Wastewater treatment technologies and water recycling in mining and mineral extraction processes – a literature survey

The aim of this study is to consider the possibilities in reasonable and efficient water usage and high water recycling rate in mining and mineral processing industry. Wastewater treatment technologies for different mineral industry wastewaters are described and the basic chemistry behind the processes explained. The thesis also describes the reasons for water use in mineral extraction processes, the wastes formed in the processing of ore and minerals, the common reagents used in mineral processing and the best available techniques considering mining activities. Water is widely used in mining and minerals industry: for processing and transporting of ore and waste, minerals separation, dust suppression, washing of equipment, smelter refractory cooling systems and human consumption. Both economic and environmental considerations make the recycling and re-use of water an absolute necessity. The industry has made much progress in developing close-circuit approaches that maximize water conservation, and responsible management of water is a key ingredient in ensuring that mining companies’ contribution to sustainable development is positive over the long term. Factors that have led to increasing recycle of the used process water are following: water use of the mineral processing plants may represent a large proportion of the local water resources, the production and transportation of fresh water are usually expensive and the effluents from the processing operations are potentially harmful to the environment. Common characteristic of mineral processing water is the presence of ions and chemical compounds with a high pollution potential. One of the most satisfactory ways of dealing with this problem is the total recycling of reject waters, but several technical aspects influence the extent to which recycling can be performed. The chemistry of the system could affect the process efficiency, which applies especially to flotation which is principally governed by the chemistry
Työn tavoitteena on edistää kohtuullista ja tehokasta veden käyttöä ja veden kierrätystä kaivos- ja mineraaliteollisuudessa mahdollisimman ympäristöystävällisiä ja taloudellisia menetelmiä hyödyntäen. Työssä kuvaillaan erilaisille mineraaliteollisuuden jätevesille sopivia jäteveden käsittelyteknologioita sekä käsittelyyn ja kierrätykseen liittyvää kemiaa. Työ tarkastelee myös vedenkäytön syitä mineraaliteollisuudessa, malmin ja mineraalien prosessoinnissa syntyviä jätteitä, yleisimpiä reagensseja sekä parhaita mahdollisia teknologioita kaivosteollisuudessa. Vettä käytetään kaivos- ja mineraaliteollisuudessa laajasti: malmin ja jätteen prosessointiin ja kuljetukseen, mineraalien erotukseen, pölynestoon, laitteistojen pesuun, sulattojen jäähdytysjärjestelmiin ja ihmisten käyttöön. Veden uudelleenkäyttö ja kierrätys ovat välttämättömiä niin taloudellisista kuin ympäristöllisistäkin syistä. Teollisuudenala onkin edistynyt suuresti suljetun prosessin kehittämisessä. Veden vastuullinen käsittely on avainasemassa tarkasteltaessa kaivosyritysten vaikutusta kestävään kehitykseen pitkällä aikavälillä. Lisääntyneeseen prosessiveden kierrätykseen ovat vaikuttaneet useat tekijät. Mineraalien prosessointilaitosten vedenkäyttö voi edustaa suurta osaa paikallisista vesiresursseista, makean veden tuottaminen ja kuljettaminen on yleensä kallista, ja lisäksi prosessien jätevedet ovat mahdollisesti haitallisia ympäristölle. Mineraaliteollisuuden prosessivedet sisältävät yleensä saastumista aiheuttavia ioneja ja kemiallisia yhdisteitä. Jätevesien täydellinen kierrätys on yksi parhaimpia keinoja tämän ongelman ratkaisemiseksi, mutta useat tekniset näkökulmat vaikuttavat saavutettavaan kierrätysasteeseen. Systeemin kemialliset ominaisuudet voivat vaikuttaa prosessin tehokkuuteen, mikä pätee erityisesti vaahdotukseen, jota malmin kemialliset ominaisuudet pääasiassa säätelevät. Jokaisella prosessivaiheella on tietty veden kemiallinen koostumus, jolla prosessia voidaan ongelmitta operoida. V