ژئوسنتتیک (ژئوگرید GCL ژئوتکستایل ژئوممبران) در کار معدن

ژئوسنتتیک در کار معدن

با گسترش تدریجی مقیاس شرکت های معدنی، نرخ استخراج روزانه، مقیاس عملیات تک سایتی و هزینه های مرتبط با استخراج سال به سال افزایش می یابد. پیشرفت در فن آوری استخراج، سرعت بازیافت بدنه های سنگ معدن را بهبود بخشیده است. مهندسی گسترده ای مورد نیاز است تا معدن کاملا مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست باشد. ژئوسنتتیک یکی از راه هایی است که شرکت های معدنی به اهداف خود دست می یابند.

راه حل های ژئوسنتتیک برای پروژه های مختلف در صنعت معدن

1.شسته شدن پشته

لیچینگ هیپ به یک محرک بزرگ برای رشد در صنعت معدن جهانی تبدیل شده است. بیش از 35 درصد از هر عرضه مس و طلا که امروزه به فروش می رسد از طریق شسته شدن پشته تولید می شود. اکنون برنج، سنگ معدن مس، نیکل لاتریت، اورانیوم و حتی خاکهای کمیاب از طریق شسته شدن پشته تولید می شوند.

پیش فرض لیچینگ پشته پشتیبان آب بندی ژئوسنتتیک ها است. ژئوممبران ها و آسترهای خاک رس ژئوسنتتیک (GCL) در محلول های سیستمی به عنوان لاینرهای پد شستشوی پشته، آسترهای ترانشه محلول غنی سازی، چاله های فرآیند، ذخیره آب در محل، "باران" روی انبوه سنگ برای تخلیه آب باران (به جای محلول های راکتور شستشوی رقیق) استفاده می شوند. و مدیریت فاضلاب در محل

پروژه‌های لیچینگ هیپ یکی از بزرگترین استفاده‌کنندگان ژئوممبران هستند و تخمین زده می‌شود که ۴۰ درصد از کل ژئوممبران‌های تولید شده را مصرف می‌کنند و این رقم همچنان در حال افزایش است. ژئوممبران های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) مقاومت شیمیایی عالی، مقاومت در برابر ترک استرس و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را ارائه می دهند. آنها بادوام و از نظر شیمیایی سازگار هستند تا در برابر محلول های تهاجمی شسته شدن پشته های معدن در پشته ها و مخازن محلول مقاومت کنند. بافت های موجود می توانند خواص اصطکاک مورد نیاز برای پایداری شیب سیستم آستر را افزایش دهند. ژئوممبران ها یک راه حل مقرون به صرفه برای مدیریت آب در محل و مهار سیالات تصفیه هستند.

ژئوممبران ها همه چیز مورد نیاز یک سایت معدن نیستند. ژئوتکستایل‌های نبافته حفاظت طولانی‌مدت و پایداری اصطکاک را برای ژئوممبران‌ها در زمین‌های سخت و سناریوهای شمع معدن بالا فراهم می‌کنند. علاوه بر این، در صورت استفاده در عملیات معدن، محلول پوشش کامپوزیت (ژئوممبران با لاینر خاک رس ژئوسنتتیک، GCL) می تواند عملکرد آستر قابل اعتماد، کارآمد و طولانی مدت را برای بهبود اقتصاد لیچینگ پشته و عملکرد زیست محیطی ارائه دهد.

پوشش "بارانی" مانع از ورود آب باران به توده سنگ معدن می شود، بنابراین مایع حاملگی رقیق نمی شود. این روش کارآمدتر است. علاوه بر این، سیستم های پوشش ژئوسنتتیک می توانند از منابع آب در محل محافظت کنند. صرفه جویی در آب در استخراج از راه دور می تواند هزینه ها را کاهش دهد، جایی که هزینه آب طی هشت سال گذشته 300 درصد افزایش یافته است.

در معادن از راه دور، اطمینان از هموار بودن جاده ها بسیار مهم است. تقویت ژئوگرید برمها، خاکریزها، دیوارهای سنگ شکن و دیگر ساختارهای خاک را تثبیت می کند. بار جاده ای 100 تنی را برای چندین سال تضمین کنید. بدون خرابی های پرهزینه جاده، یک معدن می تواند میلیون ها دلار در روز در صورت شکست جاده از دست بدهد.

