Кіріспе
Өндірістік тау-кен өндірісі - кеннен бағалы металдарды алу үшін қолданылатын өнеркәсіптік тау-кен өндірісі. In situ тау-кен өндірісіне ұқсас, үйінді тау-кен өндірісі кенді қаптамаға орналастырып, содан кейін химиялық заттарды тамшылату жүйесі арқылы кенге қосады, ал in situ тау-кен өндірісінде бұл қаптамалар жоқ және минералдарды алу үшін жүкті ерітіндісін тартады. Құрастырып сұйыту қазіргі заманғы ірі көлемді тау-кен операцияларында кеңінен қолданылады, өйткені ол флотация, қозу және ыдысты сұйыту сияқты әдеттегі өңдеу әдістеріне қарағанда арзан бағамен қажетті концентраттарды өндіреді. Сонымен қатар, қоқыс шығару - мыс өндірудің негізгі бөлігі болып табылады және өндірілген материалдың сапасы басқа факторлармен бірге анықталады. Қоқыс шығарудың тау-кен өндірісіне әсер ететін тиімділігі, яғни ол тау-кен өндірісінің экономикалық тиімділігіне елеулі үлес қоса алады, сондықтан қоқыс шығару жұмысының нәтижелерін жобаның экономикалық жалпы бағалануына қосу тиімді. Бұл процесс ежелгі дәуірден басталады; мыс (темір сульфаты) өндірудің классикалық әдістерінің бірі - темір пиритін үйіп, үймеден сусымалыны жинау, содан кейін темірмен қайнатылып, темір сульфаты өндіріледі.
Heap leaching is an industrial mining process used to extract precious metals, copper, uranium, and other compounds from ore using a series of chemical reactions that absorb specific minerals and re separate them after their division from other earth materials. Similar to in situ mining, heap leach mining differs in that it places ore on a liner, then adds the chemicals via drip systems to the ore, whereas in situ mining lacks these liners and pulls pregnant solution up to obtain the minerals. Heap leaching is widely used in modern large scale mining operations as it produces the desired concentrates at a lower cost compared to conventional processing methods such as flotation, agitation, and vat leaching. Additionally, dump leaching is an essential part of most copper mining operations and determines the quality grade of the produced material along with other factors
Due to the profitability that the dump leaching has on the mining process, i. e. it can contribute substantially to the economic viability of the mining process, it is advantageous to include the results of the leaching operation in the economic overall project evaluation. The process has ancient origins; one of the classical methods for the manufacture of copperas (iron sulfate) was to heap up iron pyrite and collect the leachate from the heap, which was then boiled with iron to produce iron(II) sulfate.
Мыс кендері
Бұл әдіс цианид әдісіне ұқсас, бірақ мысты кенінен еріту үшін күкірт қышқылы қолданылады. Қышқыл еріткішпен экстракциялау схемасынан қайта өңделеді (аралағышпен экстракциялау электроинтензиясын қараңыз, SX/EW) және сұйықтық жапсырмасында қайта пайдаланылады. Қосалқы өнім - темір ((II) сульфаты, пиритті сұрыптаудың қосалқы өнімдері ретінде алынатын жарозит, кейде тіпті осы процеске қажетті күкірт қышқылы. Оксидті және сульфидті кендерді сұрыптау мүмкін, бірақ сұрыптау циклдері өте әртүрлі және сульфидті сұрыптау үшін бактериялық немесе биологиялық сұрыптау компоненті қажет. 2011 жылы суды сұрыптау, үйінді және жер бетіндегі суды сұрыптау, 3,4 миллион тонна мыс өндірді, бұл әлемдік өндірістің 22 пайызы. Мыс үйінділерін сұрыптаудың ең үлкен операциялары Чилиде, Перуде және АҚШ-тың оңтүстік-батысында. Түпті суландыру арзан процесс болғанымен, оның қалпына келтіру деңгейі 60-70% құрайды. Әдетте, төменгі дәрежелі кендермен ең тиімді. Жоғары сапалы кендер, әдетте, күрделі өңдеу процестерінен өтеді, онда жоғары қалпына келтіру қосымша шығындарды ақтайды. Таңдалған процесс кеннің қасиеттеріне байланысты. Соңғы өнім - катодты мыс.
