„Qualitätskaskade” kann die Wasseraufbereitung in Bergwerken optimieren
Relativ wenig Wasser, das beim Bergbau und bei der Verarbeitung verwendet wird, muss sauber oder trinkbar sein. Daher können Bergwerke sowohl den Wasserverbrauch als auch die Aufbereitungskosten senken, wenn sie wissen, welche Wasserqualitäten wo benötigt werden.
Laut Peter Shepherd, Partner und leitender Hydrologe bei SRK Consulting, bedeutet das Streben des Bergbausektors nach ehrgeizigen Wassereinsparungszielen, dass mehr Wasser recycelt wird – so dass weniger Frischwasser beschafft werden muss. Das Recycling hat auch einen finanziellen Vorteil, da die Aufbereitung von Wasser vor der Verwendung oder Ableitung eine teure Angelegenheit ist. Shepherd betonte, dass die Aufbereitung auf ein Minimum reduziert werden kann, wenn sich die Bergwerke darüber im Klaren sind, welcher Grad an Wasserreinheit für die verschiedenen Prozesse in der Mine erforderlich ist. “Es liegt auf der Hand, dass ein Bergwerk kein Trinkwasser verwenden möchte, das mit Abraum vermischt und in ein Abraumlager gepumpt wird”, sagte Shepherd. “Der größte Teil des Grubenwassers wird in der Regel in der Prozessanlage verwendet, und diese Anwendungen kommen in der Regel mit einer viel geringeren Wasserqualität aus.“
Allerdings gibt es bestimmte Phasen der Anlage, die saubereres Wasser erfordern – zum Beispiel für das Mischen von Reagenzien und Chemikalien. Auch für die Stopfbuchsendichtungen von Pumpen wird Wasser benötigt, das wenig Sedimentpartikel enthält. Bergwerke können daher die Wiederverwendung und das Recycling ihres Wassers durch die Entwicklung einer „Wasserqualitätskaskade” optimieren, erklärte Bjanka Korb, leitende Umweltingenieurin bei SRK Consulting. Darin wird die Mindestwasserqualität festgelegt, die für jeden Prozess erforderlich ist, so dass das Wasser nicht auf ein höheres Qualitätsniveau aufbereitet wird, als es am Ort der Verwendung erforderlich ist. “Dieser Ansatz öffnet die Tür zu größeren Mengen, die wiederverwendet und recycelt werden können”, so Korb. “Die Ansammlung von Wasser im System und die daraus resultierende Einleitung von Wasser geringer Qualität in die Umwelt wird dadurch ebenfalls minimiert.“
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Bergwerk weniger auf aufbereitetes kommunales Wasser angewiesen ist und somit auch die Betriebskosten für das Bergwerk gesenkt werden können. Wenn unbehandeltes Talsperrenwasser aus einer kommunalen Quelle bezogen werden kann, könnte das Bergwerk dieses direkt in der Anlage verwenden – und nur das Wasser auf Trinkwasserniveau aufbereiten, das in Bädern, Küchen und als Trinkwasser verwendet wird.
Korb wies jedoch darauf hin, dass sich bei einer weitergehenden Wiederverwendung des Wassers die Wasserqualität innerhalb des Grubensystems so weit verschlechtern kann, dass ein regelmäßiges Eingreifen erforderlich wird. Dies ist eine Folge, die sorgfältig gesteuert werden muss. “Glücklicherweise gibt es in den meisten Regionen saisonale Niederschläge, die dazu beitragen, die Wasserqualität sauberer zu halten”, sagte sie, “aber unabhängig davon kommt es im Laufe der Zeit zu einer Anreicherung von Salzen, und die Realität sieht so aus, dass die Bergwerke in späteren Phasen der Lebensdauer des Bergwerks eine Wasseraufbereitung für das wiederverwendete Wasser in Betracht ziehen müssen.”
Die Entwicklung des Kaskadenkonzepts erfordert ein gutes Verständnis des Wasser- und Salzgleichgewichts im Gesamtsystem – einschließlich des Grubengebäudes, des Aufbereitungskreislaufs, des Absetzdamms, der Frischwasserversorgung und der aufnehmenden Wasserläufe. “Durch die Ermittlung der wichtigsten Faktoren für die Wassernutzung kann ein Bergwerk seine Recyclingbemühungen gezielter einsetzen”, so Korb. “Wenn das Wasser, das aus dem Absetzteich zurückgeführt wird, beispielsweise mit Sedimenten belastet ist oder andere Elemente enthält, die sich nicht leicht absetzen, kann es für bestimmte wichtige Anlagenprozesse nicht verwendet werden.
Um die besten Ergebnisse mit einer Wasserqualitätskaskade zu erzielen, ist eine gute Kommunikation zwischen dem Management der Verarbeitungsanlage des Bergwerks und der Absetzanlage erforderlich. Die Betriebsleiter, die die täglich benötigten Wassermengen und -qualitäten kennen, sind wichtige Akteure bei der Entscheidung, ob der Bedarf an Prozesswasser durch Rücklaufwasser aus dem Absetzteich gedeckt werden kann. Die Kommunikation ist von entscheidender Bedeutung, da der größte Teil des Grubenwassers in den Dämmen der Abraumhalden gespeichert wird. “Die Teams für die Prozessanlagen und die Abraumhalden können gemeinsam einen wichtigen Beitrag zum Management des Wasserhaushalts der Mine leisten und dazu beitragen, dass weniger Wasser von außen bezogen wird”, sagte Korb.
Shepherd wies darauf hin, dass führende Bergbauunternehmen in jüngster Zeit damit begonnen haben, spezielle Experten für das Wassermanagement zu ernennen, um sicherzustellen, dass Strategien zum sparsamen Umgang mit Wasser in der gesamten Mine umgesetzt und koordiniert werden. Dies sei ein positiver Schritt, um ein Gleichgewicht zwischen dem Bedarf einer Mine an optimaler Gewinnung in der Anlage und der Notwendigkeit, den Wasserverbrauch aus externen Quellen zu reduzieren, herzustellen.
