زمین شناسی ساختمانی و مسائل زیست محیطی معدن سرب راونج دلیجان

کاربردهای اولیه سرب عبارت از سازه های ساختمانی،رنگدانه های مورد اساتفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب کاخ ها و کلیساهای بزرگ اروپا در وسایل تزئینی،سقفها لوله ها و پنجره ها دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند

زمین شناسی ساختمانی و مسائل زیست محیطی معدن سرب راونج دلیجان

فهرست                        صفحه

 

فصل اول :7                                                                                       

زمین شناسی ساختمانی و توضیحات اجمالی از معدن سرب راونج:8    

چکیده :9

مشخصات وخصوصیات سرب :10

خصوصیات قابل توجه:10

تاریخچه 11

جداسازی:12

ایزوتوپ ها:12

مقدمه :13

تاریخچه راه اندازی معدن وکارخانه :16

زمین شناسی منطقه:17

ژنز کانسار سرب و نقره راونج:17

ذخایر سرب و روی راونج:18

تجهیزات و ماشین آلات معدن و کارخانه راونج :18

موادمصرفی کارخانه:19

موادشیمیایی:19

آب:20

برق:20

سوخت:20

مواد و قطعات مصرفی:20

عکس:22

میزان استخراج در سالهای گذشته:23

مواد مصرفی آتشباری در معدن:24

موادمصرفی در کارخانه:24

توصیف فرایند:25

فلوشیت کارخانه:26

مشخصات خوراک و محصولات کارخانه :27

تعداد پرسنل:29

مقدمه:31

وضیعت آب و هوایی:32

شرایط زندگی:32

شمه ای در مورد سن زمین:32

اصول چینه شناسی در محیط های رسوبی:37

رخساره هایمحیط خشکی :37

رخساره هایمحیط دریایی:37

تقسیم محیط های دریایی از لحاظ شکل وعمق:38

تقسیم بندی محیط های زیستیدریایی:39

تقسیم بندی محیط های دریایی از نظر نوع رسوبات 39

تعیین سن سنگ ها در چینه شناسی:41

تعیین سن مطلق :44

روش سرب:45

پالوژئوگرافی و ارتباط چینه شناسی :45

روش مطالعات پالئوژئوگرافی:46

شناسایی محیط رسوبی:46

حدود حوضه های رسوبی :47

رخساره ها و ارتباط غیر مستقیم با کوهزایی: 49

رخساره ها و ارتباط غیر مستقیم آنها با آب و هوا: 49

مطالعات پالئوژئوگرافی: 50

فرونشستن کف دریا :51

حرکت قاره ای :51

دلایل چینه شنااسی: 51

دلایل دیرینه شناسی: 52

دلایل پالئومگنتیسم:52

واحدهای چینه شناسی:52

پرکامبرین :58

تقسیمات پرکامبرین :60

تقسیمات و حدود دوران پالئوزوئیک:63

تقسیمات دوران مزوزوئیک:71

دوران سنوزوئیک:82

دوره کواترنری :87

زمین شناسی عمومی منطقه :88

حرکات دوران اول:90

حرکات دوران دوم :90

فعالیت ماگمایی: 93

فاز ماگماتیت دوران اول:93

فاز ماگماتیت دوران دوم:94

فاز ماگماتیت ترسیر :94

فصل دوم :96

محیط زیست منابع معدنی:97

مقدمه :98

منابع معدنی:99

عموامل کنترل کننده دسترسی به مواد معدنی :100

عوامل زمین شناسی:100

عوامل مهندسی:102

عوامل محیطی :103

مواد مصرفی و الگوهای اقتصاد جهانی:105

دوران نوین مواد معدنی در جهان:106

ژئو شیمی زیست محیطی منابع معدنی:106

سرب :107

منابع آلودگی:108

بیمار های ناشی از قرارگیری در معرض سرب:113

علائم ناشی از آلودگی به عنصر:114

اثرات حاد:115

اثرات خونی:115

اثرات عصبی:115

اثرات کلیوی:116

اثرات تولید مثلی:116

سرطان زایی:116

اثر سرب در آلودگی محیط زیست:117

تاثیر سرب برسلامت انسان :118

راههای ورود سرب به بدن :120

دستگاه گوارش :120

دستگاه تنفس :120

جذب از طریق پوست:122

اثرات زیان آور سرب بر بدن انسان:122

دفع سرب از بدن :122

معالعجه مسمومیت های سربی :123

