Air Asam Tambang Produk Penambangan Batubara dan Cara Penanganannya Written by Adnan Monday, 08 February 2010 18:25 1) Dwi Indah Lestari1)

Mahasiswa angkatan 2004, Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro * hasil Mata Kuliah Seminar 2007 Air Asam Tambang (AAT) adalah istilah umum yang digunakan untuk menyebutkan lindian, rembesan atau aliran yang telah dipengaruhi oleh oksidasi alamiah mineral sulfida yang terkandung dalam batuan yang terpapar selama penambangan. Dengan demikian faktor pembentukan AAT yang dominan adalah mineral sulfida yang reaktif, oksigen dan air. AAT yang timbul akibat dari kegiatan pertambangan sangat berpengaruh negative terhadap penurunan kualitas lingkungan, terutama bila sudah masuk ke dalam system air permukaan, air bawah tanah serta tanah di sekitarnya. Bertolak dari hal tersebut di atas, prediksi keberadaan sumber dari AAT harus telah dilakukan sejak awal sehingga upaya pencegahan dan pengelolaan penurunan kualitas lingkungan akibat AAT dapat dilakukan dengan baik. Pengenalan Air Asam Tambang (AAT) ini bertujuan untuk memberikan gambaran bagi pelaku kegiatan pertambangan dalam mengidentifikasi potensi AAT pada suatu wilayah kegiatan pertambangan; mengamankan material potensi AAT tersebut untuk mencegah dampak negatif yang mungkin ditimbulkan; serta menanggulangi AAT tersebut apabila kemunculannya tidak dapat dicegah. Beberapa perusahaan pertambangan telah melakukan upaya pencegahan, pengelolaan dan penanggulangan air asam tambang di lapangan dalam rangka perlindungan lingkungan, dan hal ini dapat dijadikan bahan untuk rujukan di lapangan. Adapun perlakuan yang digunakan untuk penanganan air asam tambang ini adalah dengan active treatment dan passive treatment, yang masing-masing memiliki metode-metode sendiri.

Asam tambang drainaseDari Wikipedia, ensiklopedia bebas Langsung ke: navigasi , cari

Kuning anak dalam aliran menerima drainase asam dari pertambangan permukaan batubara. Asam tambang drainase (AMD), atau asam rock drainage (ARD), mengacu pada arus keluar asam air dari (biasanya ditinggalkan) logam tambang atau tambang batubara . Namun, daerah lain di mana bumi telah terganggu (misalnya lokasi konstruksi, subdivisi, koridor transportasi, dll) juga dapat menyebabkan drainase batu asam ke lingkungan. Di banyak daerah cairan yang mengalir dari batubara saham, fasilitas handling, washeries batubara, dan bahkan kiat limbah batubara dapat sangat asam, dan dalam kasus seperti ini diperlakukan sebagai drainase batuan asam. Acid rock drainage terjadi secara alami dalam beberapa lingkungan sebagai bagian dari proses pelapukan batuan tetapi diperparah dengan skala besar gangguan bumi karakteristik pertambangan dan kegiatan konstruksi besar, biasanya dalam batuan yang mengandung kelimpahan mineral sulfida . Jenis yang sama reaksi kimia dan proses dapat terjadi melalui gangguan tanah sulfat asam terbentuk di bawah kondisi pantai atau muara setelah kenaikan permukaan laut besar terakhir, dan merupakan bahaya lingkungan yang sama.

Kejadian

Dalam hal ini, pirit telah dibubarkan pergi menghasilkan bentuk kubus dan emas sisa. Istirahat ini turun adalah pendorong utama dari air asam tambang.

