это участки с отказавшимися горными хвостами, где переносимые водой отходы закачиваются в пруд, чтобы обеспечить осаждение (то есть отделение) твердых частиц от воды. Пруд обычно запружен дамбой и известен как хвостохранилище или хвостохранилище. По оценкам 2000 г., в мире насчитывалось около 3 500 действующих хвостохранилищ. Заполненная вода имеет определенную пользу, поскольку сводит к минимуму перенос мелких хвостов ветром в населенные районы, где токсичные химические вещества могут быть потенциально опасными для здоровья человека; однако это также вредно для окружающей среды. Хвостохранилища часто несколько опасны, потому что они привлекают диких животных, таких как водоплавающие птицы или карибу, поскольку они кажутся естественными водоемами, но они могут быть очень токсичными и вредными для здоровья этих животных. Хвостохранилища используются для хранения отходов, полученных при отделении минералов от горных пород, или шламов, полученных при добыче битуминозных песков. Хвосты иногда смешивают с другими материалами, такими как бентонит, чтобы сформировать более густую суспензию, которая замедляет выделение воды, подвергшейся воздействию, в окружающую среду.
Есть много различных подмножеств этого метода, включая долинные водохранилища, кольцевые дамбы, котлованы и специально вырытые котлованы. Самым распространенным является долинный пруд, использующий естественную топографическую впадину в земле. Можно построить большие земляные дамбы, а затем засыпать их хвостами. Израсходованные карьеры можно засыпать хвостами. Во всех случаях, помимо других вопросов, необходимо уделять должное внимание загрязнению нижележащего уровня грунтовых вод. Обезвоживание - важная часть хранения пруда, поскольку хвосты добавляются в хранилище, вода удаляется - обычно путем слива в конструкции колонны для отливки. Таким образом, удаленную воду можно повторно использовать в технологическом цикле. После того, как хранилище будет заполнено и завершено, поверхность можно покрыть верхним слоем почвы и начать рекультивацию. Однако, если не используется метод непроницаемого покрытия, воду, которая просачивается в хранилище, придется постоянно откачивать в будущем.
Пастообразные хвосты - это модификация традиционных методов захоронения хвостов (хранение в пруду). Обычные шламы хвостов состоят из низкого процента твердых частиц и относительно высокого содержания воды (обычно от 20% до 60% твердых частиц для большинства горных работ с твердыми породами), и при депонировании в хвостохранилище твердые частицы и жидкости разделяются. В пастообразных хвостах процент твердых веществ в шламе хвостов увеличивается за счет использования пастообразных загустителей для производства продукта, в котором происходит минимальное разделение воды и твердых частиц, и материал откладывается в складское помещение в виде пасты (с консистенцией, похожей на зубная паста). Преимущество пастовых хвостов состоит в том, что на перерабатывающей установке рециркулирует больше воды, и, следовательно, этот процесс более эффективен с точки зрения использования воды, чем традиционные хвосты, и имеет меньшую вероятность просачивания. Однако стоимость сгущения, как правило, выше, чем для обычных хвостов, и затраты на перекачку пасты также обычно выше, чем для обычных хвостов, поскольку для транспортировки хвостов с перерабатывающей фабрики в зону хранения обычно требуются поршневые насосы. Пастообразные хвосты используются в нескольких местах по всему миру, в том числе в плотине Санрайз в Западной Австралии и золотом руднике Бульянхулу в Танзании.
Хвосты не нужно хранить в прудах или отправлять в виде суспензий в океаны, реки или ручьи. Все шире применяется практика обезвоживания хвостов с использованием вакуумных или напорных фильтров, чтобы затем хвосты можно было складывать в штабель. Это экономит воду, что потенциально снижает воздействие на окружающую среду с точки зрения снижения потенциальной скорости просачивания, используемого пространства, оставляет хвосты в плотном и стабильном состоянии и устраняет долгосрочную ответственность, которую пруды оставляют после завершения добычи. Однако, хотя есть потенциальные преимущества для сушки штабелированных хвостов, эти системы часто являются непомерно дорогостоящими из-за увеличения капитальных затрат на покупку и установку систем фильтрации и увеличения эксплуатационных расходов (обычно связанных с потреблением электроэнергии и расходными материалами, такими как фильтровальная ткань) таких систем.
Хотя захоронение в отработанных открытых карьерах, как правило, является несложной операцией, захоронение в подземные пустоты является более сложным. Распространенный современный подход заключается в смешивании определенного количества хвостов с отработанным заполнителем и цементом с получением продукта, который можно использовать для засыпки подземных пустот и забоев. Обычным термином для этого является HDPF - пастообразный наполнитель высокой плотности. HDPF является более дорогим методом захоронения хвостов, чем хранение в прудах, однако он имеет много других преимуществ - не только для окружающей среды, но и может значительно повысить устойчивость подземных выработок, предоставляя средства для передачи напряжения грунта через пустоты, а не для проходят вокруг них - что может вызвать сейсмические события, вызванные добычей полезных ископаемых, подобные тем, которые произошли ранее при аварии на руднике Биконсфилд.
