Revista de gestión de zonas costeras

Abstracto

Cambio climático 2019: Reciclaje de subproductos de la combustión del carbón para la rehabilitación de minas - Mehdi Azadi - Universidad de Queensland

Mehdi Azadi

La rehabilitación y el cierre de minas se ven a menudo obstaculizados por la presencia de desechos mineros (escombros, desechos, relaves) con propiedades químicas y físicas indeseables que aumentan los riesgos de drenaje ácido y metalífero , combustión espontánea , salinidad, generación de polvo y erosión. Al mismo tiempo, los diversos tipos de subproductos de la combustión del carbón de las centrales eléctricas tienen propiedades químicas y físicas únicas , como una naturaleza alcalina, efectos de unión puzolánica , alta capacidad de retención de agua y distribuciones de tamaño de partículas que pueden ser beneficiosas para la rehabilitación de minas . Muchas de las centrales eléctricas de carbón están ubicadas en las proximidades de las minas. La distancia relativamente corta entre las minas de carbón y las centrales eléctricas reduce el costo del transporte del carbón . También brinda la oportunidad de transportar cenizas de carbón de regreso a las minas a un bajo costo para las aplicaciones de rehabilitación, que incluyen i) encapsulación y recubrimiento de los materiales reactivos (para evitar el drenaje ácido de la mina y la combustión espontánea ), ii) reemplazo de algunos de los costosos productos químicos para la enmienda del suelo , iii) relleno y estabilización de los huecos finales y las obras subterráneas , y iv) tratamiento de agua contaminada . Nuestra investigación tiene como objetivo Evaluar la eficacia de la tecnología para mejorar la estabilidad física y geoquímica de los desechos mineros y reducir los riesgos residuales después del cierre de la mina, probando escenarios en los que se reutilizan las cenizas de carbón.

En algunas circunstancias y en algunas aplicaciones, los subproductos de la combustión del carbón (CCB) generados a partir de plantas de energía a carbón se consideraron como alternativas a los materiales naturales. Esta revisión se centró en el uso de CCB para sitios mineros. Se ha demostrado que el pH alcalino de los CCB desempeña un papel neutralizante en el drenaje ácido de minas y la consiguiente precipitación de metales, principalmente como hidróxidos metálicos, de la solución. Los subproductos de la combustión del carbón también se han utilizado para la restauración del suelo, lo que demuestra que se han mejorado una o más de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos degradados, lo que a su vez ha llevado a mejores resultados de revegetación. Además, las cenizas volantes se han utilizado como uno de los materiales en cubiertas de ingeniería construidas para encapsular y aislar desechos mineros potencialmente peligrosos. El uso de CCB para el relleno de huecos de minas se consideró una oportunidad para el uso de CCB a granel. El relleno de vacíos de minas subterráneas con estos materiales ofrece el potencial de reducir el drenaje ácido de minas, reducir el riesgo de hundimiento del terreno y minimizar y controlar la probabilidad de incendio en minas. Si bien el uso proactivo de los CCB puede eliminar o minimizar la carga ambiental restante si se necesita el almacenamiento o la eliminación por separado de dichos materiales que de otro modo serían "desechos", estos usos de los CCB pueden producir efectos secundarios adversos, como la lixiviación de elementos nocivos.

Por lo tanto, en el caso de su uso en el relleno de minas, por ejemplo, los posibles impactos ambientales deben evaluarse y monitorearse en el contexto de otras variables durante una fase de prueba y usarse a gran escala antes de rellenar con dichos materiales. Todavía hay una falta de información bien investigada sobre el uso práctico de los CCB y sus posibles impactos ambientales y de salud, y las directrices y regulaciones efectivas también son factores limitantes en su uso para fines de rehabilitación de minas. Las regulaciones gubernamentales en la mayoría de los países consideran que los CCB son desechos, pero no desechos peligrosos. Sin embargo, dado el alto potencial de los CCB en una serie de roles y funciones relacionadas con la rehabilitación y el cierre de minas, existe la necesidad de más investigación práctica y más participación gubernamental. Con el uso continuo de carbón para generar electricidad para las necesidades energéticas del mundo, los subproductos de la combustión del carbón (CCP) se producirán en mayores cantidades durante las próximas décadas. Alrededor de 130 millones de toneladas de CCP se producen anualmente en las 600 centrales eléctricas de carbón que operan actualmente en los EE. UU., con estimaciones de 500 millones de toneladas producidas en todo el mundo. Existen cinco tipos principales de CCP: cenizas de fondo; escorias de calderas; cenizas volantes; cenizas de lecho fluidizado; cenizas de desulfuración de gases de combustión. Las cenizas de fondo no constituyen generalmente un problema de eliminación porque se utilizan ampliamente como material de relleno agregado para proyectos de construcción, relleno en materiales de construcción (paneles de pared y paneles de yeso) y sólidos para descongelar carreteras. Las escorias de calderas se utilizan para fines similares a las cenizas de fondo, pero se pueden utilizar como material granulado vítreo para el chorro de arena. Las cenizas volantes constituyen el 70% de los subproductos generados y estas cenizas se producen de varias maneras en una planta de energía dependiendo del tipo de caldera y el sistema de control de emisiones empleado en la planta de energía. Estos materiales de ceniza de textura fina pueden ser cenizas volantes secas de calderas de carbón convencionales, cenizas secas recolectadas en la desulfuración de gases de combustión u otros dispositivos de recolección (casas de mangas o filtros depuradores), o pueden recolectarse en sistemas de depuración húmeda produciendo una suspensión de cenizas volantes.

El uso de CCB para rellenar huecos de minas se ha considerado una oportunidad para el uso de CCB en masa. El relleno de huecos de minas subterráneas con dichos materiales tiene la capacidad de reducir el drenaje ácido de minas, reducir el riesgo de hundimiento del terreno y mitigar y monitorear la posibilidad de incendio en la mina. Si bien el uso proactivo de CCB puede eliminar o reducir la carga ambiental restante si se requiere el almacenamiento o la eliminación por separado de estos materiales que de otro modo serían "desechos", pueden ocurrir efectos secundarios adversos como la lixiviación de elementos nocivos. Por lo tanto, en el caso de su uso en el relleno de minas, por ejemplo, los posibles impactos ambientales deben evaluarse y monitorearse en el contexto de otras variables durante una fase de prueba y usarse a gran escala antes de rellenar con dichos materiales. Todavía falta información bien investigada sobre el uso práctico de CCB y sus posibles efectos ambientales y de salud, y en su uso para fines de rehabilitación de sitios mineros, las directrices y regulaciones efectivas también son factores limitantes. Las regulaciones gubernamentales en la mayoría de los países consideran a los CCB como desechos, pero no como desechos peligrosos. Sin embargo, dado el alto potencial de los CCB en una serie de roles y funciones relacionados con la rehabilitación y el cierre de minas, es necesario realizar más investigaciones prácticas y una mayor participación del gobierno.