مقدمه
فرایند معدن کاری زیر سطحی شامل حفاری در اعماق زیاد می‌باشد. این فرایند حفاری اغلب زیر عمق جدول آب‌های زیر زمینی انجام می‌شود. جهت جلوگیری از سیلاب نیاز به حذف مداوم آب می‌باشد. هنگامی‌که فعالیت معدن‌کاری در یک مکان خاص رها شود و در صورتی‌که آب به صورت منظم زهکشی نشود، سولفات‌های فلزی در معدن در معرض آب و هوای انباشته شده قرار گرفته و این امر منجر به تشکیل حوضچه‌های اسیدی می‌شود.اثرات
وضعیت زهکشی معادن بر عناصر شیمیایی موجود در آب از طریق تغییر در سطوح پی اچ و دما تا حد زیادی تأثیر می‌گذارد. سطح پی اچ نه تنها به صفر می‌رسد، بلکه در برخی مواقع می‌تواند منفی نیز باشد. در این شرایط دماها تا بالای 47 درجه سانتی‌گراد نیز می‌تواند برسد. پی اچ منفی منجر به تبخیر آب از حوضچه‌های اسیدی شده که با افزایش غلظت یون‌های هیدروژن شرایط اسیدی افزایش می‌یابد.خاک‌های با محتوای اسیدی بالا برای رشد گیاهان مناسب نیست. زهکشی معادن که جریان‌های کوچکی را تشکیل می‌دهد، بر گیاهان و حیوانات آبزی نیز اثرات منفی خواهد گذاشت، این اثرات برخی مواقع تا آن حد زیاد است که کل جمعیت ماهی‌ها را از بین می‌برد. در صورتی‌که تخلیه‌ی این مواد درون رودخانه‌ها صورت گیرد، باعث می‌شود که بر اثر خواص خوردگی آب اسیدی آسیب‌هایی به پل‌های ساخته در این مناطق وارد گردد. این پدیده باعث می‌شود که آب برای نوشیدن نیز مناسب نباشد.
راه حل
درمان معمولاً شامل خنثی سازی محتوای اسیدی زهکشی با وارد ساختن عواملی است که باعث رسوب سولفات‌های فلزی می‌گردند. اقدامات زیر برای درمان مؤثر مشکلات مربوط به زهکشی اسیدی معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.خنثی سازی آهکی
شایع‌ترین روش مورد استفاده برای درمان زهکشی اسیدی، خنثی سازی با آهک می‌باشد. در این روش درمانی، دوغاب آهکی به مخازنی که حاوی زهکشی معدن می‌باشند، اضافه می‌شود. سطح پی اچ با این روش درمانی تا 9 افزایش می‌یابد. علاوه بر دوغاب آهکی، لجن بازیافتی نیز در مخزن موجود می‌باشد. این لجن‌ها به رسوب فلزات سمی که در پی اچ 9 نامحلول می‌باشند، کمک می‌کند. لجن به دست آمده از این روش درمانی به ظروف ته نشین کننده‌ی دوغاب فرستاده می‌شود. رسوبات فلزی از این لجن‌ها سنگین‌تر بوده و ته نشین می‌شوند، در حالی‌که آب تمیز به سمت بالا می‌آید. سپس فلزاتی که به این شیوه ته نشین شده‌اند، می‌توانند بازیافت شده و مورد استفاده‌ی مجدد قرار گیرند.رسوب سولفید فلزی
سولفیدهای آزاد مانند سدیم هیدروسولفید، هیدروژن سولفید و غیره به منظور رسوب فلزات بازی در محلول‌های اسیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بعد از این واکنش، محلول حاصل برای جدا سازی جامدات و مایعات تیمار می‌گردد. خاک‌های با محتوای اسیدی بالا برای رشد گیاهان مناسب نیستند. پساب به دست آمده بعد از جدا سازی جامدات و مایعات به منظور کاهش سولفات تیمار می‌گردد. از سولفید زیستی نیز به عنوان یک روش جایگزین به منظور رسوب فلزات استفاده می‌شود.خنثی سازی کربنات
این فرایند با افزودن تراشه‌های سنگ آهک به محل زهکشی اسیدی معدن انجام می‌شود. مواد آهکی به غیر از تراشه‌ها نیز برای خنثی سازی اسید مورد استفاده قرار می‌گیرند.از این رو، می‌توان نتیجه گرفت که زهکشی اسیدی معادن دارای اثرات مضر بر محیط زیست است و این جریانات اسیدی باید با تکنیک‌های ارائه شده در بالا تیمار گردند.
