بهینه سازی تثبیت باطله معدن مس و پسماندهای خطرناک با استفاده از سیمان و نانو ذرات (سیلیس،کربن، رس)

باطله های معدنی که طی استخراج معادن و فعالیتهای بخش فرآوری مواد معدنی به وجود می آید، یکی از معضلات مهم محیط زیستی بخش صنعت و معدن در مقیاس جهانی است. آلودگی حاصل از باطله معادن و پسماندهای خطرناک در طبیعت پایدار مانده و تحت شرایط مختلفی )بارندگی، فرسایش) که در محیط طبیعی با آن روبرو هستند به آسانی جابه جا شده و خاکها و منابع آب مناطق مجاور را آلوده می کنند. جامد سازی و تثبیت فرایندی است که طی آن ماده خطرناک با یک همبند کننده مخلوط شده تا از طرق فیزیکی و شیمیایی از میزان شسته شدن آلاینده ها به محیط زیست کاسته شود و پسماند آلوده به ماده جدیدی تبدیل گشته و یا حتی برای کاهش اثرات محیط زیستی برای ساخت و ساز مناسب گردد. در این تحقیق از سیمان پرتلند به عنوان همبند کننده به دلیل قیمت پایین، در دسترس بودن و سازگاری با انواع پسماندها مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل ماهیت باطله که از جنس خاک می باشد و استفاده از آن در بتن موجب کاهش مقاومت بتن می گردد در این تحقیق از تکنولوژی نانو در جهت افزایش مقاومت فشاری و کاهش میزان آبشویی باطله تثبیت شده، استفاده شده است. نانو تکنولوژی به دلیل ریز ساختار بودن موجب بهبود میکرو ساختاری نمونه ها گشته و میزان جذب آب نمونه ها را کاهش می دهد. همچنین وجود باطله در بتن موجب افزایش زمان گیرش بتن می شود که نانو مواد این مشکل را حل می کند. جهت تعیین نسبت اختلاط بهینه باطله با سیمان، نسبت های مختلف باطله به سیمان (10،20،30،40،50،60،70،80،90،100) مورد بررسی قرار گرفت و میزان باطله به سیمان 50% انتخاب شد. در این تحقیق از دو نوع نانو مواد، نانو سیلیس به میزان های 0/5%، 1%، 1/5% و 2% و کربن نانو تیوپ به میزان های 0/5% و 1% استفاده شد. آزمایش های انجام شده شامل جذب آب، مقاومت فشاری، آبشویی (مطابق tclp) و sem بود. نتایج حکایت از آن دارد که غلظت فلزات شسته شده در همه سنین، کمتر از مقادیر مجاز گردید. همچنین روند کسب مقاومت فشاری به گونه ای بود که نمونه های ساخته شده امکان استفاده به عنوان ماده با مقاومت پایین (clsm) فراهم گردد. بیشترین مقاومت فشاری مربوط به کربن نانو تیوب 1% می باشد در حالی که کمترین میزان جذب آب مربوط به نانو سیلیس 2% به ترتیب با مقادیر mpa 15و 20% بود.