ژئوتکستایل ها جداسازی لایه های ذرات، پایداری فیلتراسیون در ژئوتکستایل ها و محافظت در برابر سایر ژئوسنتتیک ها را فراهم می کنند. ترکیب این مواد می‌تواند بازیابی مواد با ارزش را بهبود بخشد، زباله‌های آلوده را جمع‌آوری کند، سایت‌ها را باز نگه دارد و بستن را به یک تلاش کارآمدتر و کم‌هزینه تبدیل کند.

2. مدیریت باطله

هنگامی که ذخایر ارزشمند سنگ معدن استخراج می شود، سنگ معدن باقی مانده زباله است. به طور معمول، درصد زیادی از سنگ معدن فرآوری شده توسط معادن را تشکیل می دهد. باطله ها می توانند در فرآیند استخراج آلوده شوند یا حاوی اجزایی باشند که برای محیط زیست مضر هستند، بنابراین برای جلوگیری از آسیب طولانی مدت به محیط زیست باید جداسازی شوند.

مهندسان طراح که در معادن کار می کنند باید فضای زیادی را برای کنترل صحیح باطله ها اختصاص دهند. تمام یا بیشتر این ناحیه باید با مواد ژئوسنتتیک غیرقابل نفوذ آب (مثلاً ژئوممبران) یا سیستم پوشش کامپوزیت (مثلاً لاینر ژئوممبران/خشت ژئوسنتتیک) آب بندی شود. این سیستم های آب بندی از کف و دیواره های مخزن محافظت می کنند. به طور معمول، سطح باطله ها پس از خاموش شدن باتری یا معدن توسط یک سیستم ژئوسنتتیک پوشیده می شود.

با افزایش اندازه معدن، مهندسی مورد نیاز برای کنترل صحیح حجم باطله تشدید شده است. این گسترش مهار معمولاً نه تنها به سیستم‌های آستر، بلکه به سیستم‌های تقویت و آب‌بندی برای برم‌های اطراف حوضچه باطله نیز نیاز دارد. توده های خاکی خالص ضعیف تر در معرض خطر اشباع، فرسایش و شکست هستند. علاوه بر این، افزایش عمق حوضچه‌های ذخیره باطله نیازمند طراحی‌های مهندسی مهار قوی‌تر است. ژئوسنتتیک های مورد استفاده باید در محیط های سخت بادوام و به مدت طولانی ثابت شده باشند. به عنوان مثال، استخرهای باطله ممکن است بیش از 50 متر عمق داشته باشند. در این موارد، ضایعات آلوده، اغلب گل آلود، بسیار عمیق است که برای نظارت بر سیستم های پوشش و تقویت خطرناک نیست. ایمنی زیست محیطی سایت به این سیستم های سازگار با محیط زیست بستگی دارد و ژئوسنتتیک انتخاب شده باید قابل اعتماد باشد.

در اینجا، راه حل های ژئوسنتتیک شامل ژئوممبران HDPE، GCL، سیستم های کامپوزیت ژئوممبران-GCL، ژئوتکستایل های نبافته و تقویت ژئوگرید است.

3. حوض تبخیر

از تبخیر در عملیات معدنی مختلف برای جداسازی مواد با ارزش از آب یا آب نمک استفاده می شود. به عنوان مثال، نمک های مختلف را می توان با تبخیر استخراج کرد. آب نمک غنی از لیتیوم را می توان با تبخیر غلیظ کرد. این مواد که از استخرهای خورشیدی برداشت می شوند، می توانند به اقلام مورد استفاده در صنایع مختلف، کشاورزی، غذا و غیره تبدیل شوند.

رفتار تبخیر در حوضچه های مهندسی شده نیز ممکن است راه حل موثری برای مکان هایی با هدف اصلاح یا جداسازی آلاینده ها باشد، به خصوص اگر رسوب آلوده باشد.

فرآیندهای تبخیر معمولاً به مقیاس قابل توجهی نیاز دارند تا کارآمدتر و اقتصادی تر باشند.

محلول های پوشش ژئوسنتتیک برای جلوگیری از هدر رفتن مواد با ارزش در نشت استفاده می شود. آنها همچنین حفاظت قوی از محیط زیست را ارائه می دهند. مواد استخراج شده توسط تبخیر به طور بالقوه تهاجمی هستند و نیاز به حفاظت از محیط زیست دارند، به ویژه مواد غلیظ تولید شده توسط فرآیند تبخیر.

