بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی
بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی را از Urbanity.ir بخواهید
Wednesday, 26 June , 2024
امروز : چهارشنبه, ۶ تیر , ۱۴۰۳
شناسه خبر : 22783
  پرینتخانه » مقالات تاریخ انتشار : 17 ژوئن 2024 - 3:30 | 12 بازدید | ارسال توسط :

پایداری | متن کامل رایگان | بررسی دوام طولانی مدت و ویژگی‌های آب‌شویی پس‌پر سیمان کم‌مصرف در شرایط مختلف محیطی

۱٫ معرفی با ترویج توسعه سبز و پایدار در معادن جهانی به عنوان یک فناوری جدید برای دستیابی به توسعه منابع معدنی سازگار با محیط زیست و پایدار، فناوری پس‌پر کردن باطله‌های سیمانی به طور مداوم بهبود و ارتقا یافته و به روشی ارجح برای مقابله با باطله تبدیل شده است. [۱,۲,۳]. با این حال، […]

پایداری |  متن کامل رایگان |  بررسی دوام طولانی مدت و ویژگی‌های آب‌شویی پس‌پر سیمان کم‌مصرف در شرایط مختلف محیطی


۱٫ معرفی

با ترویج توسعه سبز و پایدار در معادن جهانی به عنوان یک فناوری جدید برای دستیابی به توسعه منابع معدنی سازگار با محیط زیست و پایدار، فناوری پس‌پر کردن باطله‌های سیمانی به طور مداوم بهبود و ارتقا یافته و به روشی ارجح برای مقابله با باطله تبدیل شده است. [۱,۲,۳]. با این حال، غوطه وری طولانی مدت پسماندهای سیمانی (CTB) در محیط های آب زیرزمینی می تواند به راحتی منجر به نشت فلزات سنگین و آسیب ساختاری شود و خطرات بالقوه ای را برای محیط زیست محیطی و ایمنی معدن ایجاد کند. حل این مشکل به یک چالش بزرگ برای فناوری فعلی پس‌پر کردن تبدیل شده است [۴,۵,۶].
سطح باطله حاوی یون های فعال فلزات سنگین است. علاوه بر استفاده برای پالایش ذرات، انرژی مکانیکی اعمال شده توسط خرد کردن نیز در سیستم ذرات ذخیره می شود که منجر به نقص، بی شکلی، تولید رادیکال آزاد در شبکه ذرات و افزایش سطح انرژی آزاد می شود که باعث افزایش فعالیت می شود. عناصر فلزات سنگین را افزایش می دهد و نیروی واکنش را افزایش می دهد [۷,۸,۹]. فرآیند پر کردن زیرزمین خطر آلودگی محیط زیست را به همراه دارد [۱۰]. سیمان به عنوان ماده اولیه اصلی CTB، نه تنها نقش سیمان سازی را ایفا می کند، بلکه می تواند به طور موثر مواد سمی را جامد یا تثبیت کند. [۱۱,۱۲]. هنگامی که مصرف سیمان کاهش می‌یابد، استحکام پس‌پر کاهش می‌یابد و آلودگی فلزات سنگین زمانی که توانایی انجماد یون‌های فلزات سنگین کاهش می‌یابد و باعث ناپایدار شدن سنگ اطراف می‌شود، خطر ایمنی محیطی را افزایش می‌دهد. [۱۳,۱۴]. عامل اصلی موثر بر استحکام CTB و انجماد یون های فلزات سنگین، استفاده از سیمان است [۱۵]. Suwimol Asavapisit و همکاران. مقاومت فشاری نامحدود نمونه‌ها را ارزیابی کرد و فرآیندهای انجماد لجن آبکاری سیانید روی ثابت را با غلظت‌های مختلف سیمان پرتلند معمولی (OPC) مورد استفاده به عنوان چسب انجماد بررسی کرد. یافته ها نشان می دهد که با کاهش محتوای سیمان، استحکام نمونه به طور چشمگیری کاهش می یابد و تغییرات قابل توجهی در غلظت شستشوی فلزات سنگین کروم، روی و آهن وجود دارد. [۱۶]. Choon Keun Park از سه ماده مختلف سیمانی برای بررسی ظرفیت ضایعات خطرناک حاوی فلزات سنگین برای انجماد یا تثبیت استفاده کرد و مقاومت فشاری نمونه را ارزیابی کرد. یافته‌ها نشان می‌دهد که سیمان پرتلند معمولی (OPC) ممکن است با موفقیت غلظت شستشوی کروم، کادمیوم و سرب را کاهش دهد و عملکرد انجماد/تثبیت را در صورت استفاده به عنوان نمونه مواد سیمانی نشان دهد. [۱۷]. M. Tyrer و همکاران. نحوه تعامل سیمان و فلزات سنگین در طول فرآیند انجماد/ثبات سازی را مورد بحث قرار داد و نتیجه گرفت که سیمان در حال حاضر مناسب ترین چسب برای جامد کردن فلزات سنگین است. [۱۸]. مطالعه توسط Rachana Malviya و همکاران. نشان می‌دهد که فلزات سنگین (سرب، روی، آهن، مس و منگنز) در لجن خطرناک کارخانه‌های تولید فولاد ممکن است به‌طور مؤثری توسط سیمان جامد شوند و مقاومت فشاری نامحدود نمونه با کاهش سطح سیمان کاهش می‌یابد. [۱۹]. پتانسیل زیادی برای کاهش دوز مواد سیمانی وجود دارد. با این حال، کاهش مصرف سیمان به طور اجتناب ناپذیری منجر به تضعیف توانایی مواد پرکننده برای جامد کردن/تثبیت یون های فلزات سنگین می شود. [۲۰]. بنابراین، از دیدگاه ساختاری-محیطی، «حداقل مقاومت CTB» و «کنترل مؤثر شستشو و انتشار فلزات سنگین» به استانداردهای کنترل دوگانه برای تعیین مصرف سیمان در شرایط ایمن تبدیل شده‌اند.
