Wastewater treatment technologies and water recycling in mining and mineral extraction processes – a literature survey

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Jansson, Kaj
dc.contributor.author Kivi, Jenni
dc.date.accessioned 2014-03-06T07:49:14Z
dc.date.available 2014-03-06T07:49:14Z
dc.date.issued 2014-02-11
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/12691
dc.description.abstract The aim of this study is to consider the possibilities in reasonable and efficient water usage and high water recycling rate in mining and mineral processing industry. Wastewater treatment technologies for different mineral industry wastewaters are described and the basic chemistry behind the processes explained. The thesis also describes the reasons for water use in mineral extraction processes, the wastes formed in the processing of ore and minerals, the common reagents used in mineral processing and the best available techniques considering mining activities. Water is widely used in mining and minerals industry: for processing and transporting of ore and waste, minerals separation, dust suppression, washing of equipment, smelter refractory cooling systems and human consumption. Both economic and environmental considerations make the recycling and re-use of water an absolute necessity. The industry has made much progress in developing close-circuit approaches that maximize water conservation, and responsible management of water is a key ingredient in ensuring that mining companies’ contribution to sustainable development is positive over the long term. Factors that have led to increasing recycle of the used process water are following: water use of the mineral processing plants may represent a large proportion of the local water resources, the production and transportation of fresh water are usually expensive and the effluents from the processing operations are potentially harmful to the environment. Common characteristic of mineral processing water is the presence of ions and chemical compounds with a high pollution potential. One of the most satisfactory ways of dealing with this problem is the total recycling of reject waters, but several technical aspects influence the extent to which recycling can be performed. The chemistry of the system could affect the process efficiency, which applies especially to flotation which is principally governed by the chemistry of the ore. There is a specific ionic composition in every process section at which the process can conveniently be operated. Circulating the water in the process could result in cost-savings if the water was purified only to an acceptable level concerning the process and not to a level that is needed when water is discharged back to local water bodies. Thus, the amount of process water needed from the outside of the production plant is also decreased. Recycling in gravity and magnetic concentration circuits creates no problems. Recycling in simple flotation circuits with a monometallic or bulk concentrate is also well developed. Multi-stage circuits using selective flotation face the most serious problems in recycling. In the cyanide gold industry, recycling is limited due to the build-up of complex chemical compounds and a high concentration of sulfates. In the uranium plants using acid leaching, recycling is not practiced because of the impurities and incompatibility with the process – alkaline leach solutions, instead, are recycled. Mine water is recycled in the grinding-thickening circuit. en
dc.description.abstract Työn tavoitteena on edistää kohtuullista ja tehokasta veden käyttöä ja veden kierrätystä kaivos- ja mineraaliteollisuudessa mahdollisimman ympäristöystävällisiä ja taloudellisia menetelmiä hyödyntäen. Työssä kuvaillaan erilaisille mineraaliteollisuuden jätevesille sopivia jäteveden käsittelyteknologioita sekä käsittelyyn ja kierrätykseen liittyvää kemiaa. Työ tarkastelee myös vedenkäytön syitä mineraaliteollisuudessa, malmin ja mineraalien prosessoinnissa syntyviä jätteitä, yleisimpiä reagensseja sekä parhaita mahdollisia teknologioita kaivosteollisuudessa. Vettä käytetään kaivos- ja mineraaliteollisuudessa laajasti: malmin ja jätteen prosessointiin ja kuljetukseen, mineraalien erotukseen, pölynestoon, laitteistojen pesuun, sulattojen jäähdytysjärjestelmiin ja ihmisten käyttöön. Veden uudelleenkäyttö ja kierrätys ovat välttämättömiä niin taloudellisista kuin ympäristöllisistäkin syistä. Teollisuudenala onkin edistynyt suuresti suljetun prosessin kehittämisessä. Veden vastuullinen käsittely on avainasemassa tarkasteltaessa kaivosyritysten vaikutusta kestävään kehitykseen pitkällä aikavälillä. Lisääntyneeseen prosessiveden kierrätykseen ovat vaikuttaneet useat tekijät. Mineraalien prosessointilaitosten vedenkäyttö voi edustaa suurta osaa paikallisista vesiresursseista, makean veden tuottaminen ja kuljettaminen on yleensä kallista, ja lisäksi prosessien jätevedet ovat mahdollisesti haitallisia ympäristölle. Mineraaliteollisuuden prosessivedet sisältävät yleensä saastumista aiheuttavia ioneja ja kemiallisia yhdisteitä. Jätevesien täydellinen kierrätys on yksi parhaimpia keinoja tämän ongelman ratkaisemiseksi, mutta useat tekniset näkökulmat vaikuttavat saavutettavaan kierrätysasteeseen. Systeemin kemialliset ominaisuudet voivat vaikuttaa prosessin tehokkuuteen, mikä pätee erityisesti vaahdotukseen, jota malmin kemialliset ominaisuudet pääasiassa säätelevät. Jokaisella prosessivaiheella on tietty veden kemiallinen koostumus, jolla prosessia voidaan ongelmitta operoida. Veden kierrättäminen prosessissa voi johtaa säästöihin, jos vesi puhdistetaan vain sille asteelle, joka on prosessin toimivuuden kannalta tarpeellinen, eikä sille, joka vaaditaan veden laskemiseksi takaisin vesistöihin. Täten myös vedentarve prosessin ja laitoksen ulkopuolelta pienenee. Kierrätys painovoimaisissa ja magneettisissa rikastuspiireissä ei tuota ongelmia. Myös bulkki- ja yksimetallisia rikasteita käyttävissä yksinkertaisissa vaahdotuspiireissä kierrätys on hyvin kehittynyttä. Eniten ongelmia kierrätyksessä on monivaiheisissa selektiivistä vaahdotusta käyttävissä prosesseissa. Kultateollisuudessa kierrätystä rajoittavat kompleksisten kemiallisten yhdisteiden kertyminen ja korkea sulfaattikonsentraatio. Happoliuotusta käyttävissä uraanitehtaissa epäpuhtaudet ja liuoksen epäsopivuus prosessiin estävät kierrätyksen. Uraanin karbonaattiliuotuksessa kierrätetään alkaliliuokset. Kaivosvesi kierrätetään jauhatus-sakeutuspiirissä. fi
dc.format.extent 132 + 16
dc.language.iso en en
dc.title Wastewater treatment technologies and water recycling in mining and mineral extraction processes – a literature survey en
dc.title Jätevedenkäsittelymenetelmät ja veden kierrätys kaivos- ja mineraaliteollisuudessa - kirjallisuustutkimus fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword Wastewater treatment en
dc.subject.keyword water recycling en
dc.subject.keyword jäteveden käsittely fi
dc.subject.keyword veden kierrätys fi
dc.subject.keyword mineraalien prosessointijätteet fi
dc.subject.keyword kaivosjäte fi
dc.subject.keyword mining waste
dc.subject.keyword mineral processing waste
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201403061536
dc.programme.major Materiaalien prosessointi fi
dc.programme.mcode MT3002 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Heiskanen, Kari
dc.programme MTE - Materiaalitekniikana koulutusohjelma fi
dc.location PK fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account