Sub-permukaan pertambangan sering berkembang di bawah permukaan air , sehingga air harus terus dipompa keluar dari tambang untuk mencegah banjir. Ketika tambang ditinggalkan, pemompaan berhenti, dan banjir air tambang. Ini pengenalan air adalah langkah awal dalam situasi drainase batuan asam paling. Tailing tumpukan atau kolam juga dapat menjadi sumber air asam batuan. Setelah terkena udara dan air, oksidasi logam sulfida (sering pirit , yang besi sulfida) dalam batuan sekitarnya dan overburden menghasilkan keasaman. Koloni bakteri dan archaea sangat mempercepat dekomposisi ion logam, meskipun reaksi juga terjadi dalam lingkungan abiotik. Mikroba ini, yang disebut extremophiles karena kemampuan mereka untuk bertahan hidup di kondisi yang keras, terjadi secara alami di batu, tapi air yang terbatas dan oksigen pasokan biasanya menyimpan jumlah mereka rendah. Extremophiles khusus yang dikenal sebagai acidophiles terutama mendukung rendah pH tingkat tambang ditinggalkan. Secara khusus, Acidithiobacillus ferrooxidans adalah kontributor kunci untuk oksidasi pirit. [1] Tambang logam dapat menghasilkan debit yang sangat asam dimana bijih adalah mineral sulfida atau berasosiasi dengan pirit. Dalam kasus ini, logam dominan ion mungkin tidak besi melainkan seng , tembaga , atau nikel . Bijih paling sering ditambang tembaga, kalkopirit , itu sendiri merupakan tembaga-besi-sulfida dan terjadi dengan berbagai sulfida lainnya. Dengan demikian, tambang tembaga sering penyebab utama dari air asam tambang.

[ sunting ] KimiaUntuk informasi lebih lanjut, lihat Acidophiles dalam air asam tambang Sifat kimia oksidasi pirit, produksi besi dan kemudian ion ferri ion, sangat kompleks, dan kompleksitas ini sangat menghambat desain pilihan pengobatan yang efektif. [2] Meskipun sejumlah proses kimia berkontribusi terhadap air asam tambang, oksidasi pirit adalah jauh kontributor terbesar. Sebuah persamaan umum untuk proses ini adalah:

2FeS 2 (s) + 7o 2 (g) + 2H 2 O (l) = 2Fe 2 + (aq) + 4SO 4

2-

(aq) + 4H

+

(aq)

Oksidasi sulfida menjadi sulfat melarutkan besi besi ( besi (II) ), yang kemudian teroksidasi menjadi besi besi ( besi (III) ):4Fe2+

(aq) + O

2

(g) + 4H

+

(aq) = 4Fe

3+

(aq) + 2H

2

O (l)

Salah satu dari reaksi ini dapat terjadi secara spontan atau dapat dikatalisis oleh mikroorganisme yang berasal energi dari reaksi oksidasi. Besi-besi ferri yang dihasilkan juga dapat mengoksidasi pirit tambahan dan mengoksidasi besi menjadi ion-ion:FeS 2 (s) + 14Fe 3 + (aq) + 8H 2 O (l) = 15Fe 2 + (aq) + 2SO 42-

(aq) + 16H

+

(aq)

Efek bersih reaksi ini adalah untuk melepaskan H +, yang menurunkan pH dan mempertahankan kelarutan ion besi. Secara tradisional, karakter air asam tambang ditentukan oleh keasamannya (mg / L), yang diukur dengan titrasi AMD dengan larutan natrium hidroksida dari pH AMD awal sampai pH 8,3. Kemudian menghitung mol NaOH yang dikonsumsi oleh satu liter AMD, dan mentransfer jumlah mol ke berat CaCO 3. Ini adalah nilai keasaman (mg / L) dari AMD. Oleh karena itu, makna langsung keasaman adalah: berat CaCO 3 dibutuhkan untuk menetralkan pH 1 liter AMD. Namun, keasaman tidak bisa mewakili karakter terbaik AMD. Beberapa AMDs memiliki nilai keasaman yang sama, nilai pH bahkan sama, tetapi sifat yang berbeda. Karena keasaman AMD mencakup dua komponen: ion hidrogen dan ion logam terlarut. Hal ini terlihat jelas dari kurva titrasi keasaman AMD. Keasaman AMD kurva titrasi berbentuk seperti tangga. Bagian vertikal menunjukkan proses OH ion menetralisir ion H +, yang meningkatkan pH air. Bagian horizontal menunjukkan OH - ion endapan ion logam ke logam hidroksida, yang akan bertindak sebagai penyangga , menggunakan hidroksida dari titran, menjaga pH konstan untuk waktu yang singkat sampai logam tertentu telah sepenuhnya diendapkan. Hidroksida logam yang paling (kecuali Na dan K) tidak larut dalam air dan memiliki produk kelarutan tertentu. Ketika pH mencapai tingkat tertentu ion-ion logam akan mengendap dan dihilangkan dari air. Ini membentuk anak tangga dari kurva titrasi. Pada AMD berbeda konsentrasi logam dapat berkisar dari 500mg / L untuk 0.1mg / L. Jika asumsi konsentrasi tertinggi yang diperbolehkan untuk logam setiap 0.1mmole / L, gunakan produk presipitasi logam ', kita dapat menghitung pH kriteria untuk tiap logam dalam air. Lebih tinggi dari kriteria pH konsentrasi logam lebih rendah dari 0.1mmole / L. Tabel berikut menunjukkan kriteria pH eksperimental dan teoritis logam di AMD

