اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 20 |
| تعداد شماره‌ها | 400 |
| تعداد مقالات | 3,258 |
| تعداد مشاهده مقاله | 4,610,955 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,131,746 |
تاثیر استفاده از باطله های فراوری معدن مس سونگون به جای مصالح ریزدانه در ساخت بتن بر خواص مکانیکی و نشت فلزات سنگین | ||
| نشریه مهندسی منابع معدنی | ||
| مقاله 6، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 22، دی 1400، صفحه 95-108 اصل مقاله (1020.22 K) | ||
| نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30479/jmre.2021.13647.1423 | ||
| نویسندگان | ||
| احد برزگر قاضی1؛ احمد جمشیدی زنجانی* 2؛ حمیدرضا نجاتی3 | ||
| 1کارشناسی ارشد، گروه مهندسی معدنی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران | ||
| 2استادیار، گروه مهندسی معدنی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران | ||
| 3دانشیار، گروه مهندسی مکانیک سنگ، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران | ||
| تاریخ دریافت: 09 تیر 1399، تاریخ بازنگری: 04 اسفند 1399، تاریخ پذیرش: 04 اسفند 1399 | ||
| چکیده | ||
| حجم زیاد باطله‌های فرآوری معادن و همچنین آلاینده‌های موجود در آن به دلیل ورود آن‌ها از طریق خاک، باد، آب‌های سطحی و زیرزمینی به چرخه مواد غذایی مصرفی انسان و سایر جانداران صدمات جبران‌ناپذیری را به همراه دارد. از این‌رو مدیریت باطله‌های فرآوری معادن اهمیت ویژه‌ای دارد. یکی از روش‌های مدیریت باطله‌های فرآوری معدن استفاده مجدد از آن‌ها از جمله استفاده در ساخت بتن است. در این تحقیق از باطله معدن مس سونگون نمونه‌برداری شد که حاوی آلاینده‌های فلزی مانند مس، آرسنیک، سرب، کروم، کبالت و نیکل بیشتر از حدود مجاز استاندارد بود. این باطله با دانه‌بندی کوچک‌تر از 297 میکرون در ساخت دو سری نمونه بتن برای جایگزینی 50 و 100 درصد بخش ریزدانه بتن استفاده شد. آزمایش‌های اسلامپ بتن، مقاومت فشاری، مقاومت در برابر نفوذ کلر و TCLP بر روی نمونه‌ها انجام شد. در نمونه‌هایی که 50 و 100 درصد میزان سنگ‌دانه ریزدانه کم شده بود و بجای آن باطله فرآوری مس اضافه شده بود، مقاومت فشاری 28 روزه به ترتیب 32 و 41 مگاپاسکال به دست آمد و با افزایش میزان جایگزینی افزایش داشت. بر اساس نتایج حاصل شده، بیشترین میزان نشت فلزات مس، کروم، سرب، روی، کبالت، کادمیم و آرسنیک به ترتیب برابر 21، 8/2، 9/3، 106، 75، 39/0 و 82/0 میلی‌متر بر لیتر بود که در مقایسه با استاندارد کمتر از حد استاندارد بود. این امر اطمینان می‌دهد که اگر باطله‌های فرآوری مس در بتن مورد استفاده قرار گیرند، میزان نشت فلزات سنگین کم و زیر استاندارد خواهد بود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| باطله‌ی معدن؛ بتن؛ انشار آلاینده‌های فلزی؛ TCLP | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of the Effect of Using Sungun Copper Mine Tailings Instead of Fine-Grained Materials in Concrete Construction on Mechanical Properties and Heavy Metal Leakage | ||
| نویسندگان [English] | ||
| A. Barzegar Ghazi1؛ A. Jamshidi-Zanjani2؛ H.R. Nejati3 | ||
| 1M.Sc, Dept. of Mining, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | ||
| 2Assistant Professor, Dept. of Mining, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | ||
| 3Associate Professor, Dept. of Mining, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Mining is an upstream industry in the supply of industrial raw materials. The large volume of mine tailings as well as the considerable concentration of toxic pollutants, resulted from mining activities, cause irreparable damage to the surrounding environment. The leakage of toxic elements from the mine tailings to the environment is considered as a crucial issue. Therefore, the management of mine tailings is an important approach to reduce environmental damage. The reuse of mine tailings in concrete industry is considered as one of the main management techniques to reduce their probable adverse effects. In this study, the tailings of Sungun copper mine were collected to investigate their applicability in concrete construction instead of fine-grained materials. The results revealed that the concentrations of copper, arsenic, lead, chromium, cobalt, and nickel in copper mine tailings were higher than the environmental criteria but less than the amounts required for economic recovery. Thus, tailings with a grain size of less than 297 μm were used in the construction of two series of concrete samples to replace 50 and 100% of the fine-grained part of the concrete. Moreover, some experiments including concrete slip, compressive strength, resistance to chlorine penetration, and TCLP were performed to ensure the applicability of copper mine tailings in concrete construction. In samples where copper tailings replaced 50 and 100% of fine-grained materials, the 28-day compressive strength was 32 and 41 MPa, respectively. The compressive strength increased with increasing replacement rate. According to the results, the highest leachate rates of copper, chromium, lead, zinc, cobalt, cadmium, and arsenic were 21, 2.8, 3.9, 106, 75, 0.39, and 0.82 mg/L, respectively. Thus, it could be concluded that if copper tailings are used in concrete, the amount of heavy metals leachate will be reduced to values below the environmental criteria level. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Mine tailings, Concrete, Heavy metals leachability, TCLP | ||
