Характеристика фосфатних відходів гірничого комплексу «Джебель Онк» для стійкого управління навколишнім середовищем

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.278893

Ключові слова:

хвостосховища, фізико-хімічний аналіз, важкі метали, навколишнє середовище, фосфатний комплекс Джебель-Ель-Онк, родовище Кеф Есенноун в Алжирі

Анотація

Об'єктом дослідження є відходи фосфоритного виробництва – промислові відходи, що утворюються в результаті переробки фосфатної руди за допомогою різних процесів (гранулометричного розділення, прожарювання, фізико-хімічного процесу, електростатичного процесу та ін.). Ці скиди, як правило, зберігаються у спеціально побудованих відстійниках. Однак їх тривале зберігання призводить до серйозних екологічних проблем, оскільки вони містять важкі та радіоактивні метали, які впливають на довколишні громади. Вони забруднюють підземні та поверхневі води через інфільтрацію їдкого розчину, насиченого рідкісними металами. Щоб усунути ці екологічні катастрофи та вирішити ці проблеми, необхідно модернізувати скиди з комплексу «Джебель Онк» і створити додаткову вартість для національної економіки. Запуск фосфатного комплексу Джебель-Ель-Онк в провінції Тебеса відбувся в 1965 р. З того часу всі відходи, що утворюються в процесі збагачення, скидалися в прилеглу до комплексу долину без будь-якої обробки або переробки, слід зазначити, що фосфатний комплекс Джебель-Онк генерує величезну кількість фосфатного шламу (понад 4000 тонн на добу). Ці відходи відносно багаті на корисні речовини, результати хімічних аналізів показують, що ці шлами містять близько 20,2 % фосфатів (P2O5) з присутністю різних важких металів, таких як уран, кадмій, цинк, мідь, миш'як та ін. Ці метали загрожують життю місцевих жителів і впливають на рослинність, худобу в прилеглих населених районах. Однак у цій роботі систематично розглядаються мінералогічні та хімічні характеристики фосфатних шламів, відкинутих очисним комплексом Джебель-Онк, для розробки відповідного методу їх переоцінки. В нашій роботі, в цій життєздатній екологічній перспективі, ми намагаємося висвітлити використання відходів як альтернативної сировини в будівельних матеріалах. Вплив важких металів на навколишнє середовище та здоров'я визначається хімічним видом, концентрацією, біодоступністю та транспортуванням по харчових ланцюгах, якщо тільки вони не вивільняються в природу через створювані ними наслідки. Деякі елементи, такі як ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь тощо, не виконують жодної функції у підтримці балансу в організмі та становлять безпосередню небезпеку.

Біографії авторів

Rachid Salhi, National Higher School of Technology and Engineering

Postgraduate Student

Djamel Nettour, Amar Laskri National Higher School of Mines and Metallurgy (ENSMM)

Dr in Mining Engineering

Mohamed Chettibi, Laboratory of Mineral Processing and Environment «LAVAMINE»

Professor, Vice-Dean of Education

Cherif Gherbi, National Higher School of Kouba

Lecturer

Aissa Benselhoub, Environmental Research Center (C.R.E)

