علم سرامیک

[ کائولن ] [فهرست مطالب] 

  در صنعت پرعيارسازي كائولن باطله‌هايي كه حاصل از روشهاي فيزيكي كانه آرايي هستند، كمتر مشكل ساز مي‌باشند. لذا تخليه اين باطله‌ها در طبيعت چندان آثار سوء زيست محيطي نخواهد داشت‌. اما در مواردي كه بعضاً از روشهاي فلوتاسيون جهت پر عيار سازي كائولن استفاده مي‌شود رعايت مسائل زيست محيطي الزامي است.
ذكر اين نكته ضروري است كه از نقطه نظر كارشناسان مسائل زيست محيطي حتي روشهاي فيزيكي شمال خردايش، دانه‌بندي، جداكننده‌هاي ثقلي و مغناطيسي، مي‌توانند به نوعي موجب آلودگي محيط زيست شوند. چرا كه مثلاً خردايش سنگ‌ها باعث وجود املاح در آبهاي سطحي و نتيجتاً‌ آلودگي آبهاي زيرزميني شود و حتي جداكننده‌هاي مختلف ثقلي و مغناطيسي به نوعي تعادل اكولوژيك مواد معدني در زمين را بر هم مي‌زنند. اما در اين ميان از نظر آلودگي محيط زيست، پرعيار سازي به روش فلوتاسيون مقام نخست را به خود اختصاص داده است.
همانطور كه قبلاً‌ گفه شد در پرعيار سازي كائولن به روش فلوتاسيون مواد شيميايي زير استفاده مي‌شود:
1-سيليكات سديم (به عنوان متفرق ساز) مقدار مصرف 7/2 كيلوگرم بر تن
2- اسيد چرب روغن تال (كلكتور) 8/2 كيلوگرم بر تن
3-هيدروكسيد آمونيوم (عامل تنظيم كننده PH) 4/3 كيلوگرم بر تن
4- پترونات كلسيم (فعال كننده) 4/1 كيلوگرم بر تن
5- سولفات نفت (امولسيون ساز) 4/1 كيلوگرم بر تن