| مراجع | ||
|
[1] Wang, C., Harbottle, D., Liu, Q., and Xu, Z. (2014). “Current state of fine mineral tailings treatment: A critical review on theory and practice”. Minerals Engineering, 58(4): 113-131. [2] Azam, S., and Li, Q. (2010). “Tailings dam failures: a review of the last one hundred years”. Geotechnical News, 28(4): 50-54. [3] Benzaazoua, M., Ouellet, J., Servant, S., and Newman, P. (1999). “Cementitious backfill with high sulfur content physical, chemical, and mineralogical characterization”. Cement and Concrete Research, 29(5): 719-725. [4] Romano, C. G., Mayer, K. U., Jones, D. R., and Ellerbroek, D. A. (2003). “Effectiveness of various cover scenarios on the rate of sulfide oxidation of mine tailings”. Journal of Hydrology, 271(1-4): 171-187. [5] Bussière, B. (2007). “Hydrogeotechnical properties of hard rock tailings from metal mines and emerging geoenvironmental disposal approaches”. Canadian Geotechnical Journal, 44(9): 1019-1052. [6] Yilmaz, E. (2011). “Advances in reducing large volumes of environmentally harmful mine waste rocks and tailings”. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 27(5): 89-112. [7] Shettima, A. U., Hussin, M. W., Ahmad, Y., and Mirza, J. (2016). “Evaluation of iron ore tailings as replacement for fine aggregate in concrete”. Construction and Building Materials, 120(11):72-79. [8] Yellishetty, M., Karpe, V., Reddy, E. H., and Subhash, K. N. (2008). “Reuse of iron ore mineral wastes in civil engineering constructions: A case study”. Resources, Conservation and Recycling, 52(11): 1283-1289. [9] Liu, W. Y., Xu, L. X., and An, Y. Y. ( 2012). “Study on the sprayed concrete with iron tailings”. In Advanced Materials Research, Trans Tech Publications, 11(4): 58-63 [10] Zhao, S., Fan, J., and Sun, W. (2014). “Utilization of iron ore tailings as fine aggregate in ultra-high performance concrete”. Construction and Building Materials, 50: 540-548. [11] Uchechukwu, E. A., and Ezekiel, M. J. (2014). “Evaluation of the iron ore tailings from Itakpe in Nigeria as concrete material”. Advances in Materials, 3(4): 27-32. [12] Kumar, B. S., Suhas, R., and Shet, S. U. (2014). “Utilization of iron ore tailings as replacement to fine aggregates in cement concrete pavements”. International Journal of Research in Engineering and Technology, 3(7): 369-376 [13] Kuranchie, F. A., Shukla, S. K., and Habibi, D. (2015). “Utilisation of iron ore tailings as aggregates in concrete”. Cogent Engineering, 2(1): 1083137. [14] Argane, R., Benzaazoua, M., and Hakkou, R. (2016). “A comparative study on the practical use of low sulfide base-metal tailings as aggregates for rendering and masonry mortars”. Journal of Cleaner Production, 112(5): 914-925. [15] Chinnappa, Bangalore, G., and Karra, R. C. (2020). “Experimental and Statistical Evaluations of Strength Properties of Concrete with Iron Ore Tailings as Fine Aggregate”. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 24(1): 04019038. [16] Mbereyaho, L., and Kwizera, P. C. (2019). “Assessment of Mine Tailing and Quarry Dust as joint Concrete Aggregates”. International Journal of Engineering Research in Africa, 44(1): 64-74 [17] Standard, A. (2008). “ASTM C109-standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars”. ASTM International, West Conshohocken, PA. [18] Astm, C. 143/C143M-03, (2003). “Standard Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete”. Manual Book of ASTM Standards, 4. Book of ASTM Standards. [19] AASHTO, T. “Standard method of test for predicting chloride penetration of hydraulic cement concrete by the rapid migration procedure”. [20] Davis, M.,Tomboulian, N.,Wachter, D. H., and Bush, D. J. (1990). “Abbreviated TCLP for Stabilization Studies. in Proceedings of the 44 th Purdue Industrial Waste Conference”. May 9-11 1989, Purdue Univ., West Lafayette, Indiana. CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, 637-642. [21] Zhu, Z. G., Li, B. X., Liu, J. C., and Lv, X. D. (2014). “Effects of curing systems on the strength and microstructure of reactive powder concrete with iron tailing sands”. Applied Mechanics and Materials, 548(1): 247-253 [22] Yoo, H., and Lee, D. (2006). “The microstructure of Pb-doped solidified waste forms using Portland cement and calcite”. Environmental Engineering Research, 11(1): 54-61. [23] Chen, Q., Tyrer, M., Hills, C. D., Yang, X. M., and Carey, P. (2009). “Immobilisation of heavy metal in cement-based solidification/stabilisation: a review”. Waste Management, 29(1): 390-403. [24] Onuaguluchi, O., and Eren, O. (2012). “Copper tailings as a potential additive in concrete: consistency, strength and toxic metal immobilization properties”. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 19(2): 79-86. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,051 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 780 |
||