Associate Researcher

Stefano Bellucci, INFN Frascati National Laboratories

Senior Reasearcher

Посилання

  1. Geng, Y., Sarkis, J., Bleischwitz, R. (2019). How to globalize the circular economy. Nature, 565 (7738), 153–155. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-019-00017-z
  2. Dodson, J. R., Hunt, A. J., Parker, H. L., Yang, Y., Clark, J. H. (2012). Elemental sustainability: Towards the total recovery of scarce metals. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 51, 69–78. doi: https://doi.org/10.1016/j.cep.2011.09.008
  3. Bănăduc, D., Simić, V., Cianfaglione, K., Barinova, S., Afanasyev, S., Öktener, A. et al. (2022). Freshwater as a Sustainable Resource and Generator of Secondary Resources in the 21st Century: Stressors, Threats, Risks, Management and Protection Strategies, and Conservation Approaches. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19 (24), 16570. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph192416570
  4. Lamjahdi, A., Bouloiz, H., Gallab, M. (2021). Overall performance indicators for sustainability assessment and management in mining industry. 2021 7th International Conference on Optimization and Applications (ICOA). doi: https://doi.org/10.1109/icoa51614.2021.9442635
  5. Prasad, S., Yadav, K. K., Kumar, S., Gupta, N., Cabral-Pinto, M. M. S., Rezania, S. et al. (2021). Chromium contamination and effect on environmental health and its remediation: A sustainable approaches. Journal of Environmental Management, 285, 112174. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112174
  6. Nunes, M., Lemley, D. A., Adams, J. B. (2022). Benthic Diatom Diversity and Eutrophication in Temporarily Closed Estuaries. Estuaries and Coasts. doi: https://doi.org/10.1007/s12237-022-01126-1
  7. Zhou, W., Apkarian, R., Wang, Z. L., Joy, D. (2006). Fundamentals of Scanning Electron Microscopy (SEM). Scanning Microscopy for Nanotechnology, 1–40. doi: https://doi.org/10.1007/978-0-387-39620-0_1
  8. Sujatha, C. H., Pratheesh, V. B., Hung, Y.-T. (2012). River and lake pollution. Handbook of Environment and Waste Management, 889–928. doi: https://doi.org/10.1142/9789814327701_0020
  9. Nettour, D., Chettibi, M., Bulut, G., Benselhoub, A. (2019). Beneficiation of phosphate sludge rejected from Djebel Onk plant (Algeria). Mining of Mineral Deposits, 13 (4), 84–90. doi: https://doi.org/10.33271/mining13.04.084
  10. Hallam, L., Papasergio, A. E., Lessio, M., Veliscek-Carolan, J. (2021). Phosphate functionalised titania for heavy metal removal from acidic sulfate solutions. Journal of Colloid and Interface Science, 600, 719–728. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.05.047
  11. Nettour, D., Chettibi, M., Bouhedja, A., Bulut, G. (2018). Determination of physicochemical parameters of Djebel Onk phosphate flotation (Algeria). Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 43–49. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-4/8
  12. Boumaza, B., Kechiched, R., Chekushina, T. V. (2021). Trace metal elements in phosphate rock wastes from the Djebel Onk mining area (Tébessa, eastern Algeria): A geochemical study and environmental implications. Applied Geochemistry, 127, 104910. doi: https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2021.104910
  13. Dassamiour, M., Mezghache, H., Raji, O., Bodinier, J.-L. (2021). Depositional environment of the Kef Essennoun phosphorites (northeastern Algeria) as revealed by P2O5 modeling and sedimentary data. Arabian Journal of Geosciences, 14 (12). doi: https://doi.org/10.1007/s12517-021-07400-z
  14. Sherein, A., Rizk, M. E. (2021). Highlights on the Beneficiation Trials of the Egyptian Phosphate Ores. Journal of Engineering Sciences, 50 (1). doi: https://doi.org/10.21608/jesaun.2021.100795.1083
  15. Plašienka, D. (2019). Linkage of the Manín and Klape units with the Pieniny Klippen Belt and Central Western Carpathians: balancing the ambiguity. Geologica Carpathica, 70 (1), 35–61. doi: https://doi.org/10.2478/geoca-2019-0003