Обычно это называется RTD - Riverine Tailings Disposal. В большинстве случаев, что не является особенно экологически безопасным, он значительно использовался в прошлом, что привело к такому значительному ущербу окружающей среде, как Mount Lyell Mining and Railway Company в Тасмании к Кинг Ривер, или отравлению в шахте Пангуна на острове Бугенвиль, что привело к крупномасштабным гражданским беспорядкам на острове и, в конечном итоге, к постоянным закрытие рудника.
По состоянию на 2005 год только три рудника, эксплуатируемые международными компаниями, продолжали использовать рекуперацию отходов: рудник Ок Теди, рудник Грасберг и рудник Рудник Поргера, все в Новой Гвинее. Этот метод используется в этих случаях из-за сейсмической активности и опасности оползней, которые делают другие методы утилизации непрактичными и опасными.
Обычно именуются STD (захоронение подводных хвостов) или DSTD (захоронение глубоководных хвостов). Хвосты можно транспортировать по трубопроводу, а затем выгружать, чтобы в конечном итоге спуститься на глубину. На практике это не идеальный метод, так как близость к готовым глубинам встречается редко. Когда используется STD, глубина разгрузки часто считается небольшой, и может произойти серьезное повреждение морского дна из-за покрытия отходами. Также очень важно контролировать плотность и температуру хвостов, чтобы предотвратить их перемещение на большие расстояния или даже всплытие на поверхность.
Этот метод используется на золотом руднике на острове Лихир ; утилизация отходов рассматривается экологами как очень вредная, в то время как владельцы утверждают, что это не вредно.
Фитостабилизация - это форма фиторемедиации, в которой используется заводы-гипераккумуляторы для долгосрочной стабилизации и удержания хвостов путем связывания загрязнителей в почве у корней. Присутствие растения может уменьшить ветровую эрозию, или корни растения могут предотвратить водную эрозию, иммобилизовать металлы путем адсорбции или накопления и обеспечить зону вокруг корней, где металлы могут осаждаться и стабилизироваться. Загрязняющие вещества становятся менее биодоступными, и уменьшается их воздействие на домашний скот, диких животных и людей. Этот подход может быть особенно полезен в засушливых условиях, которые подвержены воздействию ветра и водной дисперсии.
Продолжаются значительные усилия и исследования, направленные на поиск и усовершенствование лучших методов захоронения хвостов.. Исследования на золотом руднике Поргера сосредоточены на разработке метода объединения продуктов хвостов с крупнозернистой пустой породой и отработанными илами для создания продукта, который можно хранить на поверхности в обычных свалках или свалках. Это позволит прекратить нынешнее использование речных стоков. Предстоит проделать значительную работу. Однако совместная утилизация была успешно реализована несколькими проектировщиками, включая AMEC, например, на руднике Элквью в Британской Колумбии.
По мере того, как технологии добычи и цены на полезные ископаемые улучшаются, нередко хвосты перерабатываются с использованием новых методов или, более тщательно, с использованием старых методов для извлечения дополнительных полезных ископаемых. Обширные свалки хвостов Калгурли / Боулдер в Западной Австралии были успешно переработаны в 1990-х годах компанией KalTails Mining.
Машина, называемая перерабатывающим заводом PET4K, использовалась в различных странах для последние 20 лет для восстановления загрязненных хвостов.
При извлечении нефти из нефтеносного песка также образуются хвосты, состоящие из воды, ила, глин и других растворителей. Это твердое вещество под действием силы тяжести превратится в зрелые мелкие хвосты. Foght et al (1985) подсчитали, что существует 10 анаэробных гетеротрофов и 10 сульфатредуцирующих прокариот на миллилитр в хвостохранилище, на основании традиционных методов наиболее вероятного количества. Фогт поставил эксперимент с двумя хвостохранилищами и анализом архей, бактерий, и газ, выпущенный из хвостохранилищ, показал, что это были метаногены. По мере увеличения глубины количество высвобожденных моль CH 4 фактически уменьшалось.
Сиддик (2006, 2007) утверждает, что метаногены в хвостохранилище живут и воспроизводятся путем анаэробного разложения, что снижает молекулярная масса от нафты до алифатических, ароматических углеводородов, диоксида углерода и метана. Эти археи и бактерии могут разлагать нафту, которая считалась отходами в процессе очистки нефти. Оба этих деградированных продукта полезны. Алифатические, ароматические углеводороды и метан могут использоваться в качестве топлива в повседневной жизни людей. Другими словами, эти метаногены улучшают коэффициент использования. Более того, эти метаногены изменяют структуру хвостохранилища и помогают повторно использовать отток поровой воды для обработки нефтеносных песков. Поскольку археи и бактерии метаболизируют и выделяют пузырьки в хвостах, поровая вода может легко проходить через почву. Поскольку они ускоряют уплотнение зрелых тонких хвостов, хвостохранилища позволяют быстрее осаждать твердые частицы, чтобы хвосты можно было утилизировать раньше. Кроме того, воду, выделяемую из хвостов, можно использовать в процессе переработки нефти. Снижение потребности в воде также может защитить окружающую среду от засухи.
 | На Wikimedia Commons есть материалы, относящиеся к Хвосты и Шлаковые отвалы. |