تاثیر سرب در آلودگی :124

تاثیر سرب در آلودگی خاک ها :125

تاثیر سرب در آلودگی آب ها :127

تاثیر سرب در آلودگی گیاهان :128

روی:130

منابع آلودگی:131

بیماری های ناشی از قرار گیری در معرض روی:131

مسمومیت حاد:134

مسمومیت مزمن:135

مسمومیت ژنتیک:135

مسمومیت باروری:136

اثر ضد مسمومیت:136

داده های مسمومیت شغلی :136

درمان:136

سرب چیست:139

مسمومیت سرب چگونه به وجود می آید:139

چه کسانی در معرض مسمومیت با سرب هستندو چه خطراتی آنها را تهدید می کند:140

مسمومیت با سربچگونه مشخص می شود:141

آیا امکان اندازه گیری سرب خون در کشور وجود دارد:141

آلودگی سربی از کجا منشاء می گیرد:142

راه های جذب سربدر بدن چیست:143

سرب خون در چه کسانی باید آزمایش شود:143

آیا مسمومیتسرب درمان پذیر است:144

برای حفظ سلامت خانواده از آلودگی سرب باید چه کرد:144

سرب عامل خطر ساز در کودکان:145

مادران می توانند ابتدا برای جلوگیری از ورود سرب به بدن کودکان اقدامات زیر را انجام دهند:146

آلودگی محیط با سرب:146

اصول ژئوشیمی محیط زیست:147

مخازن ژئوشیمیایی:149

لیتوسفر :150

هیدروسفر:150

اتمسفر:152

بیوسفر:153

چرخه های ژئوشیمایی :155

آلودگی طبیعی:156

آلودگی تولید شده به وسیله انسان:157

آلودگی اسیدی:159

درمان:162

نتیجه گیری:164

فصل سوم:167

اثرات زیست محیطی اکتشاف و استخراج و فرآوری موادمعدنی:168

اثرات زیست محیطی اکتشاف موادمعدنی:170

اثرات زیست محیطیاستخراج مواد معدنی:171

اثرات زیست محیطی فرآوری مواد معدنی:177

نقش مهندسی فرآوری در کاهش خطرات زیست محیطی باطله های معدنی:181

فاضلاب اسیدی چیست:182

روش های کاهش فاضلاب اسیدی :184

فرآوری و چگونگی تاثیر آن بر فاضلاب های اسیدی:187

تولید سرب و نگرانی هایزیست محیطی آن:194

آلودگی آلودگی محیط سرب:198

هشدارها:199

فصل چهارم:200

شیمی و آنالیز سرب:201

مشخصات شیمیایی:202

مقدمه :206

زمینه های تجربی و کیفی :206

رده بندی روش های تجزیه ای :207

روش های جداسازی :210

دستگاهوری در تجزیه:211

نگاه اجمالی:212

تبلور:212

تقطیر :213

رسوب دادن :213

استخراج:214

کروماتوگرافی:214

انواع کروماتوگرافی:217

انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی:220

کروماتوگرافیتبادلیونی:222

رزین های متداول تبادلیونی:223

خواص رزین ها :224

تبادل گرهاییونی معدنی:226

انواع تقطیر :228

تعادل بخار با محلول آزوئوتروپ:229

آنالیز استریولوژیک کلومرول های کلیه بدنبال:238

مقدمه:238

مواد و روش کار:240

چرخه های بیوژیوشیمیاییو تعادل آب:246

روشهای تجزیه آب سرب:246

نقش نمزارها در حذف فلزات از آب :248

فواید دیگر نمزارها :253

ارزش های تجاری:256

منابع:257

 

 

 

 

فصل اول  

 

 

 

 

 

زمین شناسی ساختمانی وتوضیحات اجمالی از معدن سرب راونج

 بنام خدا

 

چـکـیده

امروزه کلیه مسائل مربوط به مهندسی پیوند عمیق و تنگاتنگی را با موضوع حفاظت محیط زیست پیدا کرده اند و این بحث علی الخصوص در زمینه علم معدنکاری نقش چشمگیر و پررنگتری دارد.هر مهندس و یا هر کارگر فنی که در معدن کار می کند باید نه تنها به توصیه های و متدهای پیشرفته در جهت ازدیاد تولید و راندمان کار توجه داشته باشد بلکه همواره در کلیه شرایط و مسیرهای منتهی به استخراج هر نوع ماده معدنی باید توجه کافی به محیط زیست را سر لوحه خود قرار دهد.