  16. Abdellali, B. (2007). Recovery and Valorisation by Flotation of Treatment Rejections to the Phosphates Case of Djebel-Onk Algeria. Journal of Applied Sciences, 7 (18), 2551–2559. doi: https://doi.org/10.3923/jas.2007.2551.2559
  17. Galindo, C., Jacques, P., Kalt, A. (2001). Photooxidation of the phenylazonaphthol AO20 on TIO2: kinetic and mechanistic investigations. Chemosphere, 45 (6-7), 997–1005. doi: https://doi.org/10.1016/s0045-6535(01)00118-7
  18. Baize, D. (1997). Total content of metallic trace elements in soils (France). References and interpretation strategies. Paris: Inra editions.
  19. Al-Hwaiti, M. S., Brumsack, H. J., Schnetger, B. (2016). Suitability assessment of phosphate mine waste water for agricultural irrigation: an example from Eshidiya Mines, South Jordan. Environmental Earth Sciences, 75 (3). doi: https://doi.org/10.1007/s12665-015-4850-4
  20. Zeghina, S. I., Bounouala, M., Chettibi, M., Benselhoub, A. (2020). Development of new composite cement based on waste rocks from Djebel Onk phosphate deposit (Tebessa-Algeria). Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 107–111. doi: https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-2/107
  21. Fomina, M., Alexander, I. J., Hillier, S., Gadd, G. M. (2004). Zinc Phosphate and Pyromorphite Solubilization by Soil Plant-Symbiotic Fungi. Geomicrobiology Journal, 21 (5), 351–366. doi: https://doi.org/10.1080/01490450490462066
  22. Rehman, K., Fatima, F., Waheed, I., Akash, M. S. H. (2017). Prevalence of exposure of heavy metals and their impact on health consequences. Journal of Cellular Biochemistry, 119 (1), 157–184. doi: https://doi.org/10.1002/jcb.26234
  23. Han, L.-J., Li, J.-S., Xue, Q., Guo, M.-Z., Wang, P., Poon, C. S. (2022). Enzymatically induced phosphate precipitation (EIPP) for stabilization/solidification (S/S) treatment of heavy metal tailings. Construction and Building Materials, 314, 125577. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125577
  24. Senhadji, Y., Escadeillas, G., Mouli, M., Khelafi, H., Benosman. (2014). Influence of natural pozzolan, silica fume and limestone fine on strength, acid resistance and microstructure of mortar. Powder Technology, 254, 314–323. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.01.046
  25. Pica, M. (2021). Treatment of Wastewaters with Zirconium Phosphate Based Materials: A Review on Efficient Systems for the Removal of Heavy Metal and Dye Water Pollutants. Molecules, 26 (8), 2392. doi: https://doi.org/10.3390/molecules26082392
  26. Mohamed, R., Taieb, D., Ben Brahim, A. (2014). Chemical and Mineralogy Characteristics of Dust Collected Near the Phosphate Mining Basin of Gafsa (South-Western of Tunisia). Journal of Environmental & Analytical Toxicology, 4 (6). doi: https://doi.org/10.4172/2161-0525.1000234
  27. Qing, S., Chen, H., Han, L., Ye, Z., Shi, L., Shu, Z. et al. (2020). Photocatalytic Activity Investigation of α-Zirconium Phosphate Nanoparticles Compositing with C3N4 under Ultraviolet Light. ACS Omega, 5 (43), 27873–27879. doi: https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03040
  28. Andresen, V. (2017). Changing the World through Good Product Stewardship. 2017 NIUIF conference. IFA. Available at: https://www.fertilizer.org/resource/changing-the-world-through-good-product-stewardship/
Characterization of phosphate wastes of Djebel Onk mining complex for a sustainable environmental management

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-15

Як цитувати

Salhi, R., Nettour, D., Chettibi, M., Gherbi, C., Benselhoub, A., & Bellucci, S. (2023). Характеристика фосфатних відходів гірничого комплексу «Джебель Онк» для стійкого управління навколишнім середовищем. Technology Audit and Production Reserves, 3(3(71), 11–19. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.278893

Номер

Том 3 № 3(71) (2023): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Rachid Salhi, Djamel Nettour, Mohamed Chettibi, Cherif Gherbi, Aissa Benselhoub, Stefano Bellucci

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.