پایان نامه زمین شناسی ساختمانی و مسائل زیست محیطی معدن سرب راونج دلیجان

پایان نامه مقطع کارشناسی 

رشته استخراج معدن

سال 1384

امروزه کلیه مسائل مربوط به مهندسی پیوند عمیق و تنگاتنگی را با موضوع حفاظت محیط زیست پیدا کرده اند و این بحث علی الخصوص در زمینه علم معدنکاری نقش چشمگیر و پررنگتری دارد.هر مهندس و یا هر کارگر فنی که در معدن کار می کند باید نه تنها به توصیه های و متدهای پیشرفته در جهت ازدیاد تولید و راندمان کار توجه داشته باشد بلکه همواره در کلیه شرایط و مسیرهای منتهی به استخراج هر نوع ماده معدنی باید توجه کافی به محیط زیست را سر لوحه خود قرار دهد.

مساله حفاظت محیط زیست در عملیات معدن کاری چند سالی است که نظر متخصصان این رشته را در کشورهایدر حال توسعه به خود جلب کرده است.در حالی که در کشورهای در توسعه یافته وصنعتی این موضوع یکی از مسائل روز آنها استو برنامه ریزان سازمان های اجرایی در این زمینه مطالعات و تحقیقات وسیعی انجام داده اند و این امر ناشی از اهمیت موضوع مورد تحقیق می باشد.پروژه حاضر ابتدا نگاهی کوتاه به بحران منابع معدنی در جهان و در واقع میزان موجودیت و امکان دسترسی در سال های آتی به این منابع را با توجه به کنترل کننده های مختلف بررسی می کند.و اما در فصل بعد مساله از زاویه دیگر و دقیق تری بررسی خواهند شدو در واقع نگاهی دارد به ژئوشیمی نیاز و منابع معدنی چرا که بسیاری از مسائل زیست محیطی به فهم اصول پایه ژئوشیمی نیاز دارد که برحرکت آلدوه کننده ها حاکم است.و در بخش دیگر نگاهی کلی ،اما تازه تری به اثرات زیست محیطی سه بخش عمده عملیات معدنکاری یعنی اکتشاف ،استخراج وفراوری مواد معدنی دارد.

اما در بخش زمین شناسی ساختمانی معدن سرب روانج ابتدا نگاهی دارد به مشخصات عمومی معدن و سپس نگاهی دارد به بخش ها وتقسیمات و سازند هاو نوع زمین شناسی معدن سرب راونج ،و در مرحله بعد  تاریخچه زمین شناسی وچینه شناسی در دوران های مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم.

مشخصات و خصوصیات سرب

سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان (پی بی)  و عدد اتمی 82 وجود دارد.سرب عنصری سنگین ،سمی وچکش خوار است.که دارای رنگ خاکستری کدر می باشد.هنگامی که تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می شود.از سرب در سازه های ساختمانی،خازن های اسید سرب،ساچمه گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم،پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می باشد.سرب سنگین ترین عنصر پایدار است.

خصوصیات قابل توجه سرب:

سرب فلزی است براق ،انعطاف پذیر،بسیار نرم،شدیدا چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می باشد.این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می کند وبه همین دلیل از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسیدسولفوریک) استفاده می شود.با افزودن مقادیر خیلی کم آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می توان آن را سخت نمود.

کاربردها:

کاربردهای اولیه سرب عبارت از سازه های ساختمانی،رنگدانه های مورد اساتفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب کاخ ها و کلیساهای بزرگ اروپا  در وسایل تزئینی،سقفها لوله ها و پنجره ها دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند.این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن،آلومینیوم،مس و روی بیشترین کاربرد را دارد.موارداستفاده معمولی سرب عبارت است از:

در باطری های اسید سرب،در اجزای الکترونیکی،روکش کابل،لوله های سربی(اگر چه استفاده از اتصالات سربی در لوله های آب آشامیدنی در دهه 90 در آمریکا قانونی بو،امروزه کاربرد آنچنانی ندارد.) ،مهمات،درشیشه ها سرامیک شیشه های سربدار،در رنگ ها(از سال 1978 در آمریکا و به تدریج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شداگر چه رنگ سطوح قدیمی می توانست تا 50 درصد وزن از سرب باشد) آلیاژها،ییوتر،اتصالات و مواد پر کننده دندان.همچنین در بام ها به عنوان درزگیر برای محافظت در برابر باران مورد استفاده قرار می گیرد.در گازوئیل (بنزین) به عنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد دارد.فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال 1986 و در اتحادیه اروپا از سال 1999 ممنوع شد.

