مطالعه کانی شناسی و ژئوشیمی در معدن زغال سنگ گلندرود و باطله های کارخانه زغال شویی وطنی (غرب استان مازندران) به منظور ارزیابی پتانسیل تولید زهاب اسیدی

معادن زغال سنگ گلندرود و کارخانه زغالشویی وطنی در استان مازندران یکی از مناطق تولید کننده زغال سنگ و کنسانتره زغال در حوزه زغالی البرز مرکزی است. بر اساس مطالعات کانی شناسی و ژئوشیمیایی، پیریت مهمترین کانی سولفیدی موجود در زغال سنگ گلندرود است . حضور فراوان کانی های کربناته و آواری، گوگرد پایین (35/0 درصد وزنی) و محتوای خاکستر بالا بیانگر تشکیل این زغال ها در محیط های مرتبط با پیت های توپوزنی آب شیرین است. بر اساس نتایج ماتریس همبستگی، آنالیز خوشه ای و آنالیز مولفه اصلی اکسیدهای k2o, na2o, al2o3, sio2 و tio2 با کانیهای آلومینوسیلیکاته، عناصر mgo, cao و mno با کانی های کربناته (کلسیتو دولومیت) و fe2o3 و so3 با پیریت های موجود در زغال سنگ گلندرود مرتبطند. همبستگی مبهم بین p2o5 با سایر اکسیدهای اصلی و گزارش شدن آپاتیت در زغال سنگ گلندرود می تواند نشانگر دو منشائی بودن آن باشد. همبستگی منفی بین tio2, k2o, na2o, al2o3, sio2 با cl بیانگر منشاء آلی کلر است. همچنین v و rb از کانیهای آلومینو سیلیکاته و y, ce, pb, cr, co , cu, ni و zn از کانیهای سولفیدی و ba، sr از کانی های کربناته و کانی های فسفات دار منشاء می گیرند. اکثر عناصر کمیاب در زغال سنگ گلندرود نسبت به زغال سنگ های چین، آمریکا و کلارک زغال سنگ ، غنی شدگی و عناصر nb و کلر تهی شدگی نشان می دهند. بر اساس مطالعات ژئوشیمیایی، درصد اکسیدهای fe2o3 ، so3 و cao در باطله های زغالی کارخانه زغالشویی وطنی در مقایسه با خوراک همگن کاهش یافته است. این امر بیانگر انجام فرایندهای اکسیداسیون کانی های سولفیدی به ویژه پیریت و افزایش غلظت سولفات در زهاب ها می باشد. همچنین باطله های زغالی در مقایسه با نمونه همگن کارخانه نسبت به ni, cu, ba, sr و zn تهی شدگی و y, v, rb و zr غنی شدگی نشان می دهد. براساس مدل کیبز منشاء شیمی آب در تمامی زهاب های نمونه برداری شده متاثر از سنگ مادر اولیه است. حضور سنگهای کربناته و کمبود کانی های سولفیدی و نیز زهکش شدن آب ها از تونل های معدنی در معدن گلندرود پیشنهاد دهنده یک سیستم بافر گننده در این معدن به استثناء تونل متروکه (gmw12) است که به دلیل طولانی مدت آب راکد با زغال سنگ مقادیر سولفات، tds و خاصیت خورندگی نسبت به سایر آب های زهکش شده از معدن افزایش نشان می دهد. بر اساس نتایج حاصل از نمودارهای هیدروژنوشیمیایی، مقادیر سولفات در آب های زهکش شده از باطله های کارخانه زغال شویی وطنی بالا بودن و در صورت عدم مدیریت صحیح و تماس طولانی مدت زهاب با کانیهای سولفیدی، پتانسیل تولید زهاب اسیدی را خواهد داشت. مدل هیدروژنوشیمی phreeqc i 206 (شاخص اشیاع شدگی (si)) بیانگر شرایط خنثی تا قلیایی حاکم بر آبهای زهکش شده از معدن گلندرود و انبارهای باطله است. در مناطق مورد مطالعه سولفات های دو ظرفیتی مانند هگزاهدریت، اپسومیت و ژیپس و کانی های آهن سه ظرفیتی چئن گوتیت و هماتیت مهم ترین کانی های زیست محیطی تشکیل شده هستند. کانی های زیست محیطی تشکیل شده در محل انبارهای باطله قدیمی در مقایسه با کانی های زیست محیطی موجود در انبارهای باطله جدیدتر از عناصر کالکوفیل غنی شده اند. این غنی شدگی مربوط به حضور کانی زیست محیطی ژاروسیت در دپوهای باطله قدیمی می باشد.