مساله حفاظت محیط زیست در عملیات معدن کاری چند سالی است که نظر متخصصان این رشته را در کشورهایدر حال توسعه به خود جلب کرده است.در حالی که در کشورهای در توسعه یافته وصنعتی این موضوع یکی از مسائل روز آنها استو برنامه ریزان سازمان های اجرایی در این زمینه مطالعات و تحقیقات وسیعی انجام داده اند و این امر ناشی از اهمیت موضوع مورد تحقیق می باشد.پروژه حاضر ابتدا نگاهی کوتاه به بحران منابع معدنی در جهان و در واقع میزان موجودیت و امکان دسترسی در سال های آتی به این منابع را با توجه به کنترل کننده های مختلف بررسی می کند.و اما در فصل بعد مساله از زاویه دیگر و دقیق تری بررسی خواهند شدو در واقع نگاهی دارد به ژئوشیمی نیاز و منابع معدنی چرا که بسیاری از مسائل زیست محیطی به فهم اصول پایه ژئوشیمی نیاز دارد که برحرکت آلدوه کننده ها حاکم است.و در بخش دیگر نگاهی کلی ،اما تازه تری به اثرات زیست محیطی سه بخش عمده عملیات معدنکاری یعنی اکتشاف ،استخراج وفراوری مواد معدنی دارد.

اما در بخش زمین شناسی ساختمانی معدن سرب روانج ابتدا نگاهی دارد به مشخصات عمومی معدن و سپس نگاهی دارد به بخش ها وتقسیمات و سازند هاو نوع زمین شناسی معدن سرب راونج ،و در مرحله بعد  تاریخچه زمین شناسی وچینه شناسی در دوران های مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم.

 

مشخصات و خصوصیات سرب

سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان (پی بی)  و عدد اتمی 82 وجود دارد.سرب عنصری سنگین ،سمی وچکش خوار است.که دارای رنگ خاکستری کدر می باشد.هنگامی که تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می شود.از سرب در سازه های ساختمانی،خازن های اسید سرب،ساچمه گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم،پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می باشد.سرب سنگین ترین عنصر پایدار است.

خصوصیات قابل توجه سرب:

سرب فلزی است براق ،انعطاف پذیر،بسیار نرم،شدیدا چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می باشد.این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می کند وبه همین دلیل از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسیدسولفوریک) استفاده می شود.با افزودن مقادیر خیلی کم آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می توان آن را سخت نمود.

کاربردها:

کاربردهای اولیه سرب عبارت از سازه های ساختمانی،رنگدانه های مورد اساتفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب کاخ ها و کلیساهای بزرگ اروپا  در وسایل تزئینی،سقفها لوله ها و پنجره ها دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند.این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن،آلومینیوم،مس و روی بیشترین کاربرد را دارد.موارداستفاده معمولی سرب عبارت است از:

در باطری های اسید سرب،در اجزای الکترونیکی،روکش کابل،لوله های سربی(اگر چه استفاده از اتصالات سربی در لوله های آب آشامیدنی در دهه 90 در آمریکا قانونی بو،امروزه کاربرد آنچنانی ندارد.) ،مهمات،درشیشه ها سرامیک شیشه های سربدار،در رنگ ها(از سال 1978 در آمریکا و به تدریج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شداگر چه رنگ سطوح قدیمی می توانست تا 50 درصد وزن از سرب باشد) آلیاژها،ییوتر،اتصالات و مواد پر کننده دندان.همچنین در بام ها به عنوان درزگیر برای محافظت در برابر باران مورد استفاده قرار می گیرد.در گازوئیل (بنزین) به عنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد دارد.فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال 1986 و در اتحادیه اروپا از سال 1999 ممنوع شد.

