Technical Document Acid Mine Drainage Prediction.pdf
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1、EPA 530-R-94-036 NTIS PB94-201829 TECHNICAL DOCUMENT ACID MINE DRAINAGE PREDICTION December 1994 U.S. Environmental Protection Agency Office of Solid Waste Special Waste Branch 401 M Street, SW Washington, DC 20460 Acid Mine Drainage Prediction DISCLAIMER AND ACKNOWLEDGEMENTS This document was prepa
2、red by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA). The mention of company or product names in this document is not to be considered an endorsement by the U.S. Government or by the EPA. This technical document consists of a brief review of acid forming processes at mine sites, followed by a summa
3、ry of the current methods used to predict acid formation, selected state regulatory requirements, and case histories. This report was distributed for review to the U.S. Department of the Interiors Bureau of Mines and Bureau of Land Management, the U.S. Department of Agricultures Forest Service, the
4、Interstate Mining Compact Commission, the American Mining Congress, the Mineral Policy Center, representatives of state agencies, and public interest groups. EPA is grateful to all individuals who took the time to review this technical document. The use of the terms “extraction,“ “beneficiation,“ an
5、d “mineral processing“ in this document is not intended to classify any waste stream for the purposes of regulatory interpretation or application. Rather, these terms are used in the context of common industry terminology. Acid Mine Drainage Prediction ii TABLE OF CONTENTS Page 1. INTRODUCTION . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Oxidation of Metal Sulfides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Source of Acid and Contributing
7、 Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. ACID GENERATION PREDICTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Static Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.1Acid-Base Accounting (ABA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.2Modified Acid Base Accounting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.3British Columbia Research Initial Test (BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.4Alkaline
10、Production Potential : Sulfur Ratio (APP:S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.5 Net Acid Production Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3 Kinetic Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.1 Humidity Cell Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.2Soxhelet Extraction Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12、. . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3.3Column Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.3.4British Columbia Research Confirmation Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.3.5Batch Reactor (Sh
13、ake Flask) Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.6Field Scale Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4 Application of Test Results in Prediction Analysis . . . . . . .
14、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.4.1Some Experience With Static and Kinetic Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5 Mathematical Modeling of Acid Generation Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5.1
15、 Overview of Existing Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5.2Empirical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.5.3Deterministic Models . . . . . . . . . . . . .
16、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3. CURRENT REGULATORY REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4. CASE HISTORIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.1 Newmont Rain Facility, Elko County, NV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18、 . . . . . . . . . . . 33 4.1.1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.1.2 Waste Rock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.1.3
19、 Acid Generation Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.1.4 Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.2 Cyprus Thompson Creek, Challis, ID . .
20、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2.2 Waste Rock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2.3 Acid Generation Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2.4 Tailings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22、 . . . . . . . . . . . . 37 4.2.5 Acid Generation Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2.6 Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3 LTV S
23、teel Mining Company, The Dunka Site, Minnesota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.3.2 The Acid-Generating Duluth Complex . . . . . . .
24、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Acid Mine Drainage Prediction iii 4.3.3 Acid Rock Drainage Prediction Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.3.4 Environmental Risks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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