Loga Fe Al +3 +3 m pH 1 pH 2

Cu +2 / Zn +2 / Mn Ni 6.5-8

+2

Fe

+2

5,0 tetapi juga memasuki solusi lagi pada pH 9,0. Curah hujan Mangan adalah variabel karena banyak negara yang oksidasi, tetapi umumnya akan mengendap pada pH 9,0-9,5. Kadang-kadang, bagaimanapun, pH 10,5 diperlukan untuk penghapusan lengkap mangan. Seperti diskusi ini menunjukkan, senyawa kimia pengobatan yang tepat dapat bergantung pada kedua keadaan oksidasi dan konsentrasi logam di AMD (US Environmental Protection Agency 1983). Interaksi antara logam juga mempengaruhi laju dan sejauh mana logam mengendap. Misalnya, curah hujan besi sebagian besar akan menghapus mangan dari air pada pH 8 karena rekan curah hujan, tetapi hanya jika konsentrasi besi dalam air jauh lebih besar dari kandungan mangan (sekitar 4 kali lebih banyak atau lebih besar). Jika konsentrasi besi di AMD kurang dari empat kali isi mangan, mangan tidak dapat dihapus oleh co-presipitasi dan pH larutan> 9 diperlukan untuk menghilangkan mangan tersebut. Karena AMD berisi kombinasi beberapa zat asam dan logam, masing-masing AMD adalah unik dan pengobatan dengan bahan kimia ini sangat bervariasi dari situs ke situs. Sebagai contoh, AMD dari satu situs mungkin sama sekali dinetralkan dan tidak mengandung logam terlarut pada pH 8,0, sedangkan situs lain mungkin masih memiliki konsentrasi logam yang tidak memenuhi batas limbah bahkan setelah pH telah dibangkitkan sampai 10. Bahan kimia Batu kapur Kapur telah digunakan selama beberapa dekade untuk meningkatkan pH dan logam endapan di AMD. Ini memiliki biaya bahan terendah dan merupakan yang paling aman dan paling mudah untuk menangani bahan kimia AMD. Sayangnya, aplikasi yang sukses telah terbatas karena