سرب یک ابر رسانا با دمای بحرانی 95.265 و20.7 درجه سانتیگرادمی باشد.

تاریخچه :

به علت فراوانی سرب (هنوز هم ان گونه است،تهیه آسان،کار کردن آسان با آن،اعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت،حداقل از 7000 سال پیش مورد استفاده بشر می باشد.در کتاب خروج به این عنصر اشاره شده است.کیماگران می پنداشتند سرب قدیمی ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط می شود.لوله های سربی که نشانه های امپراتوری روم را حمل می کردند هنوز هم به کار می رود.

در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب به وجود آمده بود.بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که به طرز قابل ملاحظه ای استفاده از سرب را در محصولات به جز باطری از جمله گازوئیل،رنگ،اتصالات و سیستم های آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.

جداسازی:

سرب محلی در طبیعت یافت می شوداما کمیاب است.امروزه معمولا سرب در کانی های همراه با روی،نقره و بیشتر مس یافت می شود وبه همراه این مواد جدا می گردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن است که حاوی 86.6 درصد سرب می باشد.سایر کانی های مختلف و معمول آن سروسیت و انگلسیت می باشد.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد بازیافتی می باشد.

سنگ معدن به وسیله مته یا انفجار جدا شده سپس آن را خرد کرده و روی زمین قرار می دهند. از آن سنگ معدن تحت تاثیر فرایندی قرار می گیرد که در قرن نوزدهم در استرالیا به وجود آمد.یک فرایند شناورسازی،سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده های سنگ جدا می کند تا با عبور سنگ معدن،آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می شود،عصاره ای به وجود آید.درون این مخزن ها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حباب ها می چسبد و به صورتکف بالا آمده که می توان آن را جدا نمود.این کف (که تقریبا دارای 50 درصد سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب 97 درصد سینتر می شوند.بعد از آن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصی های سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می کنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر به وسیله عبور دادن هوا از روی آن تشکیل لایه ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصی های باقی مانده می باشد تصفیه شده و سرب خالص 99.9 درصدبه دست می آید.

ایزوتوپ ها :

سرب به طور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است204 و206 و207 و208 .سرب 206 و207 و208 همگی پرتوزا بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده هستند که به ترتیب در 235 و238 و 232 رخ می دهند.            

     مقدمه:

محدوده مورد مطالعه معدن سرب راونج در استان مرکزی منطقه راونج بین قم و دلیجان (30 کیلومتری شهرستان دلیجان) بوده که در این معدن  زمین شناسی ساختمانی آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

از نظر موقیعت جغرافیایی این کارخانه در طول جغرافیایی 50 درجه و44 دقیقه و7 ثانیه ،در عرض جغرافیایی 34 درجه و 10 دقیقه و 18 ثانیه و در منطقه ای به ارتفاع 2115 متر از سطح دریا قرار دارد،دسترسی به کارخانه از کیلومتر 30 جاده آسفالته دلیجان- قم از طریق جاده فرعی به طول 18 کیلومتر امکان پذیر است.  

   از روستاهای اطراف كارخانه‌ می‌توان به روستای راونج (شکل 4-1) در 5 کیلومتری کارخانه اشاره کرد.كارخانه سرب راونج در منطقه کوهستانی قرار دارد كه از نظر آب و هوایی دارای تابستان‌های معتدل و زمستان‌های سرد می‌باشد. تغییرات درجه حرارت سالانه متوسط بوده و از 20- درجه در فصل زمستان تا 30+ درجه سانتیگراد در فصل تابستان متغیر است]1[. 

   به دلیل مساعد بودن آب و هوا در این مناطق روستاهای اطراف كارخانه از سكنه قابل توجهی برخوردار می‌باشند. قبل از راه‌اندازی معدن و كارخانه، مردم این نواحی اغلب از طریق دامداری و كشاورزی امرار معاش می‌كرده‌اند. در این منطقه رودخانه هایی جریان دارد كه آب مصرفی در این روستاها و نیزکارخانه از این رودخانه تأمین می شود. همچنین سد 15 خرداد در 20 کیلومتری کارخانه واقع شده است]1[. 

