قام علماء التعدين من الدول المتقدمة مثل المملكة المتحدة وأستراليا والولايات المتحدة بالبحث في الكثير من مرافق التضميد الجديدة وحققوا فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة.
يتم استكشاف المزيد والمزيد من المعادن
ومع ذلك، في بعض البلدان النامية، يولي الناس اهتمامًا أكبر لإدارة أحواض المخلفات أكثر من إعادة استخدام المخلفات، بل إنهم يخلطون بين المخلفات والخبث أو النفايات.
ما هي المخلفات؟ ما هي المخاطر المحتملة الموجودة في المخلفات؟ وما هي استخداماتها؟ هذه المقالة سوف تجيب على أسئلتك بالتفصيل.
ما هي المخلفات؟
تعريف المخلفات: تتكون المخلفات من صخور النفايات ومياه الصرف الصناعي التي تنتجها مصانع معالجة المعادن. وبعد معالجة المعادن بالمرافق والمواد الكيميائية واستخلاص المنتجات المطلوبة، تسمى المعادن المتبقية مخلفات أو مخلفات المناجم أو مخلفات المناجم.
ما هي المخلفات؟
تصنيفات المخلفات: يلزم معالجة صخور التعدين والأحجار بمختلف أنواعها وهياكلها بتقنيات إثراء مختلفة أو طرق تضميد المعادن. كما أن المخلفات المتبقية تختلف في جزيئاتها وأشكالها.
أنواع وأشكال مختلفة من المخلفات
والسبب في عدم استخدام المخلفات بشكل معقول هو تخلف تكنولوجيا الإثراء، مما أدى إلى عدم إمكانية استخراج المعادن الثمينة من المخلفات.
لذلك، قامت الشركة المصنعة بإنشاء برك مخلفات لإدارة المخلفات، ولكن تم ترك العديد من المخلفات دون مراقبة بعد تخزينها على المدى الطويل حتى لا يفكر أحد في تهديدات اختبائها وقيمتها حتى وقوع حادث انهيار سدود المخلفات.
هل المخلفات خطيرة؟
الجواب نعم والأسباب هي كما يلي:
الخطر الإشعاعي
بعد التعدين والمعالجة، يصبح التخلص من مخلفات المناجم دائمًا المشكلة الأكثر فظاعة التي تهدد البيئة بشكل بغيض.
ستبقى بعض موارد التعدين مثل منجم الأرض النادرة وخام اليورانيوم بعض الخبث الذي يحتوي على النويدات المشعة.
وبعد التخلص من هذه الخبث على المدى الطويل، يمكن أن تدخل نويداتها المشعة بسهولة إلى المياه الجوفية أو بيئة المياه السطحية، مما يتسبب في أضرار جسيمة للبيئة المحيطة. للتلوث الإشعاعي آثار خطيرة على صحة العمال والسكان القريبين.
خطر المعادن الثقيلة
ومن الناحية الإحصائية، تقتل المعادن الثقيلة أكثر من 50 ألف شخص سنويا.
بعد معالجة المعدن بواسطة منشأة الإثراء، سيبقى عدد صغير من المعادن الثقيلة في المخلفات. سوف تدخل المعادن الثقيلة الناتجة عن التخلص من المخلفات إلى السلسلة الغذائية من خلال إثراء المحاصيل وتتراكم بشكل مستمر في البشر والحيوانات، مما يشكل خطراً جسيماً على صحة الإنسان.
وفي الوقت نفسه، فإن التلوث بالمعادن الثقيلة مستمر وشديد السمية، مما سيسبب أيضًا ضررًا كبيرًا للتربة المحلية ونوعية المياه، وسيؤثر بشكل خطير على الحياة الطبيعية للسكان لفترة طويلة.
خطر العامل الكيميائي
بشكل عام، يبقى عدد كبير من العوامل الكيميائية في المخلفات بعد الإثراء، وهذه المواد الكيميائية ضارة للغاية بجسم الإنسان. بمجرد استنشاق الغاز الكيميائي، فإنه يسبب ضررًا مميتًا.