پی اچ معیاری برای اندازه گیری اسیدیته و بازی بودن یک محلول آبی است. محلول‌هایی که دارای پی اچ کمتر از 7 هستند، ماهیت اسیدی و محلول‌هایی که دارای پی اچ بیشتر از 7 هستند، ماهیت بازی دارند. پی اچ آب خالص نزدیک به 7 بوده و یک اسید قوی مانند هیدروکلریک اسید دارای سطح پی اچ نزدیک به 2 می‌باشد.
زهکشی سنگ اسیدی - مواد معدنی تولید اسید
هنگامی که مواد معدنی سولفید ، به ویژه پیریت ، با هوا و آب در تماس باشند ، آنها اکسیده می‌شوند. در این میان ، برخی از انواع باکتری‌هایی که با مواد معدنی سولفید تغذیه می‌شوند این روند اکسیداسیون را تسریع می‌کنند. زهکشی طبیعی که از این طریق ایجاد می‌شود ، تخلیه سنگ اسیدی نامیده می‌شود. خدمات زهکشی سنگ اسیدی فعالیت‌هایی است که به شناسایی پسماندهای اسیدآب ناشی از فعالیت‌های معدن یا سایر فعالیت‌های ژئوتکنیکی در پیشبرد و به حداقل رساندن خسارات به محیط طبیعی کمک می کند.چه آنها به طور خود به خود در طبیعت اتفاق بیافتند و یا در نتیجه فعالیت‌های انسانی باشند، میزان اسیدیته سنگ‌ها با تماس هوا و آب افزایش می‌یابد و این باعث می‌شود که فلزات در محیط طبیعی حل شوند و عوامل محیطی بر روی آنها تأثیر منفی بگذارد.
ترکیبات شیمیایی حاوی سولفید که با هوا و آب در تماس هستند بیشتر در محل های خاکبرداری، دامنه‌های گودال باز، انبارهای سنگ معدن و دیواره های زیرزمینی، زهکشی سنگ اسیدی ایجاد می‌کنند. این امر تأثیری منفی بر آب‌های زیرزمینی و سطحی دارد. اگر این آب‌ها به محیط زندگی برسند، مشکلات جدی زیست محیطی و اجتماعی به وجود می‌آید. به همین دلیل، همواره باید یک برنامه ارزیابی تخلیه سنگ اسیدی مناسب تهیه گردد، و لازم است متخصصین پتانسیل تولید اسید سنگ معدن را تجزیه و تحلیل کنند و از انجام تعهدات زیست محیطی بلند مدت اطمینان حاصل کنند.
به طور خلاصه باید گفت پدیده‌ی زهکشی معادن که به اختصار AMD نام گرفته است، به وسیله‌ی معدن‌کاری امروزی یا قدیمی، از اکسایش کانی‌های سولفیدی، به‌ویژه پیریت در حضور هوا، آب و باکتری‌ها به وجود می‌آید. بنابراین این آب‌ها علاوه بر میدان‌های معدنی فلزی، در میدان‌های زغال سنگی نیز تشکیل می‌شوند. محصول نهایی این واکنش شیمیایی اسید سولفوریک و هیدروکسید آهن است.
منبع: سایت بازل
