Prevention of Acid Mine Drainage (AMD) by Using Sulfur-Bearing Rocks for a Cover Layer in a Dry Cover System in View of the Form of Sulfur

• Autorzy: Matsumoto S. , Ishimatsu H. , Shimada H. , Sasaoka T. , Matsui K. , Kusuma G. J.

Warianty tytułu

PL

Zapobieganie Kwaśnemu Drenażowi z Kopalń (AMD) – za pomocą skał zawierających siarkę jako warstwy izolującej przy systemie suchej izolacji w zależności postaci siarki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Acid Mine Drainage (AMD) is one of the environmental problems caused in mining operation. The exposure of sulfide minerals in rocks to water and oxygen in the excavation process leads to AMD. The cover system has been constructed to prevent AMD in many cases in Indonesia for the availability and low-cost maintenance. Waste rocks are classified into Potentially Acid Forming (PAF), which is sulfur-bearing rocks, or Non Acid Forming (NAF) based on the results of geochemical analysis in the system. PAF is covered by NAF to prevent the contact of PAF with water and oxygen for the prevention of AMD in many cases in Indonesia. However, it is difficult to construct the cover system due to the shortage of NAF when most of waste rocks are PAF materials in the field. There are additionally varieties of PAF materials due to the content of sulfur in rocks in the field: some of them are unlikely to be the source of AMD. For the reasons, sample analysis of the waste rocks obtained in coal mines in Indonesia and the leaching test were conducted in order to discuss the use of some of PAF materials for the cover layer in such a case. The results indicated that it can be possible to use some of PAF materials in which most of sulfur compounds are readily-soluble for the cover layer instead of NAF after the reduction of the potential of acid production of rocks. Meanwhile, the rocks in which most of sulfur compounds are sulfide minerals have to be preferentially backfill in the dumping site since they can contribute to AMD for a long-term. The form of sulfur in rocks, therefore, should be taken into account to select PAF to utilize for the cover layer. This new concept of the cover system in which some of PAF materials are used for the cover layer makes the construction of the cover system without a large amount of NAF possible to prevent AMD in the mine.

PL

Kwaśny drenaż kopalniany (ang. skrót AMD) stanowi jeden z problemów ekologicznych spowodowanych działalnością kopalń. Kontakt minerałów siarczkowych zawartych w skałach z wodą i tlenem, zachodzący podczas prac wydobywczych, prowadzi do wytwarzania AMD. Metoda izolacji przez przykrycie, jako sposób na zapobieganie AMD, została opracowana w Indonezji ze względu na dostępność i niski koszt utrzymania. Skały odpadowe klasyfikuje się na podstawie wyników analizy geochemicznej i dzieli na Potencjalnie Wytwarzające Kwas (ang. skrót PAF), do których zalicza się skały zawierające siarkę, oraz na Niewytwarzające Kwasu (ang. skrót NAF). Skały PAF zakrywa się skałami NAF, aby uniemożliwić kontakt skał PAF z wodą i tlenem. Jest to częsta metoda zapobiegania wytwarzania AMD stosowana w Indonezji. Jednakże, ciężko jest skonstruować system pokrywający ze względu na niedobór skał NAF, jako że większość skał odpadowych należy do PAF. Dodatkowo, istnieje podział PAF ze względu na zawartość siarki w dostępnych skałach: niektóre z nich nie mają tendencji do wytwarzania AMD. Z tych powodów, przeprowadzono analizę próbek skał odpadowych otrzymanych w kopalniach węgla w Indonezji oraz zbadano wpływ ługowania, aby omówić możliwość użycia niektórych rodzajów PAF jako warstwy ochronnej. Wyniki wykazały, że jest możliwe użycie niektórych materiałów PAF, w których związki siarki są łatwo rozpuszczalne oraz po redukcji jako warstwy pokrywającej zamiast NAF. Jednocześnie, skały w których większość związków siarki to minerały siarczkowe, muszą być preferencyjnie pokryte zasypką w miejscu składowania, jako że w dłuższym okresie mogą przyczynić się do powstawania AMD. Zatem, przy wyborze PAF jako warstwy zabezpieczającej, postać siarki zawartej w skale powinna być brana pod uwagę. Nowe podejście do systemu izolowania, zakładające użycie PAF jako warstwy ochronnej do zapobiegania produkcji AMD w kopalniach, umożliwia jego budowę bez dużej ilości NAF.

Słowa kluczowe

EN

open cast mining; Acid Mine Drainage (AMD); cover systems; sulfur-bearing rocks

PL

kopalnie odkrywkowe; Kwaśny Drenaż Kopalniany (AMD); system izolacji; skały zawierające siarkę

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 16, nr 2
• Strony: 29--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Matsumoto S.

• Kyushu University, Department of Earth Resources Engineering, 744, Motooka, Nishi-ku, Fukuoka, Japan

autor

Ishimatsu H.

• Kyushu University, Department of Earth Resources Engineering, 744, Motooka, Nishi-ku, Fukuoka, Japan

autor

Shimada H.

• Kyushu University, Department of Earth Resources Engineering, 744, Motooka, Nishi-ku, Fukuoka, Japan

autor

Sasaoka T.

• Kyushu University, Department of Earth Resources Engineering, 744, Motooka, Nishi-ku, Fukuoka, Japan

autor

Matsui K.

• Kyushu University, Department of Earth Resources Engineering, 744, Motooka, Nishi-ku, Fukuoka, Japan

autor

Kusuma G. J.

• Institute Technology Bandung, Department of Mining Engineering, Jl. Ganesha No.10, Bandung, Jawa Barat, Indonesia

Bibliografia

• 1. AMIRA P387A. 2002. Prediction & Kinetic Control of Acid Mine Drainage: ARD Test Handbook. Ian Wark Research Institute, 2002. [viewed 24 March 2015]. Available online: <http://www.amira.com.au/documents/downloads/P387AProtocolBooklet.pdf>
• 2. BOURGEOT, N., PICCININ, R. and TAYLOR, J. 2011. "The benefits of kinetic testwork using oxygen consumption techniques and implications for the management of sulfidic materials." Proc. of the 7th Australian Workshop on Acid and Metalliferous Drainage: 117–129.
• 3. CHOTPANTARAT, S. 2011. "A review of static tests and recent studies." American Journal of Applied Sciences 8(4): 400–406.
• 4. HUERTA-DIAZ, M.A. and MORSE, J.W. 1990. "A quantitative method for determination of trace metal concentrations in sedimentary pyrite." Marine Chemistry 29: 119–144.
• 5. JENNINGS, S.R, NEUMAN, D.R., and BLICKER, P.S. 2008. Acid mine drainage and effects on fish health and ecology: a review. Bozeman: Reclamation Research Group Publication. [viewed 22 March 2015] Available online: <http://reclamationresearch.net/publications/Final_Lit_Review_AMD.pdf>
• 6. JOHNSON, B.D. and HALLBERG, K.B. 2005. "Acid mine drainage remediation options: a review." Science of the Total Environment 338: 3–14. [viewed 23 March 2015] Available online: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969704006199#>
• 7. SASAKI, K., et al. 2002. "Distribution and transition on heavy metals in mine tailing dumps." Materials Transactions 43(11): 2778–2783.
• 8. SOBEK, A.A. et al. 1978. "Field and laboratory methods applicable to overburdens and minesoils." EPA 600. [viewed 24 March 2015] Available online: <http://nepis.epa.gov/Adobe/PDF/91017FGB.PDF>