ويغطي التخلص من المخلفات الأراضي بين السكان، مما سيطلق كميات كبيرة من الغازات الكيماوية. على سبيل المثال:
السيانيد المستخدم في إثراء الذهب هو عامل شديد السمية. يُطلق على السيانيد لقب "ملك السموم". عندما يستنشق شخص ما غاز السيانيد، فإنه سيفقد وعيه خلال دقيقتين، ويصاب بسكتة قلبية ويموت؛
تنبعث من مادة الزانتات وعامل الالتقاط الأسود والمركبات الفينولية المستخدمة بشكل شائع في عملية الإثراء رائحة خاصة كريهة في الماء، وهي ضارة جدًا بالبشر والحيوانات.
المخلفات تلوث البيئة وتعرض الصحة للخطر
فشل السدود المخلفات
من الضروري تخزين المخلفات في أحواض المخلفات، ويجب إدارة وصيانة أحواض المخلفات بشكل مستمر.
نظرًا للخصائص الكيميائية المعقدة للمخلفات وطرق البناء والتشغيل الخاصة لبرك المخلفات، يجب مراقبة تخزينها وإدارتها بشكل منتظم، الأمر الذي يتطلب الكثير من القوى العاملة والأموال.
كما أن سدود المخلفات أكثر عرضة لكسر السدود من السدود الخزانية. بمجرد حدوث انهيار السد، فإنه يجب أن يسبب عددا من الوفيات. إن فشل سدود المخلفات هي الأخطار الأكثر رعبا. لا يمكن ضمان سلامة السكان بالقرب من السدود المخلفات في ظل الوضع الحالي.
أجرى العلماء تحليلا إحصائيا لـ 3500 سد مخلفات في جميع أنحاء العالم، ووجدوا أن احتمالية فشل السدود تزيد عن 10 أضعاف احتمالية انهيار السدود الخزانية.
في 19 يوليو 1985، أدى انهيار سد في سد ستافا للمخلفات في إيطاليا إلى مقتل 268 شخصًا، وكان ذلك أسوأ انهيار للمخلفات في جميع أنحاء العالم.
في عام 2019، أدى انهيار سد المخلفات التابع لمجموعة VALE Group في ولاية ميناس جيرايس إلى مقتل أكثر من 200 شخص وحرمان أكثر من 3000 ساكن من منازلهم. دفعت VALE 107 مليون دولار للعائلات المنكوبة والموظفين المتضررين من الحادث.
وتسبب الحادث في انخفاض حاد في الطاقة الإنتاجية لخام الحديد للشركة بأكثر من 40 مليون طن، واقتربت الخسارة من 7.4 مليار دولار، بل ودفع سعر خام الحديد العالمي إلى أعلى مستوى في عامين.
فيديو من: جارديان نيوز
المخلفات: تحويل النفايات إلى كنوز
بدأت بعض الشركات في التركيز على تطوير واستخدام الموارد الفائضة بسبب استنزاف موارد التعدين في العالم وتعزيز تدابير حماية البيئة.
لقد تم تحقيق اختراقات في استخدام نفايات المخلفات. على سبيل المثال، يقوم بعض المستثمرين باستخراج المعادن والعناصر غير المعدنية من المخلفات ومعالجتها لتحويلها إلى مواد بناء ومحسنات للتربة، وما إلى ذلك.
المخلفات يمكن أن تجلب المزيد من الأرباح
يتم إعادة فرز المخلفات للحصول على المركزات
كان معدل إثراء الخام منخفضًا للغاية بسبب الظروف التقنية في الماضي، وكان الاستخدام الشامل للمعادن غير كافٍ، مما أدى إلى تكديس العديد من المعادن القيمة وحتى تفريغها في المخلفات.
ومع تقدم العلوم والتكنولوجيا، بدأت بعض الشركات في معالجة هذه المخلفات وحققت بعض الفوائد الاقتصادية. على سبيل المثال:
1. تحتوي بعض مخلفات الماجنتيت في الصين على معادن حديدية بنسبة 20%، والتي يتم معالجتها بواسطة فواصل مغناطيسية قوية للحصول على مركزات الحديد بدرجة 60%.
2. استخدم مصنع لإثراء خام الحديد في إندونيسيا فاصلًا مغناطيسيًا CTB1024 لإعادة فصل نفايات منجم خام الحديد، وحصل على مركزات حديد عالية الجودة بدرجة تصل إلى 65.76% وإنتاج سنوي قدره 39200 طن من مركزات الحديد.
