خلاصه مدیریتی

بیان/ شرح مسئله

به‌طور کلی واحدهای معدنی که به روش تر فعالیت می‌کنند، وابستگی قابل ‌توجهی به آب دارند و مصرف آب در آنها، جزء نهاده‌های اصلی تولید محسوب می‌شود. این مصرف، در مقیاس صنعتی و باتوجه‌به ظرفیت بالای واحدهای فراوری در شرکت‌های معدنی، در کنار محدودیت شدید منابع آبی و بحران کم‌آبی در کشور، فشار مضاعفی بر منابع آبی وارد می‌کند. از طرف دیگر در جزء «1» بند «ب» ماده (39) قانون برنامه پنج‌ساله هفتم پیشرفت کشور، به‌منظور اصلاح الگوی مصرف آب و ارتقای بهره‌وری، آمده است: «آب مورد نیاز صنایع آب‌بر، به‌جز صنایع غذایی، بهداشتی و آشامیدنی، از آب نامتعارف (ازجمله پساب و آب دریا) تأمین می‌شود». همچنین در آیین‌نامه اجرایی این جزء مشخص شده است که صنایع با مصرف بیش از سیصد هزار مترمکعب در سال، مانند معادن، جزء صنایع آب‌بر محسوب می‌شوند. در چنین شرایطی، بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان راهکاری مکمل و مؤثر اهمیت می‌یابد؛ چراکه ضمن کاهش مصرف آب تازه، به کاهش حجم باطله‌ها و ارتقای پایداری زیست‌محیطی کمک می‌کند.

نقطه‌نظرات/ یافته‌های کلیدی

برای ارزیابی وضعیت بازیابی آب در کارخانه‌های فراوری کشور، ابتدا چند ماده معدنی مهم و راهبردی شامل مس، سنگ‌آهن، آلومینیم و طلا به‌عنوان مبنای بررسی انتخاب شد. سپس از میان شرکت‌ها و مجتمع‌های فعال، تعدادی از بزرگ‌ترین واحدهای معدنی کشور برای بررسی عملکرد، انتخاب شدند. عملکرد این واحدها از نظر میزان بازیابی آب مطابق جدول 1 ارزیابی شده است.

جدول ۱. بررسی میزان بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری و میزان مصرف از منابع آب متعارف و نامتعارف در شرکت‌های معدنی کشور در سال 1403 و مقایسه عملکرد با شرکت‌های معدنی جهان

^* معدن تامبو شیلی - ^** معدن کبریزا پرو - ^*** کارخانه Serra Azul برزیل - ^**** معدن بوکسیت آلونورته برزیل

مأخذ: اطلاعات دریافتی از شرکت‌ها و مجتمع‌های مربوطه.

بعضی از صنایع مانند شرکت چادرملو و مجتمع طلای موته، مدار آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری ندارند که این باعث هدررفت بخش زیادی از آب می‌شود. همچنین تعدادی از این مجتمع‌‌ها و شرکت‌های معدنی مانند مس سرچشمه، فولاد سیرجان ایرانیان و چادرملو از منابع آب نامتعارف برای تأمین بخشی از آب تازه مصرفی استفاده می‌کنند. از طرف دیگر، مقایسه میزان بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری در شرکت‌های بزرگ معدنی کشور با شرکت‌های معدنی سایر کشورها، نشان می‌دهد که این میزان حتی با استفاده از روش‌های مشابه بازچرخانی آب، متفاوت است و در برخی موارد برای شرکت‌های داخلی به‌طور قابل توجهی کمتر است. البته باید توجه داشت این تفاوت عملکردی می‌تواند ناشی از عواملی مانند ویژگی‌های سنگ معدن، طراحی مدار فراوری، استانداردسازی عملیات آب‌گیری از باطله‌ها یا حتی تفاوت در تجهیزات و فناوری‌های مورد استفاده باشد.

همچنین در برخی از معادن کشور، پروژه‌های شیرین‌سازی و انتقال آب از خلیج ‌فارس و دریای عمان و نیز استفاده از فاضلاب‌های شهری و صنعتی تصفیه‌ شده، در دستور کار قرار گرفته ‌است؛ بااین‌حال، این راهکارها با چالش‌های جدی همچون هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری بالا (قیمت بالای آب تحویلی)، مصرف قابل ‌توجه انرژی، پیامدهای زیست‌محیطی و محدودیت‌های فنی و بهداشتی روبه‌رو شده‌اند. قیمت آب در محل تحویل برای خط‌های انتقال آب در جدول 2 آمده است.

جدول ۲. قیمت آب در محل تحویل برای خط‌های انتقال آب [10]

* قیمت آب خط اول انتقال آب از خلیج فارس به تفکیک آب‌شیرین‌کن و صنایع معدنی بر مبنای قیمت برق 700 تومان به‌ازای هر کیلووات.

** قیمت فروش آب در محل‎های تحویل در این طرح باتوجه‌به سال پایه 1403.

براین‌اساس، هرچند در قانون برنامه هفتم تأکید شده است که آب مورد نیاز صنایع‌ آب‌بر از منابع نامتعارف تأمین شود، عدم اجرای مؤثر آن‌، موجب شده است تأمین آب مورد نیاز معادن از آب‌های متعارف همچنان ادامه داشته باشد. بر همین اساس می‌توان گفت، توسعه مدارهای آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی در کشور با چالش‌های مختلفی مواجه است. در ادامه به برخی از این موارد اشاره شده است:

•                  نهاد متولی مشخصی با هدف نظارت و برنامه‌ریزی در حوزه‌های مختلف مصارف آب در صنایع معدنی کشور مانند پایش مصارف آب در بخش‌های مختلف، میزان بازچرخانی آن و... وجود ندارد. این مسئله سبب شده است آب‌گیری از باطله‌های فراوری صرفاً به‌عنوان یک موضوع زیست‌محیطی تلقی، و به‌نوعی به خود بهره‌بردار واگذار شود. این موضوع موجب شده است همچنان بخشی از آب مورد نیاز معادن از منابع متعارف تأمین شود.
•                 یکی از چالش‌های اصلی در مدیریت آب در صنایع معدنی کشور، عدم دستیابی به اطلاعات صحیح، جامع و به‌روز است. در حال حاضر نبود داده‌هایی مانند میزان مصارف و نمودار تعادل آب شرکت‌های معدنی، سبب شده است نتوان درست و به‌موقع در زمینه‌هایی مانند بهینه‌سازی مصرف، پیش‌بینی و کاهش ریسک‌هایی مانند آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و کم‌آبی برنامه‌ریزی کرد. ازسوی دیگر، اطلاعات اغلب در سازمان‌های مختلفی مانند وزارت صنعت، معدن و تجارت، وزارت نیرو، سازمان حفاظت محیط‌ زیست و شرکت‌های آب منطقه‌ای پراکنده است؛ نبود سازوکاری کارآمد برای اشتراک‌گذاری سیستماتیک و شفاف این اطلاعات، به موازی‌کاری، تکرار هزینه‌های مطالعاتی و در‌نهایت تصمیم‌گیری بر اساس داده‌های ناقص منجر می‌شود.
•                   در قانون برنامه پنج‌ساله هفتم پیشرفت، از سه روش ممکن‌ برای تأمین آب از منابع نامتعارف (شیرین‌سازی و انتقال آب دریا، استفاده از پساب و فاضلاب شهری و صنعتی، و بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی)، صرفاً بر دو روش نخست تأکید شده و روش سوم، یعنی بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی، به‌عنوان راهکار دارای اولویت و به‌صورت الزام قانونی مطرح نشده است.

پیشنهاد راهکارهای تقنینی، نظارتی یا سیاستی

در نهایت باتوجه‌به یافته‌های این گزارش، پیشنهادهایی برای مدیریت باطله‌های معدنی با تمرکز بر بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی در کشور ارائه شده‌ است:

•    تعیین نهاد متولی مشخص برای نظارت، برنامه‌ریزی و سیاستگذاری در حوزه مدیریت مصرف و ارتقای بهره‌وری آب در صنایع آب‌بر کشور (ازجمله صنایع معدنی) در اسناد بالادستی

پیشنهاد می‌شود در اسناد بالادستی (ازجمله قانون برنامه پنج‌ساله هفتم پیشرفت)، وزارت صنعت، معدن و تجارت به‌عنوان متولی نظارت بر ارتقای بهره‌وری و مدیریت آب در صنایع آب‌بر کشور (ازجمله صنایع معدنی) تعیین شود و مکلف شود با همکاری وزارت نیرو متناسب با مشخصات و ویژگی‌های هریک از این صنایع، برنامه جامع ارتقای بهره‌وری آب در صنایع آب‌بر را تدوین و بر حسن اجرای آن نظارت کند.