سرب یک ابر رسانا با دمای بحرانی 95.265 و20.7 درجه سانتیگرادمی باشد.

تاریخچه :

به علت فراوانی سرب (هنوز هم ان گونه است،تهیه آسان،کار کردن آسان با آن،اعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت،حداقل از 7000 سال پیش مورد استفاده بشر می باشد.در کتاب خروج به این عنصر اشاره شده است.کیماگران می پنداشتند سرب قدیمی ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط می شود.لوله های سربی که نشانه های امپراتوری روم را حمل می کردند هنوز هم به کار می رود.

در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب به وجود آمده بود.بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که به طرز قابل ملاحظه ای استفاده از سرب را در محصولات به جز باطری از جمله گازوئیل،رنگ،اتصالات و سیستم های آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.

جداسازی:

سرب محلی در طبیعت یافت می شوداما کمیاب است.امروزه معمولا سرب در کانی های همراه با روی،نقره و بیشتر مس یافت می شود وبه همراه این مواد جدا می گردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن است که حاوی 86.6 درصد سرب می باشد.سایر کانی های مختلف و معمول آن سروسیت و انگلسیت می باشد.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد بازیافتی می باشد.

سنگ معدن به وسیله مته یا انفجار جدا شده سپس آن را خرد کرده و روی زمین قرار می دهند. از آن سنگ معدن تحت تاثیر فرایندی قرار می گیرد که در قرن نوزدهم در استرالیا به وجود آمد.یک فرایند شناورسازی،سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده های سنگ جدا می کند تا با عبور سنگ معدن،آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می شود،عصاره ای به وجود آید.درون این مخزن ها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حباب ها می چسبد و به صورتکف بالا آمده که می توان آن را جدا نمود.این کف (که تقریبا دارای 50 درصد سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب 97 درصد سینتر می شوند.بعد از آن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصی های سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می کنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر به وسیله عبور دادن هوا از روی آن تشکیل لایه ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصی های باقی مانده می باشد تصفیه شده و سرب خالص 99.9 درصدبه دست می آید.

ایزوتوپ ها :

سرب به طور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است204 و206 و207 و208 .سرب 206 و207 و208 همگی پرتوزا بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده هستند که به ترتیب در 235 و238 و 232 رخ می دهند.           

     مقدمه:

محدوده مورد مطالعه معدن سرب راونج در استان مرکزی منطقه راونج بین قم و دلیجان (30 کیلومتری شهرستان دلیجان) بوده که در این معدن  زمین شناسی ساختمانی آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

از نظر موقیعت جغرافیایی این کارخانه در طول جغرافیایی 50 درجه و44 دقیقه و7 ثانیه ،در عرض جغرافیایی 34 درجه و 10 دقیقه و 18 ثانیه و در منطقه ای به ارتفاع 2115 متر از سطح دریا قرار دارد،دسترسی به کارخانه از کیلومتر 30 جاده آسفالته دلیجان- قم از طریق جاده فرعی به طول 18 کیلومتر امکان پذیر است.

   از روستاهای اطراف کارخانه‌ می‌توان به روستای راونج (شکل 4-1) در 5 کیلومتری کارخانه اشاره کرد.کارخانه سرب راونج در منطقه کوهستانی قرار دارد که از نظر آب و هوایی دارای تابستان‌های معتدل و زمستان‌های سرد می‌باشد. تغییرات درجه حرارت سالانه متوسط بوده و از 20- درجه در فصل زمستان تا 30+ درجه سانتیگراد در فصل تابستان متغیر است]1[.

   به دلیل مساعد بودن آب و هوا در این مناطق روستاهای اطراف کارخانه از سکنه قابل توجهی برخوردار می‌باشند. قبل از راه‌اندازی معدن و کارخانه، مردم این نواحی اغلب از طریق دامداری و کشاورزی امرار معاش می‌کرده‌اند. در این منطقه رودخانه هایی جریان دارد که آب مصرفی در این روستاها و نیزکارخانه از این رودخانه تأمین می شود. همچنین سد 15 خرداد در 20 کیلومتری کارخانه واقع شده است]1[.