Никель кендері
Бұл әдіс мыс әдісі сияқты қышқылмен жиналған суырту әдісі, өйткені ол ұнтақталған кеннен мақсатты минералдарды еріту үшін цианид ерітіндісінің орнына күкірт қышқылын пайдаланады. Керек күкірт қышқылының мөлшері мыс кендеріне қарағанда әлдеқайда жоғары, бір тонна кенге 1000 кг қышқыл керек, бірақ 500 кг көбірек таралған. Бұл әдісті бастапқыда австралиялық BHP компаниясы патенттеген, ал Колумбиядағы Cerro Matoso компаниясы, BHP компаниясының толық меншігіндегі еншілес компаниясы; Бразилиядағы Vale компаниясы; және Еуропалық Никель компаниясы Түркияның латерит кен орындары, Финляндиядағы Талвивара шахтасы, Балқан және Филиппин. Қазіргі уақытта коммерциялық масштабта никель латерит үйіндісін суландыру операциялары жүргізілмейді, бірақ Финляндияда сульфидті HL жұмыс істейді. Никельді сұйықтықтан қайтару мысқа қарағанда әлдеқайда күрделі және темір мен магнийді алудың әртүрлі кезеңдерін қажет етеді, ал процесс сұйытылған кен қалдықтарын ("рипиостар") және қайтару қондырғысынан химиялық тұнбаларды (негізінен темір оксидтері, магний сульфаты және кальций сульфаты) шамамен бірдей мөлшерде береді. Осылайша, никельді үймелерді сұрыптаудың ерекше ерекшелігі - қалдықтарды жою аймағының қажеттілігі. Соңғы өнім никел гидроксидінің тұнбалары (NHP) немесе металл гидроксидінің қоспалары (MHP) болуы мүмкін, олар металл никелін өндіру үшін дәстүрлі балқытуға жатады.
Уран кендері
Мыс оксидінің үйіндісін сұйытумен ұқсас, сонымен бірге сұйылтылған күкірт қышқылын пайдаланады. Rio Tinto компаниясы бұл технологияны Намибия мен Австралияда коммерцияландыруда; француздық ядролық отын компаниясы Орано, Нигерде екі кен орны бар және Намибияда; және басқа бірнеше компаниялар оның мүмкіндігін зерттейді. Соңғы өнім - сары торт, ол отындық сапалы жемшөп өндіру үшін одан әрі өңдеуді қажет етеді.
Құрылғы
Көптеген тау-кен компаниялары бұрын қабылданған бүркіткіш әдісінен цианид немесе күкірт қышқылы сияқты химиялық заттардың баяу тамшылауына ауысқан кезде, кен төсегіне жақын, үйінділерді суландыру жапсырмалары жылдар бойы көп өзгерген жоқ. Пэддердің негізгі төрт санаты бар: дәстүрлі, құймалық, аңғарлық және қосылу/аяқтау. Әдетте, әрбір тақтада тек бір геомембраналық қаптама бар, оның ең аз қалыңдығы 1,5 мм, әдетте, қалыңдығы. Дизайны қарапайым, әдеттегі жапсырмалар негізінен тегіс немесе жұмсақ жерлерге қолданылады және ұнтақталған кеннің жұқа қабаттарын ұстайды. Құймалық төсеудің төсемі көбірек кен ұстайды және әдетте тегіс жерді ұстай алады. Өркенді толтыру - бұл аңғардың түбінде немесе деңгейінде орналасқан, оған түсетін барлық нәрсені ұстай алатын төсеніштер. Қозғалтқышты қосу/күйдіру қорапшалары қорапшаларға айтарлықтай үлкен жүктемелерді қоюды және оны әрбір циклден кейін алып тастап, қайта жүктеуді қамтиды. Бұрын қазба тереңдігі шамамен 15 метр болған бұл кен орындарының көбі материалдарды қазу үшін бұрынғыдан гөрі терең қазып жатыр, шамамен 50 метр, кейде одан да көп, яғни жердің барлық жерін орналастыру үшін, кен орнында кішігірім аумақта көп ұсақталған кенді ұстап тұру үшін, қатты салмақты ұстауға тура келеді (Lupo 2010). Бұл жинақталудың өсуі өнімділіктің немесе кен сапасының төмендеуіне, сондай-ақ қабаттағы әлсіз нүктелер немесе қысымның артуы мүмкін аймақтарда болуы мүмкін. Бұл жинақталу әлі де қаптаманың тесілуіне әкелуі мүмкін. 2004 жылы потенциалдық тығындар мен олардың ағып кетуін азайтатын жаздық маталары әлі де талқыланып жатыр, өйткені егер төсемеге тым үлкен бетке тым көп салмақ салса, олардың тәуекелдерін арттыру үрдісі бар (Тил және Смит 2004). Сонымен қатар, кейбір қаптамалар, олардың құрамына байланысты, топырақтағы тұздармен және химиялық сұйықтықтан алынған қышқылмен әрекеттесіп, қаптаманың тиімділігіне әсер етуі мүмкін. Бұл уақыт өте келе күшейе түседі.