تأثیر ساختاری بر کنترل سنگ اطراف و تأثیر محیطی بر انجماد یون فلزات سنگین ممکن است برای خلاصه کردن اثرات CTB استفاده شود. [۲۱,۲۲]. از یک طرف، CTB برای مدت طولانی در آب معدن اسید/قلیایی ضعیف قرار دارد و آسیب فرسایش اسیدی/قلیایی به ساختار CTB و شسته شدن یون‌های فلزات سنگین ضعیف است که یکی از اصلی‌ترین گلوگاه‌های نظری محدودکننده است. کاهش مواد سیمانی جوریس جی دیکسترا. تأثیر محلول لیچینگ با مقدار pH در محدوده ۰٫۴ تا ۱۲ بر روی تأثیرات آزمایش لیچینگ استاتیک بر شستشوی فلزات سنگین (نیکل، مس، روی، کادمیوم و سرب) در خاک آلوده بررسی شد. کشف وابستگی قابل توجهی به pH در شستشوی فلزات سنگین وجود دارد [۲۳]. Sohail R. Al Abed et al. تحقیقاتی در مورد چگونگی تأثیر pH بر تخلیه فلزات سنگین از ضایعات معدنی انجام داد. مس، سرب و روی در محیط های اسیدی سریعتر شسته می شوند، اما در محیط های قلیایی، مس، سرب و روی با افزایش pH رسوب می کنند. تاثیر شستشوی فلزات سنگین بسته به سطح pH متفاوت است [۲۴]. آندریاس ووگلین و همکاران رهاسازی روی، کادمیوم، سرب و مس از چهار خاک آلوده با استفاده از استخراج تک و چند دسته ای همراه با آبشویی ستونی را بررسی کرد. آنها کشف کردند که در دو خاک با مقادیر pH که تقریباً خنثی بودند، میزان آزادسازی روی و مس به طور قابل توجهی کمتر بود. با این حال، هنگامی که pH روی ۳ تنظیم شد، دریافتند که غلظت چهار فلز سنگین در خاک آلوده، روی، کادمیوم، سرب و مس بین ۶۵ تا ۹۰ درصد کاهش یافته است. [۲۵]. از سوی دیگر، کاهش محتوای مواد سیمانی منجر به کاهش منافذ در مقیاس نانو در CTB، کاهش فشردگی محصولات هیدراتاسیون، تشدید فرآیند نشت و گسترش منافذ بزرگ، کاهش عملکرد جذب شد. و کاهش ظرفیت شبکه واکنش شیمیایی به دلیل کاهش تعداد محصولات هیدراتاسیون [۲۶,۲۷]. توانایی انجماد CTB نسبت به یون های فلزات سنگین از “انجماد قوی” سنتی به “انجماد ضعیف” تغییر یافته است، و تحقیقاتی در مورد توانایی انجماد قدرت کم CTB انجام نشده است. [۲۸,۲۹].

بنابراین، این مقاله CTB را با استفاده از نسبت‌های مختلف سیمان به ماسه برای کاهش مصرف سیمان و انجام یک آزمایش لیچینگ استاتیکی برای آشکار کردن تغییر مقاومت پس‌پر سیمان کم‌مصرف و خواص چهار فلز سنگین که از دیدگاه شیمی شسته می‌شوند، طراحی می‌کند. و مکانیک به طور همزمان، مکانیسم انجماد فیزیکی و شیمیایی فلزات سنگین توسط انواع مختلف محصولات هیدراتاسیون و ریزساختارها با استفاده از اسکن SEM، تشخیص XRD و سایر ابزارهای فنی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت تا رفتار مکانیکی و ویژگی‌های شستشوی درجات مختلف اسید / فرسایش قلیایی در CTB کم استحکام. در نهایت، برای ارزیابی سینتیک لیچینگ اجزای فلزات سنگین، یک مدل واکنش / انتشار مرتبه اول توسعه داده شد. این مطالعه نه تنها به تغییر مقاومت CTB تحت تأثیر مصرف سیمان توجه می کند، بلکه بر خطر زیست محیطی شسته شدن فلز در CTB نیز تمرکز دارد. این نه تنها به جلوگیری و کنترل آلودگی فلزات سنگین در پس‌پر کردن باطله‌ها کمک می‌کند، بلکه ایده توسعه‌ای برای کاهش تقاضای واقعی مصرف سیمان در فناوری پر کردن باطله نیز فراهم می‌کند. در عین حال، شکستن گلوگاه مفهوم توسعه متوازن اثر “ایمنی-محیط زیست-اقتصادی” فناوری پر کردن و تشویق توسعه پایدار معادن سبز مفید است.