  بهار 1383
   کارخانه سرب راونج در 30 کیلومتری شمال‌شرقی شهرستان دلیجان و در استان مرکزی قرار دارد. از نظر جغرافیایی، این کارخانه در طول جغرافیایی50 درجه و 44 دقیقه و 7 ثانیه و در عرض جغرافیایی 34 درجه و 10 دقیقه و 18 ثانیه قرار دارد. با توجه به سولفیدی بودن کانسنگ معدن راونج، خط فرآوری این کارخانه شامل سنگ شکن فکی، سرند ارتعاشی، آسیای گلوله‌ایی، هیدروسیکلون، سلولهای فلوتاسیون و در نهایت تیکنر می باشد. در حال حاضر با توجه به توقف عملیات استخراج ازمعادن منطقه، خوراک کارخانه از معدن انگوران تأمین می‌شود که در نتیجه محصول کارخانه کنسانتره سرب و روی می باشد. این واحد هم اکنون به عنوان زیر مجموعه شرکت سوژمیران در سه شیفت کاری 8 ساعته مشغول فعالیت می باشد. در نهایت محصول این کارخانه شامل کنسانتره سرب با عیار 60-50 درصد و کنسانتره روی با عیار 24 درصد می‌باشد.

   کانسار سرب راونج از ذخایر قابل توجه سرب در ایران می‌باشد که علیرغم حجم کم ذخیره به علت عیار بالای سرب و نیز وجود نقره از اهمیت خاصی برخوردار است. ذخیره مزبور از ادوار گذشته در منطقه شناخته شده و آثار حفاری‌های قدیم در امتداد رگه‌های پرعیارآن قابل مشاهده است. .

   عملیات اکتشافی، طراحی، نصب و راه اندازی کارخانه تغلیظ کانسار راونج در سالهای قبل از انقلاب توسط شرکت‌ بلژیکی انجام شد. شرکت سوژمیران بعنوان زیر مجموعه شرکت بلژیکی در این معدن فعال بود. بعد از انقلاب، بنیاد شهید اداره معدن و کارخانه را بر عهده گرفت که پس از مدتی این بنیاد تصمیم به واگذاری شرکت به بخش خصوصی نمود که در نهایت شرکت سوژمیران تصمیم به خریداری مجدد معدن و کارخانه نمود. علیرغم گذشت نزدیک به 40-30 سال از راه‌اندازی معدن و کارخانه راونج در حال حاضر کارخانه با ظرفیت 270 تن کنسانتره سرب و روی در روز فعالیت می نماید. در شکل

  (4-2) نمایی از دفتر معدن نشان داده شده است]1

[.
 

  4-1-3- زمین شناسی منطقه

  منطقه از سنگهای دوران سوم، همراه با نفوذیهای آذرین تشکیل یافته است و در برخی از نقاط منطقه معدنی تاقدیسهای کرتاسه که تحت تأثیر گسلها قرار گرفته اند به شدت خرد شده اند. کانی سازی سرب راونج در آهک توده ای و تشکیلات شیل دار قرار دارد.
 

منابع:   

1.استفن ا. کسلر ،منابع معدنی از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی،ترجمه دکتر فرید مر،مهندس احمد هزمزی و دکتر عبدالمجید یعقوب پور- 1375

2.سومین همایش ایمنی و بهداشت در معادن ،مجموعه مقالات ،اردویبهشت 1379 – شاهرود

3.مراقبت از زمین ترجمه :عبدلحسین وهابزاده ،انتشارات جهاد دانشگاهی 1377

4.کاربرد ژئومورفولوژی در آمایش سرزمین و مدیریت محیط تالیف دکتر عبد الحمید رجایی نشر طوس 1373

5.مهندسی محیط زیست جلد 1 و 2 تالیف مجید عباس پور ،انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی 1371

6.آیین نامه ایمنی و حفاظت در معادن . وزارت معادن و فلزات 1376

7.نبوی ،ح- دیباچه ای بر زمین شناسی ایران – سال 1355 –انتشارات سازمان زمین شناسی کشور

8.بررسی معادن سرب و روی ایران – گزارش وزارت معادن و فلزات.

9.تحول پدیده های زمین شناسی منطقه سازمان زمین شناسی کشور.

10.چکیده مقالات بیست و دومین گردهمایی علوم زمین وزارت صنایع معادن سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی کشور-1382

11.مجموعه مقالات پنجمین همایش ایمنی ،بهداشت و محیط زیست در معادن و صنایع معدنی 1382

12.چینه شناسی و رخدادهای زمین شناسی تالیف دکتر خسرو خسرو تهرانی

13.استفاده از کتابهای شیمی و اطلاعات به دست در آزمایشگاه.