•    ایجاد پایگاه داده‌های آب صنایع معدنی کشور

با هدف جمع‌آوری و انتشار اطلاعات مربوط به آب در شرکت‌های معدنی کشور (میزان مصرف آب در بخش‌های مختلف، میزان آب تازه مصرفی به تفکیک منابع تأمین آن و میزان بازیابی آب) و دستیابی به نمودار تعادل آب در این شرکت‌ها، لازم است سازوکاری برای جمع‌آوری این اطلاعات توسط وزارتخانه‌های صنعت، معدن و تجارت و نیرو طراحی شود؛ به‌نحوی‌که این اطلاعات ضمن ذخیره‌سازی، قابلیت پایش و نظارت داشته باشند.

•    اضافه کردن راهکار آب‌گیری از باطله‌های کارخانه فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های تأمین آب نامتعارف در معادن در قوانین و مقررات مربوطه

باتوجه‌به محدودیت‌های کمّی منابع آبی کشور، پیشنهاد می‌شود بازیابی آب از باطله‌های کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های تأمین آب نامتعارف در معادن در آیین‌نامه اجرایی جزء «1» بند «ب» ماده (۳۹) برنامه هفتم پیشرفت به‌صورت صریح و الزام‌آور بیان شود.

1. مقدمه

آب به‌عنوان یکی از حیاتی‌ترین منابع طبیعی، نقش کلیدی در فعالیت‌های معدنی و به‌ویژه در واحدهای فراوری مواد معدنی ایفا می‌کند. به‌طور کلی واحدهای معدنی که به روش تر فعالیت می‌کنند، به‌دلیل ماهیت فرایندهایی نظیر خردایش، فلوتاسیون و جدایش، وابستگی قابل ‌توجهی به آب دارند و مصرف آب در آنها، جزء نهاده‌های اصلی تولید محسوب می‌شود. این مصرف، در مقیاس صنعتی و باتوجه‌به ظرفیت بالای واحدهای فراوری در شرکت‌های معدنی، در کنار محدودیت شدید منابع آبی و بحران کم‌آبی در کشور، فشار مضاعفی بر منابع آبی وارد می‌کند.

از طرفی با کاهش عیار ماده معدنی در معادن جهان، میزان آب بیشتری به‌ازای تولید هر تُن محصول باارزش، مصرف، و باطله بیشتری تولید می‌شود. این میزان مصرف، در مقیاس صنعتی و باتوجه‌به ظرفیت بالای واحدهای فراوری، فشار مضاعفی بر منابع آبی کشور وارد می‌کند.

ازسوی دیگر، درحال حاضر کشور با شرایط محدودیت شدید منابع آب و بحران کم‌آبی مواجه است. برداشت‌های بی‌رویه از آب‌های سطحی و زیرزمینی، تغییرات اقلیمی، کاهش بارش‌ها و رشد تقاضای بخش‌های مختلف، موجب شده است که دسترسی به آب متعارف، به یکی از اصلی‌ترین چالش‌های توسعه پایدار بدل شود. باتوجه‌به اینکه بیش از ۹۰ درصد مساحت ایران خشک یا نیمه‌خشک است، این موضوع اهمیت ویژه‌ای دارد [2-4]. در چنین شرایطی، چگونگی تأمین آب مورد نیاز صنایع معدنی، از اهمیت بالایی برخوردار است.

در جزء «1»، بند «ب» ماده (39) برنامه هفتم پنج‌ساله هفتم پیشرفت کشور تصریح شده است که تأمین آب مورد نیاز بخش معدن باید از طریق منابع آب نامتعارف صورت گیرد. در این چارچوب، استفاده از آب دریا پس از نمک‌زدایی، آب حاصل از تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی و آب حاصل از آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان گزینه‌های اصلی تأمین آب مورد نیاز معادن از آب‌های نامتعارف مطرح شده‌اند. باید توجه داشت که در عمده صنایع معدنی از روش تر برای فراوری استفاده می‌شود و به همین دلیل، باطله به‌صورت پالپ (مخلوط آب و جامد) تولید می‌شود؛ بنابراین امکان بازیابی آب و جلوگیری از هدررفت در این صنایع وجود دارد. توسعه بازیابی آب از باطله‌ها، نه‌فقط میزان برداشت از منابع آب متعارف را کاهش می‌دهد، بلکه به بهبود شاخص‌های زیست‌محیطی، کاهش حجم باطله‌ها و افزایش ایمنی سدهای باطله نیز کمک می‌کند [5].

در گزارش حاضر، به‌عنوان دومین مورد از مجموعه گزارش‌ راهکارهای مدیریت باطله‌های معدنی، به بررسی وضعیت موجود و راهبردهای بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی پرداخته شده است. در این گزارش پس از تحلیل میزان مصارف آب در برخی صنایع معدنی کشور، روش‌های معمول بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی در جهان بررسی و در ادامه وضعیت ایران در آب‌گیری از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی از منظر کارشناسی واکاوی شده است. در نهایت چالش‌های بازیابی آب از باطله‌ فراوری در کشور بیان و راهکارهایی برای اصلاح وضعیت فعلی پیشنهاد شده است.

2. بررسی وضعیت تأمین آب مصرفی معادن کشور

2-1. روش‌های تأمین آب مورد نیاز معادن

تأمین آب برای فعالیت‌های معدنی، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ملزومات توسعه پایدار این بخش، در دو دسته کلی منابع متعارف و نامتعارف تقسیم می‌شود. منابع متعارف آب‌هایی‌اند که بخشی از چرخه آب در طبیعت بوده و به‌طور مستقیم قابل استفاده‌اند؛ مانند آب‌های سطحی و زیرزمینی حاصل از بارش، جریان‌های رودخانه‌ای، چشمه‌ها و قنات‌ها. این منابع به‌دلیل سهولت دسترسی، در گذشته اصلی‌ترین منبع تأمین آب در بخش معدن بوده‌اند. بااین‌حال، ظرفیت محدود تجدیدپذیری و فشارهای فزاینده ناشی از خشک‌سالی‌ها و برداشت‌های بی‌رویه، استمرار استفاده گسترده از آنها را با چالش‌های جدی زیست‌محیطی و اجتماعی مواجه ساخته است.

منابع نامتعارف آب‌هایی‌اند که شامل آب متعارف نمی‌شوند‍؛ در واقع آب‌هایی که به‌طور مستقیم در چرخه طبیعی در دسترس قرار ندارند. با تشدید فشار بر منابع آب متعارف، ضرورت بهره‌گیری از منابع نامتعارف و جایگزین، بیش‌ازپیش احساس شده است. در همین راستا در برنامه پنج‌ساله هفتم پیشرفت، فصل هشتم، جزء «1» بند «ب» ماده (39) به‌منظور اصلاح الگوی مصرف بهینه آب و ارتقای بهره‌وری آمده است: «آب مورد نیاز صنایع آب‌بر، به‌جز صنایع غذایی، بهداشتی و آشامیدنی، از آب نامتعارف (ازجمله پساب و آب دریا) تأمین می‌شود» [6]. همچنین در آیین‌نامه اجرایی این جزء مشخص شده است که صنایع با مصرف بیش از سیصد هزار مترمکعب در سال، مانند معادن، جزء صنایع آب‌بر محسوب می‌شوند [7].

سه راهکار برای تأمین پایدار آب در معادن از منابع نامتعارف وجود دارد: شیرین‌سازی آب دریا و انتقال آن، استفاده از پساب‌ها و فاضلاب‌های شهری و صنعتی، و آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی. بدین ترتیب، رویکرد تأمین آب در بخش معدن وارد مرحله‌ای شده است که اتکای صرف به منابع آب متعارف، جای خود را به بهره‌گیری ترکیبی از فناوری‌های نوین و منابع جایگزین داده است.

2-2. میزان مصرف آب در صنایع معدنی کشور

آب به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع حیاتی نقش کلیدی در فعالیت‌های معدنی دارد. بسیاری از فرایندهای استخراج و فراوری مواد معدنی، به مصرف حجم قابل توجهی از آب وابسته‌اند. در ایران، باتوجه‌به شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک و محدودیت منابع آب شیرین، مدیریت مصرف آب در فعالیت‌های معدنی به ضرورتی اجتناب‌ناپذیر برای تداوم عملیات و پایداری محیط ‌زیست تبدیل شده است. برای ارزیابی وضعیت بازیابی آب در کارخانه‌های فراوری کشور، ابتدا چند ماده معدنی مهم و راهبردی شامل مس، سنگ‌آهن، آلومینیم و طلا به‌عنوان مبنای بررسی انتخاب و سپس از میان شرکت‌ها و مجتمع‌های فعال در حوزه فراوری این مواد، تعدادی از بزرگ‌ترین واحدهای معدنی کشور برای بررسی عملکردشان برگزیده شده‌اند. در جدول 3میزان مصرف آب در برخی از شرکت‌ها و مجتمع‌های معدنی کشور در سال‌ 1403 نشان داده شده است.