۴٫ نتیجه گیری

در نتیجه، نتایج زیر با توجه به یافته‌های تحقیق در مورد مقاومت فشاری سه نوع متمایز از نسبت آهک به ماسه در پنج محلول مختلف pH، و همچنین ویژگی‌های شستشو و توانایی انجماد چهار فلز سنگین انجام می‌شود.

  • کاهش مصرف سیمان باعث کاهش میزان محصولات هیدراتاسیون CTB می شود، محصولات سیمانی مانند سیلیکات کلسیم هیدراته کاهش می یابد، فشردگی CTB کاهش می یابد، منافذ افزایش می یابد و آسیب پذیرتر می شود و در نتیجه تخریب می شود و منجر به کاهش دوام می شود. . در عین حال، ساختار انجماد کاهش می یابد که منجر به کاهش توانایی انجماد فلزات سنگین CTB، افزایش کانال انتشار فلزات سنگین و افزایش خطر شستشوی فلزات سنگین می شود.

  • در محیط اسیدی / قلیایی قوی تر، اثر فرسایش اسیدی / قلیایی آشکارتر است، که باعث تسریع انحلال محصولات هیدراتاسیون در CTB، کاهش استحکام طولانی مدت CTB و کاهش دوام CTB می شود. علاوه بر این، با افزایش ترک ها، نفوذپذیری فلزات سنگین افزایش یافته و قابلیت مهاجرت فلزات سنگین افزایش می یابد.

  • با توجه به فلزات سنگین معمولی مس، روی، سرب و نیکل که این مقاله بررسی می‌کند، مشخص می‌شود که روش‌های انجماد شامل کپسوله‌سازی فیزیکی محصولات هیدراتاسیون متراکم، جذب فیزیکی میکرو منافذ محصولات هیدراتاسیون، تثبیت شیمیایی هیدراتاسیون است. واکنش، واکنش رسوب متاتز، و واکنش جایگزینی هم شکل.

  • در یک محیط خنثی با pH 7، استحکام فشاری و تاثیر انجماد فلزات سنگین CTB با نسبت سیمان به ماسه ۱:۱۵ اساساً الزامات ایمنی محیطی و ساختاری را برآورده می کند.

  • توصیف رضایت‌بخشی از شستشوی فلزات سنگین در پر کردن سیمان کم‌مصرف را می‌توان با استفاده از مدل واکنش/ انتشار مرتبه اول به دست آورد. این نشان می‌دهد که یک عنصر کلیدی مؤثر بر کنترل رفتار شستشو، حلالیت یا نرخ پاسخ است.

در آینده، دامنه مقادیر بحرانی مصرف سیمان بیشتر محدود خواهد شد و مکانیسم نفوذ یون فلزات سنگین و شسته شدن آن به طور عمیق مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در عین حال، قدرت CTB با تغییر پارامترهای فرآیند و سایر روش‌ها کنترل می‌شود و در عمل استخراج اعمال می‌شود.

پیامدهای زیست محیطی

مصرف سیمان عامل کلیدی موثر بر استحکام پس‌پرها و اثر انجماد یون‌های فلزات سنگین است. مطالعات قبلی فقط بر روی استحکام پس‌پرها تحت تأثیر مصرف سیمان متمرکز بود و خطر زیست‌محیطی شسته شدن یون فلزات سنگین را نادیده می‌گرفت. این مطالعه مکانیسم تقویت پس‌پری با مقاومت کم و انجماد ضعیف فلزات سنگین را از منظر شیمی و مکانیک نشان می‌دهد و رفتار مکانیکی و مکانیسم انجماد پس‌پوش کم‌مقاومت تحت فرسایش را به منظور شکستن شرایط فنی مورد مطالعه قرار می‌دهد. و گلوگاه اقتصادی که توسعه فناوری پر کردن را محدود می کند.

منبع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری | متن کامل رایگان | بررسی دوام طولانی مدت و ویژگی‌های آب‌شویی پس‌پر سیمان کم‌مصرف در شرایط مختلف محیطی
,۲۰۲۴-۰۶-۱۷ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/16/12/5138

به اشتراک بگذارید
تعداد دیدگاه : 0
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.