مدلسازی عددی حجمهای محدود به منظور پیش بینی اکسیداسیون پیریت و گسترش آلودگی در دمپ آنومالیC شمالی معدن آهن سنگان

با توجه به سیستم پیچیده تولید پساب اسیدی در دمپهای باطله، روشهای تحلیلی قادر به در نظر گرفتن همه مکانیسم های فیزیکی و شیمیایی درگیر در فرآیند اکسیداسیون پیریت نمیباشند. در این مقاله به منظور درک کمی بهتر از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی که منجر به تولید پساب اسیدی میگردند، یک شبیه سازی عددی المان حجمی محدود انجام شده است. در این راستا بر اساس هندسه دمپ باطله آنومالی C شمالی معدن آهنسنگان، که در ۳۰۰ کیلومتری جنوب شرقی مشهد واقع شده است، یک المان حجمی محدود به طول ۵ متر در راستای قائم با تمرکز مش ۲/۵ با استفاده از نرم افزار PHEONICS که یک کد دینامیک سیالات محاسباتیاست، ساخته شد. به منظور پیش بینی مقدار پیریت باقی مانده در دمپ و چگونگی گسترش محصولات حاصلاز اکسیداسیون پیریت، معادلات دیفرانسیل حاکم بر اکسیداسیون پیریت، انتقال اکسیژن، انتقال حرارت و انتقال آلودگی حل شد. برای این منظور کدهایی به زبان نرم افزار (PIL) در زیر برنامه q۱ و به زبان برنامه نویسی فرترن در زیر برنامه GROUND نوشته شد. نتایج مدلسازی نشان میدهد که غلظت سولفات، آهن دوظرفیتی و سه ظرفیتی با افزایش عمق دمپ، افزایش مییابد به طوری که به حداکثر مقدار خود در عمق مشخصی میرسد که این عمق با گذشت زمان و در نتیجه اکسیداسیون و شستشوی بیشتر مواد سطحی دمپ افزایش مییابد. همچنین مقدار pH دمپ از مقدار اولیه ۷/۵ به حدود ۲/۲ میرسد که دلیل بر اسیدی بودن بالای پساب معدنی میباشد. نتایج این مدلسازی میتواند در جهت اتخاذ یک استراتژی مناسب برای کنترل آلودگی ناشی از اکسیداسیون پیریت در دمپ بکار گرفته شود.

کلیدواژه ها:

مدلسازی عددی ، المان حجمی محدود ، دمپ باطله ، پیریت ، معدن آهن سنگان