جدول 3. میزان مصارف آب در مجتمع‌های معدنی کشور در سال 1403

مأخذ: اطلاعات دریافتی از شرکت‌ها و مجتمع‌های مربوطه.

میزان خاک فراوری شده در معادن طلای موته و زرشوران به‌ترتیب 220000 و 392429 تن در سال 1403 بوده است. مصرف آب به‌ازای هر تُن خاک ورودی برای استحصال طلا در مجتمع طلای موته و شرکت گسترش معادن و صنایع معدنی طلای زرشوران به‌ترتیب برابر با 1/6 و 0/458 مترمکعب است (جدول 3). باتوجه‌به اینکه عیار طلا در معدن زرشوران (حدود ۵/۵ گرم در تن) به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از معدن موته (حدود ۲ گرم در تن) است؛ درنتیجه برای استحصال یک واحد طلا در موته باید سنگ ‌معدن بیشتری فراوری شود که به‌طور طبیعی آب بیشتری (تقریباً دوبرابر) مصرف می‌شود.

مقایسه مقادیر مصرف آب در واحد تغلیظ در مجتمع مس سرچشمه در سال 1404 نسبت به سال 1397 نشان‌دهنده افزایش 100درصدی مصرف آب در این واحد به‌ازای هر تن کنسانتره مس است (جدول 3) [8]. یکی از دلایل افزایش مصرف آب در این واحد را می‌توان کاهش عیار خاک ورودی بیان کرد که سبب می‌شود برای تولید یک تن محصول کنسانتره، خاک بیشتری برای فراوری مورد نیاز باشد و درنتیجه آب بیشتری مصرف شود. این مسئله اهمیت بازیابی آب از باطله‌ها را دوچندان می‌کند.

3.  بررسی وضعیت تأمین آب معادن از آب‌های نامتعارف (آب دریا و پساب) در کشور

همان‌گونه‌که در بخش قبل اشاره شد، به‌طور کلی تأمین آب نامتعارف برای معادن از سه طریق انجام می‌شود: شیرین‌سازی آب دریا و انتقال آن، استفاده از پساب‌ها و فاضلاب‌های شهری و صنعتی، و آب‌گیری از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی. در این بخش تلاش شده است به‌صورت کلی وضعیت فعلی استفاده از دو روش اول در معادن کشور بررسی شود.

یکی از راهکارهای اصلی برای تأمین آب مورد نیاز معادن از منابع نامتعارف، به‌ویژه در مناطق خشک و کم‌آب، شیرین‌سازی و انتقال آب دریاست. در ایران نیز به‌منظور جبران کمبود منابع آبی و پشتیبانی از فعالیت‌های معدنی و صنعتی، طرح‌های متعددی برای انتقال آب دریا به فلات مرکزی کشور طراحی شده است. در این چارچوب، 6 خط اصلی انتقال آب از سواحل جنوبی کشور پیش‌بینی شده است که تأسیسات آب‌گیری و شیرین‌سازی آنها در دو نقطه از سواحل مکران در دریای عمان و دو نقطه از سواحل خلیج فارس در استان هرمزگان جانمایی شده‌اند. آب شیرین‌سازی شده از طریق 6 سامانه مورد بحث در فاز نخست عمدتاً برای تأمین بخشی از مصارف صنعتی استان‌های هدف در نظر گرفته شده که شامل صنایع و معادن بزرگ آب‌بر مانند سنگ آهن گل‌گهر، مس سرچشمه، چادرملو، فولاد مبارکه و ذوب‌آهن و پالایشگاه اصفهان، صنایع انرژی منطقه پارسیان، مناطق ویژه اقتصادی استان فارس، معادن زغال‌سنگ طبس، سنگان خواف، پتروشیمی و فولاد مکران و نیز کارگاه‌های صنعتی است.

 در خط اول انتقال آب از خلیج فارس، سالیانه حدود ۱۳۰ میلیون مترمکعب آب به مجتمع‌های گل‌گهر، سرچشمه و چادرملو منتقل می‌شود. این خط شامل سه قطعه به طول بیش از ۸۲۰ کیلومتر و دو واحد آب‌شیرین‌کن با ظرفیت روزانه ۲۰۰ هزار مترمکعب است که از سال ۱۳۹۹ وارد مدار بهره‌برداری شده‌اند. خط دوم انتقال با ظرفیت ۲۰۰ میلیون مترمکعب در سال درحال اجراست و پروژه‌های دیگری نیز برای انتقال آب از دریای عمان به استان‌های اصفهان و شرق کشور تعریف شده‌اند که درمجموع چندصد میلیون مترمکعب آب در سال از این طریق تأمین خواهند کرد. بخش عمده‌ای از سرمایه‌گذاری صرف احداث خطوط انتقال، ایستگاه‌های پمپاژ و تأسیسات نمک‌زدایی می‌شود [10-9]. قیمت آب در محل تحویل برای خط‌های انتقال آب در جدول 4 آورده شده است.

جدول 4. قیمت آب در محل تحویل برای خط‌های انتقال آب [10]

* قیمت آب خط اول انتقال آب از خلیج فارس به تفکیک آب‌شیرین‌کن و صنایع معدنی بر مبنای قیمت برق 700 تومان به‌ازای هر کیلووات.

** قیمت فروش آب در محل‎های تحویل در این طرح باتوجه‌به سال پایه 1403.

باوجود نقش مهم این پروژه‌ها در پشتیبانی از توسعه صنعتی کشور، چالش‌های متعددی نیز درخصوص این پروژه‌ها مطرح است. فرایند اسمز معکوس برای هر مترمکعب آب بین 2/5 تا ۵ کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کند و هزینه انرژی، ۵۰ تا ۶۰ درصد از هزینه کل شیرین‌سازی را به خود اختصاص می‌دهد [9]. برآوردها نشان می‌دهد که اجرای سامانه‌های شیرین‌سازی و انتقال آب دریا با ظرفیت حدود ۹۲۰ میلیون مترمکعب در سال، نیازمند بیش از ۴,۸۰۸ هزار میلیارد ریال سرمایه‌گذاری اولیه است. براساس مطالعات انجام شده در سال 1402 به‌طور میانگین، برای هر مترمکعب آب انتقالی حدود 5/23 میلیون ریال سرمایه‌گذاری اولیه لازم است [9]. علاوه‌بر هزینه‌های سرمایه‌گذاری سنگین، بازگشت پساب شور به دریا آثار زیست‌محیطی جدی به‌ویژه در خلیج فارس دارد. همچنین بخش زیادی از تجهیزات نیز وابسته به واردات است [9]. در طرح انتقال آب از خلیج فارس در کنار تأمین آب صنایع معدنی، آب شرب شهرهای استان هرمزگان، شهرهای شمالی استان کرمان و تکمیل ظرفیت مخازن شهر یزد نیز انجام خواهد شد. در این راستا شرکت واسکو تاکنون آب شهرهای بندر خمیر، رضوان و شهر علوی در استان هرمزگان را تأمین و با اجرای انشعابات اختصاصی، شرایط تأمین آب شهرهای رفسنجان و کرمان در استان کرمان و آب شهر یزد را مهیا کرده است [11].

همچنین یکی دیگر از روش‌های تأمین آب نامتعارف برای معادن، استفاده از پساب و فاضلاب‌ تصفیه شده شهری و صنعتی است. در واقع استفاده از پساب و فاضلاب تصفیه‌ شده شهری و صنعتی یکی از راهکارهای مؤثر برای تأمین آب معادن و کاهش بحران کم‌آبی است؛ زیرا علاوه‌بر صرفه‌جویی در مصرف آب تازه، موجب کاهش وابستگی به منابع سطحی و زیرزمینی و کاهش آلودگی محیط ‌‌زیست می‌شود. هرچند اجرای این روش مستلزم سرمایه‌گذاری در احداث تصفیه‌خانه و شبکه‌های انتقال و در مواردی نیازمند تصفیه‌های تکمیلی است، نسبت به شیرین‌سازی و انتقال آب دریا مقرون‌به‌صرفه‌تر و زیست‌محیطی محسوب می‌شود. نمونه‌های موفق آن شامل تأمین ۴۳ درصد آب فولاد مبارکه اصفهان از پساب شهری است. وضعیت بهره‌برداری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری در سال ۱۴۰۳ در برخی از شرکت‌های معدنی در جدول 5 آورده شده است [10].