 

 

نام ماده معدنی: سنگ معدن سرب       [فلزی]         محصول: كنسانتره سرب و روی      بهار 1383    كارخانه سرب راونج در 30 كیلومتری شمال‌شرقی شهرستان دلیجان و در استان مركزی قرار دارد. از نظر جغرافیایی، این كارخانه در طول جغرافیایی50 درجه و 44 دقیقه و 7 ثانیه و در عرض جغرافیایی 34 درجه و 10 دقیقه و 18 ثانیه قرار دارد. با توجه به سولفیدی بودن كانسنگ معدن راونج، خط فرآوری این كارخانه شامل سنگ شكن فكی، سرند ارتعاشی، آسیای گلوله‌ایی، هیدروسیكلون، سلولهای فلوتاسیون و در نهایت تیكنر می باشد. در حال حاضر با توجه به توقف عملیات استخراج ازمعادن منطقه، خوراك كارخانه از معدن انگوران تأمین می‌شود كه در نتیجه محصول كارخانه كنسانتره سرب و روی می باشد. این واحد هم اكنون به عنوان زیر مجموعه شركت سوژمیران در سه شیفت كاری 8 ساعته مشغول فعالیت می باشد. در نهایت محصول این كارخانه شامل كنسانتره سرب با عیار 60-50 درصد و كنسانتره روی با عیار 24 درصد می‌باشد.

 

4-7- مواد مصرفی كارخانه    مواد عمده مصرفی در این کارخانه عبارتند از:    الف- مواد شیمیایی مصرفی در واحد فلوتاسیون    ب- آب    ج- برق    د- سوخت    ه- مواد و قطعات مصرفی در واحد سنگ‌شكنی وآسیا        4-7-1- مواد شیمیایی    مواد شیمیایی مصرفی در این واحد شامل امیل گزانتات پتاسیم و اتیل گزانتات پتاسیم به عنوان کلکتور و روغن کاج و آیروفین به عنوان كف ساز است كه در واحد فلوتاسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. امیل گزانتات و كف‌ساز‌ها در مخازن آماده سازی، توسط آب رقیق شده و با غلظت مشخص مصرف می‌شوند. به طور متوسط میزان مصرف امیل گزانتات 300 سی سی در دقیقه می باشد.    میزان مصرف امیل گزانتات و كف ساز در ماه های مختلف سال 1369 به صورت جدول (4-46) می‌باشد. در شکل (4-43) و (4-44) به ترتیب نمایی از امیل گزانتات جهت مصرف در سلول های فلوتاسیون و مخازن کلکتور و کف ساز مورد استفاده در خط فلوتاسیون مشاهده می گردد]1[.       4-7-2- آب    آب مصرفی این کارخانه توسط یک حلقه چاه حفر شده تأمین می شود. آب مورد استفاده در کارخانه بوسیله دو عدد مخزن آب با ارتفاع 4 متر و قطر 10 متر تأمین می شود. در شکل (4-45) نمایی از این دو مخزن در قسمت بالای کارخانه آورده شده است. مقداری از آب مصرفی كارخانه از آب بازیابی شده در تیكنر كنسانتره تأمین می‌شود.       4-7-3- برق    برق مصرفی كارخانه و ساختمان‌های اداری و مسكونی و آزمایشگاه از برق اصلی تأمین می‌شود. در جدول (4- 19) مقدار برق مصرفی در بخشهای مختلف معدن و کارخانه ارائه شده است]1[.    4-7-4- سوخت    سوخت‌ عمده مصرفی در این واحد گازوئیل است. به همین جهت 8 مخزن گازوئیل 20000 لیتری در کنار کارخانه وجود دارد که 3 تانك از این مجموعه فعال می باشد (شکل (4-46)).    از دیگر سوخت‌های مصرفی در این واحد می‌توان به نفت و بنزین اشاره كرد.       4-7-5- مواد و قطعات مصرفی    مواد و قطعات مصرفی در این واحد عبارتند از]1[:    الف- فك‌های سنگ‌شكن فكی، گلوله ها، آستر آسیاها و توری سرندها    ب- پارچه فیلتر    ج- لاستیك نوار نقاله و سرندها