Mine waste from Ljusnarsbergsfältet in Kopparberg, Sweden, is considered to constitute a great risk for human health and the surrounding environment. Some of the waste rock consists of sulphide minerals. When sulphide minerals come into contact with dissolved oxygen and precipitation, oxidation may occur resulting in acid mine drainage (AMD) and the release of heavy metals. The purpose of this study has been to characterise the waste material and try to chemically stabilize the waste rock with a mixture of sewage sludge and calcium carbonate. The drawback of using organic matter is the risk that dissolved organic matter can act as a complexing agent for heavy metals and in this way increase their mobility. An additional study to examine this risk has therefore also been performed. The project started with a pilot study in order to identify the material fraction that was suitable for the experiment. When suitable material had been chosen, a column test was carried out for the purpose of studying the slurry’s influence on the mobility of metals along with the production of acidity. To clarify the organic material’s potential for complexation a pH-stat batch test was used. Drainage water samples, from the columns, were regularly taken during the experiment. These samples were analysed for pH, electrical conductivity, alkalinity, redox potential, dissolved organic carbon (DOC), sulphate and leaching metals. The effluent from the pH-stat-test were only analysed on a few occasions and only for metal content and change in DOC concentration. The results from the laboratory experiments showed that the waste rock from Ljusnarsberg easily leached large amounts of metals. The stabilization of the waste rock succeeded in maintaining a near neutral pH in the rock waste leachate, compared to a pH 3 leachate from untreated rock waste The average concentration of copper and zinc in the leachate from untreated waste rock exceeded 100 and 1000 mg/l respectively, while these metals were detected at concentrations around 0.1 and 1 mg/l, respectively, in the leachate from the treated wastes. Examined metals had concentrations between 40 to 4000 times lower in the leachate from treated waste rock, which implies that the stabilisation with reactive amendments succeeded. The long term effects are, however, not determined. The added sludge contributed to immobilise metals at neutral pH despite a small increase in DOC concentration. The problem with adding sludge is that if pH decreases with time there is a risk of increased metal leaching. / Gruvavfallet från Ljusnarsbergsfältet i Kopparberg anses utgöra en stor risk för människors hälsa och den omgivande miljön. En del av varpmaterialet, ofyndigt berg som blir över vid malmbrytning, utgörs av sulfidhaltigt mineral. Då varpen exponeras för luft och nederbörd sker en oxidation av sulfiderna, vilket kan ge upphov till surt lakvatten och läckage av tungmetaller. Syftet med arbetet har varit att karaktärisera varpen och försöka stabilisera den med en blandning bestående av mesakalk och avloppsslam, samt att undersöka risken med det lösta organiska materialets förmåga att komplexbinda metaller och på så vis öka deras rörlighet. Efter insamling av varpmaterial utfördes först en förstudie för att avgöra vilken fraktion av varpen som var lämplig för försöket. När lämpligt material valts ut utfördes kolonntest för att studera slam/kalk-blandningens inverkan på lakning av metaller, samt pH-statiskt skaktest för att bedöma komplexbildningspotentialen hos det organiska materialet vid olika pH värden. Från kolonnerna togs lakvattenprover kontinuerligt ut under försökets gång för analys med avseende på pH, konduktivitet, alkalinitet, redoxpotential, löst organiskt kol (DOC), sulfat och utlakade metaller. Lakvattnet från pH-stat-testet provtogs vid ett fåtal tillfällen och analyserades endast med avseende på metallhalter och förändring i DOC-halt. Resultatet från den laborativa studien visade att varpmaterialet från Ljusnarsberg lätt lakades på stora mängder metaller. Den reaktiva tillsatsen lyckades uppbringa ett neutralt pH i lakvattnet från avfallet, vilket kan jämföras med lakvattnet från den obehandlade kolonnen som låg på ett pH kring 3. Medelhalten av koppar och zink översteg under försöksperioden 100 respektive 1000 mg/l i lakvattnet från det obehandlade avfallet, medan halterna i det behandlade materialets lakvatten låg kring 0,1 respektive 1 mg/l. Av de studerade metallerna låg halterna 40-4000 gånger lägre i lakvattnet från den behandlade kolonnen, vilket innebär att slam/kalk-blandningen har haft verkan. Stabiliseringens långtidseffekt är dock okänd. Det tillsatta slammet resulterade inte i någon större ökning av DOC-halten i det pH-intervall som åstadkoms med mesakalken. Utifrån pH-stat-försöket kunde det konstateras att det tillsatta slammet bidrog till metallernas immobilisering vid neutralt pH, trots en liten ökning av DOC-halten. Om en sänkning av pH skulle ske med tidens gång föreligger dock risk för ökat metalläckage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-88825 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Höckert, Linda |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, Uppsala : Institutionen för geovetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 07 010 |
Page generated in 0.0044 seconds