جدول 5. وضعیت بهره‌برداری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری در سال ۱۴۰۳ توسط برخی از شرکت‌های معدنی [10]

در ادامه این گزارش، درخصوص روش آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی، به‌عنوان سومین روش تأمین آب نامتعارف برای معادن، بررسی دقیق‌تری شده است. آب‌گیری از باطله‌های فراوری به‌عنوان گزینه مکمل می‌تواند مصرف آب تازه را کاهش دهد و در قالب رویکرد چندمنبعی، راهکاری پایدار برای تأمین آب صنایع معدنی کشور فراهم آورد [13-12].

4. بررسی وضعیت تأمین آب معادن از طریق بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی

1 -4. روش‌های بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی

در فعالیت‌های معدنی، به‌ویژه در واحدهای فراوری مواد معدنی که به روش تر فعالیت می‌کنند، مصرف آب به‌ازای تولید هر تن محصول بالاست؛ عملیاتی مانند خردایش، آسیا کردن، فلوتاسیون و جدایش سنگین نیاز به حجم بسیار بالایی از آب فرایندی دارند [1]. در واقع بخش فراوری مواد معدنی، عمده‌ترین مصرف‌کننده آب در بخش معدن است. از طرفی دیگر، اگر عملیات معدن‌کاری همراه با اصول دفع باطله‌ها نباشد، در بلندمدت آثار زیست‌محیطی زیان‌باری به‌بار می‌آورد که توسعه اقتصادی حاصل از فعالیت معدنی را دچار مشکلات زیادی می‌کند.‌ به‌همین دلیل در بسیاری از کشورها، وقتی طرحی برای کارخانه فراوری ارائه می‌شود، قوانین و ضوابط سخت‌گیرانه‌ای برای انباشت باطله‌ها و بازیابی آب از باطله فراوری در نظر گرفته می‌شود تا مسائل مختلف از جنبه‌های زیست‌محیطی و اجتماعی رعایت شوند. راهبردهای مختلفی در جهان برای مدیریت باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی معرفی و به‌کار گرفته می‌شود؛ ازجمله استفاده از هیدروسیکلون برای طبقه‌بندی باطله، آب‌گیری با تیکنر، استفاده از فیلتراسیون و انباشت باطله به‌صورت توده‌ای، روش‌های ترکیبی و به‌کارگیری روش‌های خردایش و جدایش خشک [14-16]. هیدروسیکلون برای طبقه‌بندی باطله (قبل از ورود به سد باطله)، در دو بخش ریز (سرریز) و درشت (ته‌ریز) استفاده می‌شود [14-16]. با استفاده از ذرات درشت یا ماسه، دیوارهای سد باطله و خاک‌ریزها ساخته می‌شوند. بخش ریز آن، که حاوی آب بیشتری است، به سد باطله منتقل می‌شود. معمولاً در مدیریت باطله‌ها باید از چندین مرحله هیدروسیکلون استفاده شود تا باطله بخش درشت به اندازه ماسه باکیفیت برسد؛ اما امروزه با استفاده از هیدروسیکلون دومرحله‌ای، این امر می‌تواند در یک مرحله حاصل شود ]15[. استفاده از این نوع هیدروسیکلون‌ها، بازیابی آب را در این فرایند نسبت به هیدروسیکلون‌های یک‌مرحله‌ای سنتی بهبود می‌بخشند ]16[.

روش‌های معمول آب‌گیری از مواد معدنی در شکل 1 آورده شده است. 

شکل 1. طبقه‌بندی روش‌های آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری مواد معدنی [1، 13]

در ادامه به‌طور کلی روش‌های آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی بررسی شده است. امروزه تمرکز شرکت‌های معدنی بر افزایش ظرفیت و کارایی تجهیزات برای افزایش میزان بازیابی آب از باطله‌ کارخانه فراوری است.

4-1-1. آب‌گیری از باطله با استفاده از تیکنر

به‌دلیل مصرف زیاد آب در فراوری مواد معدنی، استفاده مجدد از آن اهمیت بسیاری دارد. ته‌نشینی سریع ذرات جامد در یک مایع باعث تشکیل دو فاز کاملاً مشخص شفاف (بدون ذرات جامـد) و کدر (تجمع ذرات جامد) می‌شود. استفاده از تیکنر یکی از روش‌های معمول برای آب‌گیری در کارخانه‌های فراوری مواد معدنی توسط ته‌نشینی است. تیکنرها، تانک‌های بزرگ (قطر 200-2 متر) با عمق نسبتاً کم‌اند (7-1 متر) که آب شفاف در بالای آن و پالپ غلیظ شده در پایین جمع می‌شود. تیکنرهای مخروط عمیق برخلاف تیکنرهای معمول نسبت قطر به ارتفاع کمی دارند؛ با مصرف بالای فلوکولانت، سرعت ته‌نشینی مواد را افزایش می‌دهند تا آب سرریز در بالای تیکنر شفاف، و از طرفی به‌دلیل عمق زیاد بستر گِل در این نوع تیکنر، ته‌ریز خمیری تولید شود. به‌دلیل خمیری بودن ته‎ریز تیکنرهای مخروط عمیق، آب ورودی به سدهای باطله کاهش و بازیابی آب افزایش می‌یابد و ته‌ریز خمیری آن به‌وسیله پمپ به سدهای باطله منتقل می‌شود. از انواع دیگر تیکنر مورد استفاده برای آب‌گیری از باطله فراوری، تیکنرهای نرخ بالا و ظرفیت بالا هستند.

4-1-2. استفاده از فیلتراسیون و انباشت باطله به‌صورت توده‌ای (خشک)

در سال‌های اخیر به‌دلیل توجه فزاینده به مسئله کمبود آب، محدودیت‌های زیست‌محیطی و مدیریت سدهای باطله، سرعت پیشرفت فرایندهای آبگیری چشمگیر بوده است. نمود آن را می‌توان در ساخت دستگاه‌های فیلتراسیون و پارچه‌ فیلتر و تولید مواد شیمیایی مشاهده کرد که فرایند آبگیری را بهبود می‌بخشند ]8[. باتوجه‌به اینکه بخشی از آب به‌دلیل گرما و تبخیر قبل از رسیدن به سد باطله هدر می‌رود، بنابراین بهتر است در کارخانه و قبل از ارسال به سد باطله، آب‌گیری انجام و آب بازیابی شود. این کار را می‌توان به‌وسیله فیلتراسیون انجام داد. با استفاده از روش فیلتراسیون برای آب‌گیری از باطله‌ها می‌توان از مزایایی مانند بازیابی بخش زیادی از آب مصرفی در طی عملیات فراوری برای استفاده مجدد از آن، حمل‌و‌نقل آسان باطله‌ها بعد از فیلتراسیون به محل سد باطله، کاهش هزینه انتقال به‌دلیل حذف پمپ‌های انتقال پالپ و جایگزینی آنها با نوار نقاله یا کامیون‌ها، کاهش حجم (یا حتی حذف) سد باطله، کاهش خطرهای زیست‌محیطی ناشی از سدهای باطله و برداشت کمتر آب از منابع متعارف بهره برد ]8[. فیلتر فشاری، نواری و خلأ از انواع فیلترهای استفاده شده برای آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری محسوب می‌شوند. در بحث مدیریت باطله‌های کارخانه فراوری مواد معدنی باتوجه‌به حجم بالای باطله‌ها از فیلتر فشاری با تعداد صفحات زیاد و ظرفیت بالا استفاده می‌شود. بزرگ‌ترین فیلتر فشاری توسط شرکت دیمو فلیتراسیون ساخته شده که در معدن مس توکه‌پالا در پرو برای آب‌گیری باطله‌های معدنی نصب شده است ]16[.