Тиімділігі
Ұсақ-түйекті тау-кен өндірісі төменгі сапалы кендердің үлкен көлемінде жақсы жұмыс істейді, өйткені ұнтақпен салыстырғанда эквивалентті мөлшерде минералдарды алу үшін кенді металлургиялық өңдеуді (жарылту) азайту қажет. Өңдеу шығындарының едәуір төмендеуі, әдетте, шамамен 60 - 70% -ға төмен өнімділікке теңестіріледі. Жинақталған суды сұрыптаудың жалпы экологиялық әсері дәстүрлі әдістерге қарағанда төмен. Сондай-ақ, көпшілік экологиялық жағынан қолайлы деп санайтын бұл әдісті қолдану энергияны аз тұтынуды талап етеді.
Мемлекеттік реттеу
АҚШ-та 1872 жылғы Жалпы тау-кен заңына сәйкес, мемлекеттік меншіктегі жерлерді барлау және қазба жұмыстарын жүргізу құқығы берілді; бастапқы заңда кен өндірісінен кейінгі қалпына келтіру талап етілмеген (Вуди және басқалар). 2011). 1976 жылы Федералды жер саясаты мен басқару туралы заң қабылданғанға дейін федералды жерлердегі кенді жерлерді қалпына келтіру талаптары мемлекеттік талаптарға байланысты болды. Қазіргі уақытта, федералды жерлердегі тау-кен өндірісі тау-кен өндірісін бастамас бұрын, үкімет бекіткен тау-кен және рекультивация жоспарына ие болуы керек. Қайта қалпына келтіру облигациялары талап етіледі. Федералды, мемлекеттік немесе жеке меншік жерлердегі тау-кен өндірісі Таза ауа және Таза су туралы заң талаптарына бағынады. Қайта қалпына келтіру мәселелерін шешудің бір жолы - кен өндірілетін жерді жекешелендіру (Woody et al. 2011).
Мәдени және әлеуметтік мәселелер
Экологиялық қозғалыстың өркендеуімен қатар әлеуметтік әділдікке деген құрметтің артуы да байқалады, ал соңғы уақытта тау-кен өндірісі де осындай үрдістерді көрсетті. Әлеуетті кен орындарына жақын орналасқан қоғамдар әділетсіздікке ұшырау қаупі жоғары, өйткені олардың қоршаған ортасы кен өндірілетін жерлерге енгізілген өзгерістерге әсер етеді - мемлекеттік немесе жеке - бұл ақыр соңында әлеуметтік құрылым, жеке тұлға және физикалық денсаулық мәселелеріне әкелуі мүмкін (Franks 2009). Көптеген адамдар кен орнының билігін жергілікті азаматтар арқылы айналдыра отырып, бұл келіспеушілікті жеңілдетуге болады деп айтады, өйткені екі мүдделік топ та болашақ мақсаттарда ортақ және тең дауыс пен түсіністікке ие болады. Алайда, корпоративтік тау-кен мүдделерін жергілікті әлеуметтік мүдделермен үйлестіру қиынға соғады, ал ақша кез-келген келіспеушіліктердің табысты болуында шешуші фактор болып табылады. Егер қоғамдастықтар өздерінің жергілікті ортасы мен қоғамына қатысты мәселелерде дұрыс түсінік пен билік бар деп сезінетін болса, олар тау-кен өндірісімен байланысты оң пайдаларды төзімділікпен қабылдап, көтермелеуге, сондай-ақ жергілікті географияны терең білу арқылы тау-кен өндірісін үйіп алудың баламалы әдістерін тиімдірек қолдауға бейім болады (Franks 2009).