3. قامت شركات تعدين النحاس البيروفية بتحسين عمليات الإنتاج في الموقع لزيادة معدلات معالجة النحاس والذهب. وفي الوقت نفسه، تم إضافة منشأة إثراء الكبريت، والتي جلبت قيمة إنتاجية سنوية تبلغ 1.8 مليون دولار أمريكي.
خط إثراء مخلفات الحديد من تصميم شركة FTM
تستخدم المخلفات في إنتاج مواد البناء
60% من محطات إثراء المعادن في روسيا تستخدم المخلفات لإنتاج مواد البناء. بالإضافة إلى تصنيع زجاج وسيراميك المباني والزجاج المقاوم للمواد الكيميائية، تم أيضًا تطوير مواد تدعيم معدنية مختلفة.
في الولايات المتحدة، باستثناء استخلاص الفلوريت والفلسبار والكوارتز من صخور المخلفات، يتم استخدام معظمها في الركام الخرساني ومواد الرصف الأساس والأسفلت، ويتم فصل المخلفات لإنتاج الطوب بقوة ضغط تبلغ 35 ميجا باسكال.
*الحالة: إعادة تدوير مخلفات خلطات الرصف الإسفلتية في أمريكا
تستخدم اليابان مخلفات خام الحديد ومخلفات الفحم كمواد خام رئيسية لصنع أنابيب الصرف الصحي الطينية، وقد حصل المعهد الياباني لبيانات التلوث على براءة اختراع لاستخدامها كمواد مسامية خفيفة الوزن.
تستخدم الصين مخلفات خام الحديد في صناعة الطوب غير المحروق، والزجاج، والسيراميك الزجاجي، والركام الخرساني الناعم، وقواعد الطرق. من بينها، تتطلب قاعدة الطرق عددًا كبيرًا من مخلفات الحشو مما سيجلب فائدة اقتصادية وبيئية كبيرة لبناء الطرق.
*الحالة: المخلفات المستخدمة في مشروع النقل الرئيسي لدورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 2022
تحويل المخلفات إلى مواد بناء
مخلفات الأسمدة ومحسنات التربة
غالبًا ما تحتوي المخلفات على عناصر نزرة مثل Zn وMn وCu وMo وV وB وFe وP، والتي تعتبر ضرورية للحفاظ على نمو النبات وتطوره.
تعتبر المخلفات التي تطلقها بعض مصانع التضميد في اليابان قلوية. في تجربة زراعة الأرز، تعمل هذه المخلفات على تحييد التربة الحمضية ويمكن أن تحسن نوعية التربة الحمضية.
مخلفات حشو المناجم
يعد ردم جوف المنجم أحد أكثر الطرق فعالية لاستخدام المخلفات مباشرة. خاصة بالنسبة لمؤسسات التعدين التي لا تستطيع إنشاء بركة مخلفات، فإن ردم المخلفات بالمخلفات له أهمية بيئية واقتصادية أكبر.
إن طريقة تدعيم وتعبئة المخلفات هي تقنية ناضجة الآن، والتي يمكن أن تزيد من معدل استخلاص التعدين تحت الأرض بنسبة 20-50٪. يمكن لطريقة التعبئة المثالية تجنب هبوط السطح تمامًا وتجنب الإخلال بتوازن المياه الجوفية.
هناك العديد من الاستخدامات للمخلفات، مثل إنتاج كربونات الكالسيوم وإيروجيل السيليكا، وما إلى ذلك. ويعتقد أنه مع تقدم العلوم وتكنولوجيا الإثراء، سيتم اكتشاف المزيد من معالجة المخلفات تدريجيا.
الحالات الناجحة لاستغلال المخلفات ：
خاتمة
أصبحت المخلفات أهم قضية تعيق التنمية المستدامة العالمية. سواء من وجهة نظر عالمية أو أي دولة، فإن تحسين مرافق المخلفات أمر ضروري للغاية على المستوى الاجتماعي والاقتصادي والبيئي.
المخلفات ليست نفايات ولكنها كنوز لم يتم التنقيب عنها بالكامل بسبب الظروف الفنية والاقتصادية الحالية.
مع تطور العلوم والتكنولوجيا، وتحسين تقنيات الإثراء، وتحديث مرافق التضميد وتبسيط العمليات، ستصبح المخلفات موارد ثمينة وستجلب فوائد اقتصادية ضخمة لمزيد والمزيد من المؤسسات.