4-1-3. روش‌‌های ترکیبی

روش‌های ترکیبی رویکردی هوشمندانه در مدیریت باطله‌های معدنی‌اند که با تلفیق دو یا چند فناوری آب‌گیری، در بهینه‌سازی مصرف انرژی، افزایش راندمان و کاهش هزینه‌های کلی می‌کوشند. رایج‌ترین ترکیب، استفاده از تیکنر به همراه فیلتر فشاری است که در آن تیکنر به‌عنوان مرحله اول، غلظت پالپ را به میزان قابل توجهی افزایش و حجم ورودی به فیلتر را کاهش می‌دهد. این ترکیب باعث می‌شود فیلتر فشاری با بازدهی بالاتر و مصرف انرژی کمتری کار کند و محصول نهایی با رطوبت مطلوب تولید شود. این راهکار، استفاده از تیکنر- فیلترفشاری و انباشت آنها به‌صورت خشک، در واقع بهترین روش برای مدیریت باطله‌ها و آب‌گیری آنهاست (شکل 2) ]1، 13[. در این روش ته‌ریز تیکنر، که دارای درصدی آب است، وارد بخش فیلتراسیون شده، آب فیلتر شده دوباره به کارخانه ارسال و مجدد استفاده می‌شود. در این روش به‌جای استفاده از سد باطله، از انباشت توده‌ای استفاده می‌شود که باطله‌های خشک (کیک) با استفاده از کامیون و نوار نقاله حمل می‌شوند. این روش اگرچه هزینه سرمایه‌گذاری و عملیاتی بالاتری، مانند خرید و نصب فیلتر فشاری و پارچه فیلتر و...، نسبت به آب‌گیری باطله با تیکنر دارد، درمجموع باتوجه‌به کاهش خطرهای زیست‌محیطی، هزینه سدهای باطله (تولید زهاب اسیدی، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و...) و از همه مهم‌تر مدیریت منابع آب و کاهش مصرف آن به‌صرفه‌تر است [14 و 17].

شکل 2. استفاده از تیکنر، فیلتر و حمل با نوار نقاله برای مدیریت باطله‌های معدنی [1]

همچنین ترکیب هیدروسیکلون با تیکنر نیز در برخی موارد برای جداسازی اولیه ذرات درشت و کاهش بار ورودی به تیکنر استفاده می‌شود. انتخاب نوع ترکیب به عواملی مانند ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی باطله، حجم تولید، محدودیت‌های زیست‌محیطی و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. درمجموع، روش‌های ترکیبی انعطاف‌پذیری بیشتری برای تطبیق با شرایط مختلف فراهم و امکان دستیابی به اهداف مدیریت آب با هزینه بهینه را میسر می‌کنند.

البته امروزه روش‌های جدایش و خردایش خشک در معادن به‌دلیل مزایای زیست‌‌محیطی و اقتصادی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این روش‌ها به کاهش مصرف آب و هزینه‌های عملیاتی کمک می‌کنند و همچنین در مناطقی که منابع آبی محدودند، بسیار مفید واقع می‌شوند. در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست و یکم، روش جدایش خشک مانند جیگ هوا به‌طور گسترده‌ای در صنعت زغال در جهان به‌کار گرفته شده است. همچنین از جداکننده‌ هوایی مکانیکی برای طبقه‌بندی ذرات استفاده شده است. شرکت واله برزیل بزرگ‌ترین شرکت سنگ آهن در جهان، درحال تغییر روش تولید خود از فراوری ‌تر به خشک است ]18[. همچنین ریوتینتو، بزرگ‌ترین تولیدکننده سنگ آهن استرالیا، از خردایش و سرندکنی خشک استفاده می‌کند ]19[.

4-2. بررسی مدار آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری در صنایع معدنی کشور

در ادامه گزارش، باتوجه‌به نبود پایگاه داده‌ای جامع و به‌روز درخصوص میزان مصارف آب و وضعیت آب‌گیری از باطله‌های فراوری معادن در کشور، مدار آب‌گیری و وضعیت سدهای باطله در تعدادی از معادن کشور بررسی و ارزیابی شده‌اند. شرکت‌های معدنی مانند مجتمع صنعتی و معدنی گل‌گهر سیرجان، مجتمع مس سرچشمه رفسنجان، مجتمع مس میدوک شهر بابک، مجتمع مس سونگون و معدن طلای زرشوران از این نظر آسیب‌شناسی شدند.

4-2-1. مجتمع صنعتی و معدنی گل‌گهر سیرجان

شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر دو سد باطله دارد. ارتفاع سد باطله به‌منظور ذخیره 12 میلیون مترمکعب از باطله کارخانه برابر 25 متر است [20]. جریان‌های باطله خروجی از دو کارخانه تغلیظ مگنتیت و بازیابی هماتیت این مجتمع، وارد سد باطله می‌شوند. میزان آبی که از طریق این دو کارخانه وارد سد باطله می‌شود، حدود 400 مترمکعب در هر ساعت است. بنابراین بازیابی این مقدار آب قبل از ورود به سد باطله، علاوه‌بر تأمین بخشی از آب مصرفی کارخانه‌ها، از مشکلات ذخیره‌سازی باطله‌ها به‌صورت پالپ (به‌دلیل توپوگرافی منطقه) و همچنین از خسارت‌های زیست‌‌محیطی در سد باطله نیز جلوگیری می‌کند.

ازاین‌رو در این مجتمع برای بازیابی آب در انتهای مدار هر خط، یک تیکنر برای آب‌گیری از باطله استفاده می‌شود (شکل 3). در طرح توسعه این مجتمع از فیلترهای فشاری برای آب‌گیری بیشتر از باطله استفاده خواهد شد. آب فیلتر شده به چاهک خوراک‌دهی تیکنر مرکزی بازگردانده و کیک خروجی آن با رطوبت نسبتاً کم (بین ۸ تا ۱۵ درصد) راهی سد باطله می‌شود [21].

باتوجه‌به اینکه آب مصرفی در کارخانه‌های فراوری مواد معدنی ترکیبی از آب برگشتی یا بازیافتی (حاصل از فرایند آب‌گیری) و آب جبرانی یا تازه است، هرچه میزان آب بازیافتی کم باشد، مصرف آب جبرانی بیشتر می‌شود. میزان آب بازیافتی به عملکرد فرایند آب‌گیری از باطله بستگی دارد. در این مجتمع، بازیابی آب حدود 85 درصد است که باعث می‌شود بخش زیادی از آن بازیابی و آب تازه کمتری استفاده شود [21].

شکل 3. تیکنر نرخ بالا در مجتمع صنعتی و معدنی گل‌گهر سیرجان [21]

4-2-2. مجتمع مس سرچشمه رفسنجان

سد باطله سرچشمه روی رودخانه شور رفسنجان در استان کرمان و از نوع خاکی با هسته رسی مایل احداث شده و ارتفاع آن حدود 72 متر است. در این مجتمع روزانه بیش از 220 هزار مترمکعب آب در واحد تغلیظ مصرف می‌شود. باتوجه‌به کویری بودن استان کرمان، آب نقش حیاتی در روند تولید دارد. بنابراین درصورت پایین بودن عملکرد تیکنرهای باطله، کارخانه تغلیظ باید ظرفیت را کاهش دهد یا حتی عملیات را متوقف کند. ازاین‌رو هر تغییری برای افزایش بازیابی آب در تیکنرها بسیار مهم و حیاتی است.

مجتمع مس سرچشمه دارای پنج تیکنر برای آب‌گیری از باطله است که درصد جامد جریان ورودی به این تیکنرها به‌طور متوسط 27 درصد (حاوی 10,544 مترمکعب بر ساعت آب) است. با استفاده از تیکنر، 40 تا 45 درصد از آب موجود در باطله (حدود 5,000 مترمکعب بر ساعت) بازیابی می‌شود. بعد از آن ته‌ریز تیکنر معمولی به‌منظور آب‌گیری بیشتر به تیکنرهای مخروط عمیق (خمیری) منتقل می‌شود [22]. آب سرریز تیکنرها نیز از طریق لوله‌ به‌صورت ثقلی وارد مخزن آب برگشتی، و مجدداً به مدار برگشت داده می‌شوند و پس از آن باطله وارد سد می‌شود [23]. به‌طور خلاصه با استفاده از تیکنرهای باطله در این مجتمع، 40 تا 45 درصد از آب موجود در باطله بازیابی می‌شود و با استفاده از تیکنرهای مخروط عمیق، بازیابی آب به حدود 67 درصد می‌رسد [22]. لذا حدود 33 درصد آب موجود در باطله (ته‌ریز خمیری تیکنر مخروط عمیق) وارد سد باطله می‌شود [23]. بعد از ته‌نشینی ذرات جامد در سد باطله، حدود ۱۸ درصد از آب موجود در سد رسوب‌گیر باطله، بازیابی و به کارخانه پمپاژ می‌شود و 15 درصد دیگر نیز از طریق تبخیر، محبوس در بین باطله‌ها و... از دست می‌رود. گفتنی است بسته به شرایط این مقدار متفاوت است؛ برای مثال، در سال 1403 سهم انتقال آب از سد رسوب‌گیر باطله در این مجتمع صفر بوده است.

