Die Abwasserbehandlung in der Bergbauindustrie umfasst die Drainagewässer aus Tagebau/Untertagebau, die Abwasserbehandlung in Erzaufbereitungsanlagen und die Abwasserbewirtschaftung von Cyanidlaugenteichen. Dieser Sektor gehört aufgrund des Risikos von sauren Bergbauabflüssen (AMD) und toxischen Schadstoffen zu den herausforderndsten Bereichen der industriellen Abwasserbehandlung.
In Bergbauabwässern liegt der pH-Wert zwischen 2-4 (Bildung von Schwefelsäure), Schwermetalle (Fe, Cu, Zn, Pb, Cd, As) erreichen 10-1.000 mg/L, Cyanid 50-500 mg/L (in Goldminen), Sulfat 1.000-10.000 mg/L. Die Zusammensetzung variiert von Mine zu Mine — Kupfer-, Kohle-, Gold- und Eisenerzminen erfordern unterschiedliche Ansätze.
Die Lösungen von Arsistek für den Bergbau umfassen Kalziumneutralisation, Mehrmetallabscheidung, Cyanidbeseitigung (INCO/Caro's acid), Arsenadsorption und Sulfatreduktion. Das Abwasser erfüllt sowohl die Anforderungen an die Einleitungsstandards als auch die Möglichkeit der Rückgewinnung als Prozesswasser.
Säure Bergbau Drainage (AMD)
Säurebergbaudrainage (AMD) ist das saure Abwasser, das durch den Kontakt von sulfidischen Erzen (Pyrit FeS2) mit Luft und Wasser entsteht. Die Reaktion erfolgt natürlich:
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 FeSO4 + 2 H2SO4
Dieser Prozess senkt den pH-Wert auf 2-3 und ermöglicht die Löslichkeit von Schwermetallen. AMD kann über Jahre, sogar Jahrzehnte andauern – selbst wenn die Mine geschlossen wird, setzt der Abfluss fort.
Für die AMD-Behandlung werden aktive (Kalk+Fällung) oder passive (künstliche Feuchtgebiete, oxische Drainage) Methoden verwendet. Aktive Systeme sind bei hohen Durchflussraten effektiv, passive Systeme sind bei niedrigen Durchflussraten wirtschaftlich.
Stufenweise Metallabscheidung
Jedes Metall fällt bei seinem optimalen pH-Wert aus. Eisen bei 4, Zink bei 9, Cadmium bei 10.5. Stufenweise pH-Erhöhung ermöglicht das separate Ausfällen und die Rückgewinnung jedes Metalls.
Bei mehreren Metallen erfolgt das Ausfällen als Hydroxidgemisch bei einem optimalen pH-Wert von 9-10. In Kupferminen sorgt eine zusätzliche Sulfitausfällung (CuS) für die Rückgewinnung von Kupfer.
Zyanidbeseitigung
In Goldminen werden nach der Laugung freie CN- und Metallcyanidkomplexe (Fe(CN)6) gefunden. INCO (SO2/Luft) oder Caro's Säure (H2O2) reduzieren dies auf <0.5 mg/L.
Thiocyanat (SCN) entsteht als Zwischenprodukt. Auch dies wird mit UV/H2O2 zersetzt. Insgesamt wird eine Cyanidentfernung von über 99 % erreicht.
Arsen und Sulfat Entfernung
Arsen kommt in vielen Bergwerken natürlich vor. As(III) wird zuerst zu As(V) oxidiert und dann mit der Methode der Ko-Präzipitation mit Eisen- oder Aluminiumhydroxid ausgefällt. Der Ausgang As <0.05 mg/L wird erreicht.
Sulfat ist in AMD hoch (1.000-10.000 mg/L). Eine Standardabscheidung ist nicht ausreichend. Die folgenden Methoden werden verwendet:
- BaCO3-Abscheidung: Teuer, aber effektiv (<200 mg/L)
- Etriniğit-Prozess: SAVMIN, COSTECH
- Sulfatreduzierende Bakterien (SRB): Ideal für passive Systeme
- Umkehrosmose: Membran für hohen Durchfluss
Vorteile der Lösungen für die Bergbauindustrie
Bergbau Referenzprojekte
8 Bilder werden bald hinzugefügt – bleiben Sie dran für unsere Referenzprojekte und Anlagenfotos.
Häufig gestellte Fragen
Auch wenn der Bergbau endet, kann AMD Jahrzehnte, sogar Jahrhunderte andauern. Die Pyritoxidation ist ein natürlicher Prozess. Daher betrachten Bergwerke die AMD-Behandlung in der Schließungsplanung als langfristige Verpflichtung.
Freies CN kann leicht beseitigt werden, aber Eisen-Cyanid-Komplexe (Fe(CN)6) sind sehr stabil. UV/H2O2 oder elektrochemische Methoden sind erforderlich. Für Cyanid sind zusätzliche teure Verfahren mit hoher Metallurgie erforderlich.
Passive Systeme (künstliche Feuchtgebiete, aerobe Dränage, anoxische Kalkdränage) sind ideal für Durchflussraten unter 50 m³/Stunde und für Bergbauentwässerungen an abgelegenen Standorten. CAPEX/OPEX sind niedrig, Wartung minimal. Bei hohen Durchflussraten und stark metallbelasteten Abwässern sind aktive Systeme erforderlich.
Gemischte Metallhydroxid-Schlämme sind gefährlicher Abfall. Drei Optionen: 1) Lizensierte Entsorgung, 2) Stabilisierung + sichere Lagerung (Kalkverfestigung), 3) Hochgradige Materialien (insbesondere Kupfer, Zink) können an Rückgewinnungsanlagen verkauft werden.
SKKY Tabelle 14 (Bergbauindustrie) und die Verordnung über Bergabfälle werden angewendet. Das Umweltverträglichkeitsprüfungsverfahren umfasst eine AMD-Risikoanalyse. Im Bergschließungsplan wird die langfristige Verpflichtung zur Abwasserbehandlung definiert.
Für niedrige Durchflüsse ist der Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) Reaktor am wirtschaftlichsten. Bei hohen Durchflüssen und strengen Grenzwerten werden RO oder Ettringit (BaCO3 sehr teuer) verwendet. Hybridsysteme (SRB + Kalk) sind weit verbreitet.