با توجه به داروهاي مورد مصرف و PH پالپ كه تقريباً بايد حدود عدد 10 تنظيم گردد، باطله‌هاي موجود در سد باطله به همراه خود بخشي از مواد فوق را خواهند داشت. بنابراين به منظور عدم آلودگي محيط زيست بايد تمهيداتي در زمينه خنثي سازي اثر اين مواد شيميايي و تنظيم PH آن انديشيده شود.
برخي روشهاي كاهش آلودگي محيط زيست كه توسط سدهاي باطله موجب مي‌گردند،‌بشرح زير آورده شده است:
به استثناي بارندگي و تبخير آب، ساير قسمتها را مي‌توان به ميزان زيادي كنترل كرد. تعيين مقدار آبي كه به آبهاي زيرزميني وارد شود،دشوار است. ولي اين مقدار را مي‌توان با انتخاب منطقه با بستر غيرقابل نفوذ و يا پيش‌بيني يك لايه رسي بر روي بستر، به حداقل رساند. همچنين مي‌توان با زهكشي مناسب،از نفوذ آب از طريق بستر سد به آبهاي طبيعي جلوگيري كرد. نفوذ آب از قسمت ديواره داخلي سد، معمولاً‌به پوشش اين ديواره توسط نرمه مواد ورودي به سد قابل كنترل است،‌ولي اين روش داراي هزينه زيادي استو لذا در اكثر معادن ترجيح داده مي‌شود كه با آبكشي از داخل ديواره و در سطحي پائين‌تر از سطح آبگير، از آلوده شدن محيط جلوگيري كرد. چنانچه ديواره سد از سنگهائي با تركيب فلزي تشكيل شده باشد (مثل پيريت) و يا باطله كارخانه كانه‌آرائي شامل كانيهاي سولفوره باشد،‌‌ آب بازيابي شده از سد باطله بشدت آلوده بوده و بايد قبل از استفاده مجدد،‌ به طور جداگانه تصفيه شود.براي خنثي كردن خاصيت اسيدي مواد باطله و رسوب دادن فلزات سنگين موجود در آنها به صورت هيدروكسيد،‌معمولاً‌ قبل از انتقال به سد،‌به آنها آهك افزوده مي‌شود. چنين باطله آرايش يافته‌ايي را مي‌توان غليظ كرد و آب سرريز آن را كه فاقد فلزات سنگين است. براي استفاده مجدد به كارخانه كانه‌آرائي بازگرداند و بدين ترتيب ميزان آب آلوده ورودي به سد باطله را كاهش داد. عكس اين مطلب نيز صادق است. يعني براي از بين بردن خاصيت بازي مواد باطله با اضافه كردن مواد اسيدي قبل از سد اين عمل ميسر مي‌گردد.
در صورتي كه كنترل آبهاي ورودي و خروجي در سد باطله به خوبي امكان‌پذير باشد. مهمترين پارامتر براي دستيابي به كنترل آلودگي،‌نمونه برداري از آب در قسمت فوقاني سد است. استفاده از موادي (مثل فلوكولان‌ها) براي تسريع در ته‌نشيني ذرات جامد،‌ به منظور بازيابي بيشتر آب، در تمام سدها ضروري است. عدم پيش‌بيني مناسب براي ته‌نشين كردن ذرات ممكن است منجر به ايجاد شكافهايي در ديواره سد شود. به منظور بازيابي آب از سد، معمولاً‌ از پمپ‌هاي متحركي كه در كنار آبگير نصب شده‌اند و يا پمپ‌هاي شناور استفاده مي‌شود.
برگشت دادن آب،‌ با توجه به لزوم رعايت مقررات وضع شده براي حفظ محيط زيست،‌مسئله مهمي است. لذا حداكثر ميزان آبي كه قابل برداشت از سد مي‌باشد،بايد به قسمتهاي مختلف كارخانه بازگردانده شود و بدين ترتيب، ميزان آب تازه مورد نياز كارخانه به حداقل برسد. بديهي است كه تفاضل آبهاي ورودي به سد باطله و آبهاي خروجي از آن بايد در داخل سد ذخيره شود. در صورتي كه حجم آب باقيمانده ازحجم حفره‌هاي موجود در بين ذرات باطله بيشتر باشد. در تمام طول عمر معدن، حجم آب موجود در سد افزايش مي‌يابد.
استفاده از آب بازگشتي در كارخانه نيز ممكن است با اشكالاتي مواجه شود. اين اشكالات مربوط به مسيرهاي پيچيده فلوتاسيون انتخابي است. زيرا در اين نوع مسيرها، مواد شيميايي مختلفي (فعال كننده‌ها و بازدارنده‌ها...) استفاده مي‌شود كه هر يك از آنها بايد در مقدار كنترل شده و در مرحله‌اي خاص افزوده شود، بنابراين بايد رد صورتي كه در آب بازگشتي مقداري از اين مواد شيميايي وجود داشته باشد. استفاده از آن دچار اشكال مي‌شود. لذا در اين قبيل موارد تصفيه آب ضروري است. اين عمل معمولاً با هزينه هاي كم امكان‌پذير است. لازم به تذكر است كه در صورت عدم استفاده مجدد از آب، تصفيه آن براي حفظ محيط زيست ضرروي است.
تركيبات كمپلكس فلزات با سيانو و آمونياك داراي قابليت پايداري و انحلال زيادي در محيط قليايي هستند و ممكن است براي از بين بردن بعضي از مواد شيميايي مورد مصرف در فلوتاسيون مثل سيانو، سولفات‌ها و آمين‌ها مي‌توان از ازن استفاده كرد. اين روش بخصوص در مورد كمپلكس‌هاي سيانور بسيار مؤثر بوده و از روش كلريناسيون قليايي مناسب‌تر است،‌زيرا در روش كلريناسيون، ‌سيانور ابتدا اكسيد شده،‌ سپس تبديل به سيانات مي‌شود. وجود اين تركيب در آب، استفاده از آب بازيابي شده را با اشكالاتي مواجه مي‌كند.
در بسياري از موارد، طبيعت مينرالوژيكي باطله، ايجاد محيطي به عنوان كنترل كننده آلودگي محيط مي‌كند. براي مثال، وجود گانگ قليائي مثل سنگ آهك،‌مي‌تواند انحلال فلزات را در محيط كاهش دهد. محصولات اكسيداسيون را خنثي كند. لذت اين قبيل كانه‌ها كمتر ايجاد اشكال مي‌كنند. برعكس،‌كانه‌هاي سولفوره با كانگ خنثي،در اثر اكسيداسيون توليد اسيد سولفوريك مي‌كنند و علاوه بر اسيدي كردن محيط، اكسيژن محلول موجود در آب را نيز كاهش مي‌دهند. تصفيه شيميايي اين قبيل آبها ضروري است. يكي از روشهاي متداول خنثي كردن با آهك است كه با عث ته‌نشين شدن فلزات سنگين و كاهش خاصيت اسيدي آب مي‌شود.
آژانس بين‌المللي سلامت جهاني سيليس متبلور را به عنوان مادة سرطان‌زا معرفي كرده است. براي مثال مواد شيميايي و معدني كه 1/0% يا بيشتر سيليس متبلور داشته باشند، براساس استاندارد مؤسسة سلامت و بهداشت جمعيت براي مقابله با خطرات ناشي از ارتباط با محيط آلوده (Occupational Safety & Health Administration s`Hazard Communication Standard) در آمريكا تحت نظارت قانون قرار گرفته‌اند، به طوريكه به صورت قانون كار، آموزش كارگران و برچسب زدن بر چنين محصولاتي مطابق روش‌هاي اعلام شده براي مواد سرطان‌زا (Material Safety Data Sheet, MSDS) مي‌بايست انجام گيرد.
بنابراين تا زماني كه طي فرآوري، درصد سيليس متبلور در كائولن كمتر از 1% شود، كائولن تحت قانون فوق قرار مي‌گيرد. آژانس حفاظت محيطي آمريكا تحقيقاتي را براي حذف HF از كارخانجات توليد نسوزهاي رسي انجام داده‌است.