4-2-3. مجتمع مس میدوک شهر بابک 

مجتمع مس میدوک متشکل از واحدهای معدن، کارخانه تغلیظ و سد باطله (رسوب‌گیر و آبگیر) است (شکل 4، الف). مواد جامد ریزدانه موجود در پالپ خروجی کارخانه تغلیظ، در محل سد رسوب‌گیر ته‌نشین و آب باقیمانده در محل سد آبگیر ذخیره می‌شود. از اهداف ساخت سد رسوب‌گیر، ذخیره رسوب حاصل از فرایند تغلیظ به‌منظور ممانعت از انتشار آلودگی‌های زیست‌محیطی و مدیریت منابع آب مصرفی در کارخانه تغلیظ بوده است. آب ذخیره شده در سد آبگیر به‌وسیله لوله‌های شناور به حوضچه‌ای که زیر این سد قرار دارد انتقال می‌یابد و از آنجا به کارخانه فراوری برگشت داده می‌شود [24]. 

شکل 4. الف) سد آبگیر (قرمز) و رسوب‌گیر (زرد)، ب) تیکنرهای مخروط عمیق مس میدوک [25]

در مجتمع مس شهر بابک، به‌منظور بازیابی آب از باطله کارخانه پرعیارکنی از چهار تیکنر مخروط عمیق استفاده می‌شود (شکل 4، ب). مهم‌ترین دلیل به‌کارگیری تیکنرهای مخروط عمیق در این مجتمع، قابلیت این تیکنرها در افزایش بازیابی آب و همچنین توپوگرافی مناسب منطقه برای انتقال ته‌ریز تیکنرها به محل سد باطله بدون استفاده از پمپ است [24]. بازیابی آب از باطله کارخانه فراوری در این مجتمع، 63 درصد است و حداقل 37 درصد از آب موجود به سد باطله منتقل می‌شود [26]. در ادامه نیز 20 درصد از سد آبگیر باطله به کارخانه پمپاژ می‌شود که درمجموع بازیابی آب، 83 درصد است.

4-2-4. مجتمع مس سونگون

معدن مس سونگون و کارخانه فراوری آن در استان آذربایجان شرقی به فاصله ۱۳۰کیلومتری از شهر تبریز واقع شده است. سد باطله مجتمع مس سونگون و تأسیسات وابسته، در زمینی به وسعت 1400 هکتار و در نزدیکی معدن واقع شده است. این سد باطله از نوع سنگ‌ریزه‌ای با هسته رسی است. در این مجتمع، با استفاده از تیکنر معمولی، آب‌گیری از باطله انجام می‌شود. سرریز تیکنر به‌سمت مخازن آب برگشتی منتقل و ته‌ریز آن به سد باطله پمپ می‌شود. باطله ورودی حاوی حدود ۷۰ درصد آب است که در ته‌ریز تیکنر به 30 درصد کاهش می‌یابد. در این مجتمع با استفاده از تیکنر، 45-40 درصد آب موجود در باطله کارخانه فراوری بازیابی می‌شود [27]. علاوه‌بر این حدود 45 درصد از سد باطله به کارخانه پمپاژ می‌شود که درنهایت بازیابی آب در این مجتمع به حدود 90 درصد می‌رسد.

4-2-5. معدن طلای زرشوران

معدن طلای زرشوران به‌عنوان بزرگ‌ترین معدن طلای ایران در 35کیلومتری شهرستان تکاب در استان آذربایجان غربی واقع شده است. سد باطله شرکت طلای زرشوران با ارتفاع ۲۵ متر و ۲۶۵ متر طول تاج، دو برج آبگیر به ارتفاع ۱۰ متر و ایستگاه پمپاژ با توان روزانه 4,800 مترمکعب دارد.

در کارخانه فراوری طلای زرشوران، پس از عملیات سنگ‌شکنی و آسیاکنی، استحصال طلا به روش سیانوراسیون انجام می‌شود. باطله فرایند سیانوراسیون با درصد جامد وزنی 28 تا 33 درصد به واحد آب‌گیری منتقل می‌شود. تجهیزات آب‌گیری مورد استفاده در این واحد عبارت از هشت سری فیلتر فشاری است که ظرفیت هریک از آنها برابر 75 مترمکعب پالپ در ساعت است. کیک فیلتر با رطوبت 28 درصد به‌عنوان باطله نهایی با کامیون به سد باطله انتقال می‌یابد. در این معدن با استفاده از فیلتر فشاری 73 تا 75 درصد آب موجود در باطله بازیابی می‌شود [28].

در ادامه در جدول 6، درصد بازیابی آب از باطله‌های کارخانه‌های فراوری و میزان بازچرخانی آب از سد رسوب‌گیر باطله، میزان آب تازه مصرفی و منابع تأمین آن در برخی صنایع معدنی در سال 1403 (دوازده ماه) نشان داده شده است.

جدول 6. میزان بازیابی آب از باطله‌ها و میزان آب تازه مصرفی در معادن مختلف در سال 1403

* استفاده از آب چاه خاتون‌آباد (12,194,000 مترمکعب) و تصفیه آب رودخانه شور (5,126,000 مترمکعب) در مجتمع سرچشمه به‌عنوان بخشی از آب تازه مصرفی.

** اطلاعات مربوط به مصرف خطوط تولید در هفت ماه است. در معدن چادرملو 265,792 مترمکعب آب در سال از سد باطله بازچرخانی می‌شود.

مأخذ: اطلاعات دریافتی از شرکت‌ها و مجتمع‌های مربوطه.

از این معادن فقط ‌شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر، مجتمع مس سرچشمه و شرکت فولاد سیرجان ایرانیان، بیشترین تنوع در سبد تأمین آب تازه مصرفی خود، یعنی از آب خلیج فارس و تصفیه فاضلاب‌ها، دارند؛ منابع تأمین آب تازه در دیگر معادن، متکی به استفاده از آب‌های متعارف است که برخلاف تأکید قانون برنامه هفتم مبنی‌بر استفاده معادن از آب نامتعارف است.

سه معدن مس بزرگ ایران (سرچشمه، سونگون و شهر بابک) الگوهای متفاوتی در مصرف و بازیابی آب دارند (جدول 4). مجتمع مس سرچشمه سالیانه بیش از 37 میلیون مترمکعب آب تازه مصرف می‌کند. همچنین، سرچشمه از منابع جایگزین مانند آب دریا از خلیج فارس (حدود 20 میلیون مترمکعب) و آب تصفیه ‌شده فاضلاب‌های شهری و صنعتی (170 هزار مترمکعب) در طول سال نیز بهره می‌گیرد. این تنوع منابع نشان‌دهنده فشار بالای تقاضای آب در این معدن و تلاش برای کاهش وابستگی به آب شیرین (متعارف) است. نمودار تعادل آب در سه واحد مجتمع مس ‌سرچشمه (تغلیظ، لیچینگ و پالایشگاه) در شکل 5 نشان داده شده است. میزان آب مصرفی در این سه واحد در سال 1403، بیش از 114 میلیون مترمکعب است که 77 میلیون مترمکعب آن بازیابی می‌شود و حدود 37 میلیون مترمکعب در سال به‌صورت تبخیر یا آب محبوس در باطله‌ها هدر می‌رود. منابع تأمین آب تازه یا جبرانی در مجتمع مس سرچشمه، از محل آب چاه خاتون‌آباد، رودخانه شور، تصفیه فاضلاب شهری و آب خلیج فارس است؛ به‌نحوی‌که سهم استفاده از منابع آب‌های متعارف و غیرمتعارف تقریباً برابر است. در سال 1403 در این مجتمع، از تیکنر‌های باطله و مخروط عمیق به‌ترتیب 13 و 64 میلیون مترمکعب آب بازیابی می‌شود و میزان آب بازچرخانی ‌شده از سد رسوب‌گیر باطله مجتمع در این سال، صفر بوده است. 

شکل 5. نمودار تعادل آب در سه واحد مجتمع ‌سرچشمه (تغلیظ، لیچینگ و پالایشگاه) در سال 1403 (میلیون مترمکعب) [29]

با‌توجه‌به اینکه در فراوری طلا، آب بیشتری نسبت به سایر عناصر مصرف می‌شود، شرکت گسترش معادن و صنایع معدنی طلای زرشوران با به‌کارگیری مدار آب‌گیری از باطله‌ها، موفق شده است مصرف آب تازه خود را تا حد چشم‌گیری کاهش دهد.