در بسیاری از موارد، محلول آبستن برای چندین چرخه به حوضچه های مهندسی شده پمپ می شود تا زمانی که حوضچه با برداشتی به اندازه کافی پر شود که جمع آوری آن از نظر اقتصادی توجیه شود. سیستم ممکن است برای مدت طولانی (مثلا سالها) در معرض مواد مورد علاقه و شرایط محیطی سخت قرار گیرد. بنابراین، عملکرد طولانی مدت و دوام برای سیستم های پوشش حوضچه تبخیر حیاتی است.

محلول‌های ژئوسنتتیک در حوضچه‌های تبخیر معمولاً شامل ژئوممبران‌های HDPE و آسترهای رسی ژئوسنتتیک می‌شوند.

4. بسته شدن معدن

بسته شدن معدن حالتی است که هر معدنی خواهد داشت. معدن ممکن است چند ماه دیگر بسته شود یا چند سال دیگر در همان مکان بازگشایی شود. استفاده از مواد شیمیایی خطرناک در فعالیت‌های معدنی باعث آشفتگی شدید خاک شده و با توقف عملیات، به یک تهدید زیست‌محیطی تبدیل شد و تعطیلی مسئولانه معدن ضروری بود. یکی از موثرترین راه‌های بلندمدت برای بهبود ایمنی سایت، نصب سیستم‌های درپوش ژئوسنتتیک برای جداسازی مناطق معدنی است.

ژئوممبران ها، آسترهای رسی ژئوسنتتیک، ژئوتکستایل ها و مواد زهکشی ژئوکامپوزیت برای پوشش، کپسوله کردن و تمیز کردن و جداسازی خاک های آلوده استفاده می شود. آنها نفوذ بارش را از بین می برند، از رواناب های آلوده جلوگیری می کنند، اجازه می دهند خاک تمیز در بالای آن نصب شود تا از پوشش گیاهی سالم حمایت کند، و موارد دیگر.

5. کانال ها و سایر سازه های ژئوتکنیکی

معادن در شهرهای کوچک هستند. آنها به جاده، آب، برق، مدیریت زباله، غذا، امنیت، مسکن و غیره نیاز دارند.

سنگ معدن باید جابجا شده و به خارج از سایت منتقل شود. دسترسی برای بقای معدن بسیار مهم است. حمل و نقل مواد نباید آسیب ببیند. این وسیله نقلیه می تواند بیش از 100 تن را حمل کند. برای عملیات سنگ معدن، ماسه های نفتی، سنگ و زغال سنگ، جاده ها باید به اندازه کافی قوی باشند تا بتوانند سال ها عبور مکرر را تحمل کنند.

تقویت‌کننده‌های ژئوگرید و ژئوتکستایل‌های عایق برای توزیع مجدد تنش در جاده استفاده می‌شوند و از اختلاط سنگدانه‌های ریز و درشت جلوگیری می‌کنند. افزایش استحکام جاده، خطر فرسایش و شیار شدن جاده را در محیط های معدنی مرطوب یا خشک کاهش می دهد.

همین مواد تقویت کننده، جداسازی و کنترل زهکشی در انواع دیگر کاربردهای ژئوتکنیکی در معدن استفاده می شود. توپوگرافی پیچیده بسیاری از سایت ها مستلزم ساخت بسیاری از سازه های عمودی یا نزدیک به عمودی مانند دیوارهای سنگ شکن است. دیوارهای زمینی تثبیت شده مکانیکی (MSE) تقویت شده با ژئوسنتتیک یک استراتژی رایج و موثر است. علاوه بر این، در زیر تجهیزات سنگین و جرثقیل ها، خاکریزها، تکیه گاه پل ها، سکوهای عملیاتی و بسیاری از نقاط دیگر قرار دارند که در آن ها باید خاک تقویت شود تا شهر کوچک بتواند مطابق طراحی عمل کند.

استخراج ژئوممبران بافت دار

لاینر خاکی ژئوسنتتیک (GCL)

ژئوتکستایل های نبافته

ژئوگرید معدن

راه حل های ژئوسنتتیک برای صنعت معدن برای سازگاری طولانی مدت با محیط های مختلف، با سازگاری شیمیایی لازم برای برآوردن اهداف اقتصادی و زیست محیطی عملیات معدنی امروزی طراحی شده اند. راه حل ها عبارتند از:

• ژئوممبران پلی اتیلن (HDPE) به عنوان مانع

• لاینر خاک رس ژئوسنتتیک (GCL) به عنوان یک مانع

• ژئوگرید تقویت شده

• ژئوتکستایل های فیلتراسیون و جداسازی نبافته

• مواد زهکشی/تهویه ژئوکامپوزیت