kelarutan rendah dan kecenderungan untuk mengembangkan lapisan eksternal, atau baju besi, besi hidroksida ketika ditambahkan ke AMD. Dalam kasus di mana pH rendah dan keasaman mineral juga relatif rendah (konsentrasi logam rendah), halus-tanah kapur dapat dibuang di sungai langsung atau batu kapur mungkin tanah oleh air bertenaga drum berputar dan meteran ke sungai. Aplikasi ini telah dicoba baru-baru ini di West Virginia di sungai AMD-dampak dengan sukses besar. Kapur juga telah digunakan untuk mengobati AMD di anaerob (batu kapur anoksik mengalir) dan lingkungan aerobik (terbuka kapur saluran). Kedua yang terakhir teknik terutama berguna dalam situasi di mana batas debit tertentu tidak harus dipenuhi. Mereka berdua sedang diinstal pada tanah tambang ditinggalkan proyek reklamasi dan oleh operator yang ingin mengurangi biaya kimia pengobatan dan meningkatkan kepatuhan (Faulkner 1996). Kapur terhidrasi Kapur adalah bahan kimia yang sering digunakan untuk mengobati AMD. Hal ini dijual sebagai bubuk yang cenderung hidrofobik, dan pencampuran mekanis luas diperlukan untuk membubarkan dalam air. Kapur terhidrasi sangat berguna dan biaya efektif dalam arus besar, situasi keasaman tinggi di mana sebuah pabrik pengolahan kapur dengan mixer / aerator dibangun untuk membantu mengeluarkan dan mencampur bahan kimia dengan air (Skousen dan Ziemkiewicz 1995). Namun, karena kinetika pelarutan kapur dan efisiensi netralisasi, meningkatkan tingkat kapur di atas yang diperlukan untuk netralisasi asam meningkatkan volume kapur yang tidak bereaksi yang masuk ke flok logam menetap kolam. Kapur dapat dibeli di 50-pon tas atau dalam jumlah besar. Kapur Massal lebih disukai oleh operator tambang karena keuntungan biaya dan penanganan. Hal ini dapat disampaikan oleh tongkang, truk, atau kereta api ke banyak situs dan ditangani pneumatis. Penyimpanan yang benar kapur terhidrasi adalah penting untuk mempertahankan karakteristik aliran dan dengan demikian memastikan penggunaan yang efisien. Volume silo tepat tergantung pada kebutuhan kapur sehari-hari, tetapi harus cukup besar untuk menampung jumlah hidrat yang diperlukan untuk bertahan antara pengiriman dijadwalkan dengan batas keselamatan untuk menutupi keterlambatan pengiriman periodik tak terduga. Lamanya waktu bahwa sistem akan beroperasi merupakan faktor penting dalam menentukan biaya tahunan dari sistem pengobatan kapur akibat pengeluaran modal besar awal yang dapat diamortisasi dari waktu ke waktu. Topografi dari situs ini juga merupakan faktor biaya penting dengan biaya desain dan struktur meningkat dengan kemiringan situs meningkat. Pebble Kapur CaO, baru-baru ini digunakan bersama dengan Aquafix Pebble kapur, Pengolahan Air Sistem memanfaatkan konsep air roda (Jenkins dan Skousen 1993). Jumlah kimia terapan ditentukan oleh pergerakan roda air, yang menyebabkan pengumpan ulir untuk membuang bahan kimia. Hopper dan feeder dapat diinstal dalam waktu kurang dari satu jam. Sistem ini awalnya digunakan untuk arus kecil dan / atau periodik keasaman tinggi karena kalsium oksida sangat reaktif. Namun barubaru, roda air telah melekat pada tempat sampah besar atau silo untuk aliran tinggi / situasi

keasaman tinggi. Tes awal menunjukkan rata-rata penghematan biaya 75% dari sistem kaustik dan sekitar 20 sampai 40% tabungan melalui sistem amonia.

Soda Ash Soda abu umumnya digunakan untuk mengobati AMD di daerah terpencil dengan aliran rendah dan jumlah rendah keasaman dan logam, namun penggunaannya menurun. Pemilihan soda abu untuk mengobati AMD biasanya didasarkan pada kenyamanan daripada biaya kimia. Soda abu datang sebagai briket padat dan gravitasi dimasukkan ke dalam air dengan menggunakan gerbong terpasang selama keranjang atau barel. Jumlah briket untuk digunakan setiap hari ditentukan oleh aliran dan kualitas air yang akan diolah. Satu masalah dengan sistem keranjang-gerbong adalah bahwa briket menyerap kelembaban, menyebabkan mereka untuk memperluas dan menempel pada sudut hopper. Ini menghambat briket dari menjatuhkan ke dalam aliran AMD. Untuk pengobatan jangka pendek di lokasi terpencil, beberapa operator menggunakan sistem yang lebih sederhana menggunakan sebuah kotak atau per barel dengan lubang yang memungkinkan masuknya air dan keluar. Operator mengisi kotak atau barel dengan briket secara teratur dan menempatkan kotak atau per barel dalam air mengalir. Sistem ini menawarkan kontrol yang kurang dari jumlah bahan kimia yang digunakan.