در شرکت‌ معدنی سنگ‌آهن چادرملو، به‌دلیل نداشتن مدار آب‌گیری از باطله‌ها، مدیریت آب با چالش جدی مواجه است. در این واحدها، باطله‌های کارخانه فراوری بدون آب‌گیری، در سد باطله رها می‌شوند و فقط بخش ناچیزی از آب موجود در باطله بعد از ته‌نشینی، از سد رسوب‌گیر باطله بازچرخانی می‌شود. این رویکرد نه‌فقط به اتلاف شدید منابع آبی ارزشمند در مناطق خشک کشور منجر می‌شود، بلکه وابستگی صنعت به منابع آب تازه را افزایش می‌دهد و خطر آلودگی محیط ‌‌زیست را بالا می‌برد.

4-3. مقایسه عملکرد مدار آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری در ایران و جهان

همان‌طورکه بیان شد، شرکت‌های معدنی با هدف کاهش مصرف آب تازه و مدیریت پایدار باطله‌های معدنی، به استفاده از روش‌های مختلف آب‌گیری از باطله‌های معدنی روی آورده‌اند. در جدول 7 میزان بازیابی آب از باطله کارخانه فراوری معادن در ایران و جهان آمده است.

جدول 7. مقایسه عملکرد شرکت‌های معدنی‌ ایران و جهان در زمینه آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری [22، 26، 30-33]

باتوجه‌به مصرف بالای آب در فراوری مواد معدنی، به‌ویژه طلا که خود می‌تواند منابع آبی مناطق معدنی را تحت فشار قرار دهد، بازیابی و بازچرخانی آب از باطله‌های کارخانه‌های فراوری نه‌فقط مزیت اقتصادی، بلکه ضرورت زیست‌محیطی است. در این زمینه، عملکرد معادن طلای مختلف در زمینه بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری، حتی با به‌کارگیری روش‌ مشابه (تیکنر-فیلتر فشاری) متفاوت است (جدول 7). برای مثال، بازیابی آب در کارخانه فراوری طلای زرشوران 75 درصد است، اما معادن دیگری در دنیا مانند معدن تامبو شیلی و CMH در پرو با استفاده از همین روش‌ آب‌گیری، بازیابی آب بالاتری بین 85 تا 87 درصد گزارش کرده‌اند. در نقطه مقابل، معدن طلای موته در حال حاضر فاقد سیستم بازیابی آب از باطله است و آب استفاده ‌شده به‌طور مستقیم و بدون آب‌گیری به سد باطله منتقل و بخش اندکی از آب مصرفی (حدود 10 درصد) از سد باطله بازچرخانی می‌شود. بااین‌حال، براساس برنامه‌ریزی‌های انجام‌ شده در این معدن، مقرر شده است با اجرا و تکمیل مدار آب‌گیری، حدود ۷۰ درصد از آب مصرفی، بازیابی و به چرخه فراوری بازگردانده شود.

استفاده از تیکنر مخروط عمیق روشی رایج برای آب‌گیری باطله‌ها و بازیابی آب است. در جدول 7 درصد بازیابی آب در برخی از معادن مس ایران و جهان، که از روش تیکنر مخروط عمیق برای آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری استفاده می‌کنند، آورده شده است. با اینکه این معادن از روشی مشابه برای آب‌گیری استفاده می‌کنند، به نتایج متفاوتی در نرخ بازیابی آب دست یافته‌اند (جدول 7).

برای مثال، در معدن زیرزمینی کبریزا در پرو، میزان بازیابی آب 77 درصد اعلام شده است. یکی از دلایل بالا بودن میزان بازیابی آب در این معدن، طراحی متفاوت مدار آب‌گیری از باطله‌های آن است. در این معدن، ابتدا باطله‌ها با استفاده از هیدروسیکلون طبقه‌بندی می‌شوند. باطله‌های درشت برای پر کردن معادن زیرزمینی استفاده و باطله‌های ریز با استفاده از تیکنر مخروط عمیق، آب‌گیری و در سد باطله ذخیره می‌شوند؛ همین طبقه‌بندی ابتدای باطله، مانع از هدررفت آب می‌شود.

در مناطق خشک همچون سرچشمه و شهر بابک در استان کرمان، که آب به‌عنوان محدودیت استراتژیک عملیات را تحت تأثیر قرار می‌دهد، دستیابی به حداکثر ظرفیت سیستم‌های آب‌گیری موجود ضرورتی مطلق است؛ بااین‌حال، مشاهده می‌شود که عملکرد عملی این سیستم‌ها در معادن مختلف متفاوت است. البته باید این نکته را بیان کرد که هر یک درصد افزایش بازیابی آب از باطله، باتوجه‌به حجم بالای مصرف آب در معادن، قابل توجه است. برای مثال یک درصد بازیابی آب در مجتمع مس سرچشمه برابر با صرفه‌جویی بیش از 1/14 میلیون مترمکعب آب در سال است.

این اختلاف عملکردی در میزان بازیابی آب ریشه در عواملی مانند مشخصات سنگ معدن، اجرایی نشدن برنامه‌های نگهداشت و تعمیر منظم، نبود استانداردهای عملیاتی یکسان برای بهینه‌سازی پارامترهای کلیدی (نظیر دوز و نحوه آماده‌سازی فلوکولانت) در عملیات آب‌گیری از باطله‌ها و فقدان پایش مستمر و دقیق دارد. به‌عنوان مثال، در مجتمع مس شهر بابک، از چهار تیکنر مخروط عمیق برای بازیابی آب استفاده می‌شود. در تابستان سال 1390، این کارخانه با مشکلی جدی در تأمین آب کارخانه مواجه شد. بررسی‌‌ها نشان داده است که مشکل از عملکرد تیکنرها بوده است. در زمان طراحی، پیش‌بینی شده بود که درصد جامد ته‌ریز (خروجی زیر) این تیکنرها به ۶۳ درصد برسد؛ اما در عمل، این عدد فقط بین ۳۹ تا ۵۷ درصد بوده است. برای حل این مشکل، یک عملیات استانداردسازی انجام شده [25] که با بهینه‌سازی و اصلاح سیستم ساخت و توزیع فلوکولانت و راه‌اندازی تجهیزات کنترلی تیکنرها، بازیابی آب از 67 درصد در زمان راه‌اندازی تیکنرها به 73 درصد بعد از اعمال تغییرات افزایش پیدا کرده است. این میزان معادل کاهش مصرف ماهیانه آب به میزان 53,000 مترمکعب بوده و موجب شده است مشکل کم‌آبی کارخانه برطرف شود.

بنابراین حرکت به‌سمت مدیریت فعال و یکپارچه آب در معادن، نیازمند بهینه‌سازی کامل فرایندهای موجود از طریق استانداردسازی و کنترل دقیق برای بازیابی آب بیشتر و نهادینه کردن فرهنگ صرفه‌جویی و مسئولیت‌پذیری در قبال آب در تمام بخش‌هاست. در واقع، پاسخ به چالش کم‌آبی، فقط با خرید تجهیزات و به‌کارگیری فناوری مدرن حاصل نمی‌شود، بلکه از طریق ارتقای مستمر نحوه به‌کارگیری، نگهداری و یکپارچه‌سازی آنها در کانون برنامه‌ریزی معدن محقق می‌شود.

 5. چالش‌های توسعه مدارهای آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی در کشور

باتوجه‌به مصرف بالای آب در معادن کشور و محدودیت منابع آبی در اقلیم خشک و نیمه‌خشک ایران، یافتن راهکارهای پایدار برای تأمین و مدیریت این منبع حیاتی امری اجتناب‌ناپذیر است. یکی از مهم‌ترین گزینه‌ها در این زمینه، بازیابی آب از باطله‌های کارخانه‌های فراوری مواد معدنی است که می‌تواند نقش چشمگیری در تأمین آب در معادن ایفا کند. بااین‌حال، در برخی از معادن کشور نرخ بازیابی آب بسیار پایین است و هدررفت آب در این بخش به‌طور قابل توجهی بالاست. ازاین‌رو، بررسی موانع و چالش‌های موجود برای بازیابی آب از باطله‌ها در شرکت‌های معدنی، به‌ویژه در کارخانه‌هایی که به روش تر فراوری می‌کنند، ضرورت ویژه‌ای دارد. در ادامه، به واکاوی این موانع پرداخته شده است.