Soda api Soda kaustik sering digunakan di lokasi terpencil (misalnya, di mana listrik tidak tersedia), dan dalam aliran rendah, situasi keasaman tinggi. Hal ini umumnya bahan kimia pilihan jika konsentrasi mangan di AMD tinggi. Sistem ini dapat menjadi gravitasi makan oleh menetes kaustik cair langsung ke AMD. Caustic sangat larut dalam air, menyebar cepat, dan meningkatkan

pH air dengan cepat. Caustic harus diterapkan pada permukaan air ponded karena bahan kimia tersebut adalah lebih padat daripada air dan tenggelam. Kelemahan utama menggunakan cairan kaustik untuk pengobatan AMD biaya tinggi dan bahaya dalam penanganan. Tank perumahan soda kaustik dapat berkisar volume dari 500 sampai 8.000 galon. Tangki besar biasanya ditempatkan pada platform semen untuk membatasi kecenderungan tangki untuk tergelincir atau memutar sebagai membengkak tanah dan kontrak dengan perubahan suhu. Garis debit adalah tetap di bagian bawah tangki dan mengangkut solusi kaustik ke, selokan kolam meresap, atau. Laju aliran dikontrol oleh katup gerbang ditempatkan pada akhir dari garis debit.

Cair kaustik dapat membekukan selama musim dingin, tetapi ada beberapa pilihan yang tersedia untuk menangani masalah pembekuan. Ini termasuk mengubur tangki kaustik, memasang pemanas tangki, berpindah dari 50 persen ke dalam larutan kaustik 20 persen, menggunakan solusi bekubukti yang berisi beberapa kalium hidroksida (KOH), dan memanfaatkan kaustik padat. Mengubur tangki kaustik mahal karena operasi maka harus mematuhi peraturan ketat tangki penyimpanan bawah tanah EPA. Pemanas ini harus sering karena efek korosif kaustik. Pilihan ini, tiga solusi yang paling ekonomis yang beralih ke solusi kaustik 20 persen, menambahkan beberapa KOH, dan beralih ke kaustik padat. Berpindah dari 50 persen ke dalam larutan kaustik 20 persen menurunkan titik beku dari 0 o C hingga -37 o C. Penambahan KOH (35% dari solusi) juga menurunkan titik beku. Padat kaustik, yang dapat disampaikan dalam 70-pon drum, manik-manik, atau serpihan, telah digunakan dengan sukses baik. Hal ini dimungkinkan untuk mengatur tingkat di mana kaustik padat larut oleh metering aliran air ke dalam drum. Padat kaustik dapat digunakan untuk membuat cairan kaustik. Sebuah solusi 20% dari kaustik memerlukan 1,8 dari kaustik padat yang akan dilarutkan dalam satu galon air. Membuat larutan cair dari kaustik padat tidak biaya efektif bila kaustik cair dapat dibeli, tetapi penggunaan kaustik kuat untuk mengobati AMD adalah biaya efektif bila dibandingkan dengan briket abu soda.

Amonia Amonia, istilah umum untuk amonia anhidrat, adalah bahan yang harus ditangani hati-hati (Hilton 1990). Suatu gas pada suhu kamar, amonia dikompresi dan disimpan sebagai cairan tetapi kembali ke bentuk gas ketika terlepas ke air. Dalam keadaan gas, amonia sangat larut dan bereaksi dengan cepat. Berperilaku sebagai basa kuat dan dapat dengan mudah meningkatkan pH menerima air menjadi 9,2. Pada pH 9,2, itu buffer solusi untuk meningkatkan pH lebih lanjut, dan jumlah itu sangat tinggi amonia harus ditambahkan untuk meningkatkan pH di luar 9.2. Injeksi amonia menjadi AMD adalah salah satu cara tercepat untuk meningkatkan pH air. Ini harus disuntikkan ke dalam air yang mengalir di pintu masuk kolam untuk memastikan pencampuran yang baik karena amonia adalah lebih ringan dari air. Aspek yang paling menjanjikan menggunakan amonia untuk pengobatan AMD adalah biaya, terutama dibandingkan dengan soda kaustik. Penurunan biaya sosok 50% sampai 70% dapat direalisasikan ketika amonia digantikan dengan kaustik jika target pH untuk presipitasi logam adalah