5-1. فقدان پایگاه اطلاعاتی جامع و به‌روز از مصارف آب در صنایع معدنی کشور

مدیریت مؤثر مصرف آب در هر مجتمع معدنی به سه بخش ردیابی دقیق مصارف در واحدها، بیشینه‌سازی بازیابی آب از باطله‌ها و بهینه‌سازی نسبت آب تازه به آب مصرفی وابسته است. این داده‌ها در کنار هم، نمودار تعادل آب مجتمع را تشکیل می‌دهند و نقشه راهی برای مصرف پایدار این منبع حیاتی است. ردیابی میزان آب مصرفی در هر بخش از مجتمع (مانند خردایش، شناورسازی، لیچینگ و...) اولین گام است. این داده‌ها نقاط پرمصرف را شناسایی و امکان مقایسه عملکرد با استانداردهای صنعتی را فراهم می‌کنند. مدیریت آب در معدن، فراتر از کاهش مصرف، به‌معنای مدیریت هوشمند یک چرخه بسته آبی است.

اما یکی از چالش‌های اصلی در مدیریت آب در شرکت‌های معدنی کشور، عدم دستیابی به اطلاعات صحیح، جامع و به‌روز است. اطلاعات دقیق از میزان مصرف و بازیابی آب و مقدار باطله‌های تولیدی، امکان تصمیم‌گیری آگاهانه و برنامه‌ریزی در این زمینه را فراهم می‌آورد. در حال حاضر به‌دلیل نبود داده‌هایی مانند میزان مصارف و اطلاعات تعادل آب شرکت معدنی، نمی‌توان درست و به‌موقع در زمینه‌هایی مانند بهینه‌سازی مصرف، پیش‌بینی و کاهش ریسک‌هایی مانند آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و کم‌آبی کاری برنامه‌ریزی کرد. نبود اطلاعات جامع و به‌روز اغلب ریشه در دو مشکل دارد:

1. نبود دسترسی به داده‌های قابل اعتماد و به‌روز:  دسترسی به اطلاعات جامع و به‎روز از میزان مصارف، بازیابی آب به تفکیک واحدهای مختلف وجود ندارد و این اطلاعات معمولاً پراکنده و تأیید نشده است. در این صورت نداشتن تصویر دقیقی از میزان مصارف، امکان برنامه‌ریزی برای مدیریت آب و نظارت و پایش آن وجود ندارد.

2. نبود همکاری لازم و عدم اشتراک‌گذاری اطلاعات بین سازمان‌های ذی‌ربط: اطلاعات اغلب در سازمان‌های مختلفی مانند وزارت صنعت، معدن و تجارت، وزارت نیرو، سازمان حفاظت محیط زیست و شرکت‌های آب منطقه‌ای پراکنده است؛ نبود سازوکاری کارآمد برای اشتراک‌گذاری سیستماتیک و شفاف این اطلاعات، به موازی‌کاری، تکرار هزینه‌های مطالعاتی و در نهایت تصمیم‌گیری براساس داده‌های ناقص منجر می‌شود. این جزیره‌ای عمل کردن سازمان‌ها، چالش مدیریت آب را پیچیده‌تر می‌سازد.

بنابراین، حل چالش اطلاعات، نیازمند ایجاد یک سامانه از داده‌های آب معادن است که قابلیت پایش داشته باشد. این امر مستلزم تعریف استانداردهای جمع‌آوری داده، تصویب قوانین شفاف برای اشتراک‌گذاری اجباری و دوسویه اطلاعات بین دستگاه‌های دولتی و بخش خصوصی و سرمایه‌گذاری در پایش مستمر و جمع‌آوری داده است. فقط از این طریق می‌توان دانش لازم برای حفاظت از این سرمایه حیاتی را در کنار توسعه مسئولانه صنایع معدنی فراهم آورد.

5-۲. فقدان نهاد متولی مشخص و قوانین و مقررات لازم در زمینه برنامه‌ریزی، سیاستگذاری و نظارت بر ارتقای بهره‌وری آب در صنایع معدنی

علاوه‌بر نبود اطلاعات به‌روز و جامع، نهاد متولی واحدی با هدف نظارت و برنامه‌ریزی در حوزه‌های مختلف مصارف آب در صنایع معدنی کشور مانند پایش مصارف آب در بخش‌های مختلف، میزان بازچرخانی آن و نحوه تأمین آب تازه و... وجود ندارد. در ابتدای شروع کار معادن، میزان آب مورد نیاز توسط بهره‌بردار به سازمان آب منطقه‌ای به‌عنوان متولی تأمین آب معادن هر استان داده می‌شود. این میزان آب درخواستی توسط سازمان آب منطقه‌ای بررسی و آب به معادن تخصیص داده می‌شود. اما در ادامه هیچ‌گونه نظارت و پایشی درخصوص اینکه در این صنایع، آب چگونه مصرف و چه میزان بازیابی می‌شود، وجود ندارد؛ در واقع نهادی به‌صورت عملیاتی در زمینه ارتقای بهره‌وری آب در معادن وجود ندارد و این امر به‌نوعی به خود بهره‌بردار واگذار می‌شود. در حال حاضر مهم‌ترین عاملی که برای حرکت واحدهای معدنی به‌سمت ارتقای بهره‌وری آب استفاده شده است، افزایش هزینه فروش آب متعارف به این واحدهاست؛ به‌نحوی‌که بهره‌برداران این واحدها به خرید و استفاده از آب دریافتی از خلیج‌ فارس تشویق شوند. بااین‌حال، این اقدام به‌تنهایی نمی‌تواند خلأ سیاستگذاری در حوزه بهره‌وری مصرف آب در معادن را پر کند؛ چراکه لزوماً افزایش تأمین آب (به‌ویژه در معادن بزرگ) از طریق شیرین‌سازی آب دریا در مقایسه با نظارت مؤثر و برنامه‌ریزی هدفمند برای افزایش بازچرخانی آب در معادن، برای کشور از صرفه اقتصادی بالاتری برخوردار نیست. به بیان دیگر، به‌نظر می‌رسد همچنان بازچرخانی و استفاده بهینه از آب در معادن و صنایع معدنی کشور، درصورت برخورداری از برنامه‌ریزی دقیق و سازوکارهای نظارتی مناسب، باید به‌عنوان اولویت‌دارترین گزینه در مدیریت و تأمین منابع آبی مورد نیاز این بخش، مدنظر قرار گیرد.

از طرفی در حال حاضر، در نظام قانونی و مقرراتی کشور، الزامات صریحی برای بازیابی آب از باطله‌ها در کارخانه‌های فراوری معادن توسط بهره‌برداران وجود ندارد. این خلأ قانونی، موجب شده است که موضوع بازیابی آب در بسیاری از معادن به‌عنوان یک الزام فنی یا زیست‌محیطی با درجه اهمیت پایین‌تری مورد توجه قرار گیرد و غالباً در قالب توصیه‌ها یا الزامات کلی و عمومی ارزیابی پیامدهای زیست‌محیطی مطرح شود. معمولاً اگر مشکل تأمین آب از منابع متعارف، مرتفع نشود، به‌عنوان آخرین گزینه، بهره‌بردار به سراغ بازیابی آب از باطله‌های معدنی می‌رود؛ مانند مجتمع مس شهر بابک [25]. این وضعیت در تضاد آشکار با رویکرد کشورهای توسعه‌یافته مانند چین است [34] که در آنها بازیابی آب به‌عنوان یکی از پیش‌شرط‌های صدور یا تمدید مجوز بهره‌برداری معادن لحاظ شده است و نهادهای نظارتی از طریق سازوکارهای قانونی، به پایش و تضمین تحقق درصد مشخصی از بازیابی آب در فرایندهای معدنی ملزم‌اند. به‌عنوان مثال در جدول 8 در استاندارد تخلیه آب باطله یکپارچه شده از قوانین ملی کشور چین، حداکثر میزان مجاز تخلیه یا حداقل درصد بازیابی آب در بخش‌های مختلف صنعت معدن بیان شده است [35].

جدول 8. حداکثر میزان مجاز تخلیه یا حداقل درصد بازیابی آب در بخش‌های مختلف صنعت و معدن در کشور چین [35]

پیامد عملی نبود الزامات و نظارت دقیق و همچنین نبود نهاد متولی انجام بهره‌وری آب در معادن کشور، آن است که برخی از مجتمع‌های معدنی حتی از ظرفیت کامل مدار آب‌گیری موجود خود نیز استفاده نمی‌کنند. مقایسه عملکرد این واحدها با معادنی که رویکرد مسئولانه‌تری دارند، به‌وضوح نشان‌دهنده عملکرد ضعیف و افت بهره‌وری در این حوزه است.

 به همین دلیل، ضرورت دارد که در بازنگری قوانین و مقررات کشور، چارچوب‌های قانونی مشخص، الزامات کمّی و شاخص‌های سنجش عملکرد در زمینه بازیابی آب از باطله‌های معدنی (مانند میزان محتوی آب باطله ورودی به سد باطله و درصد بازیابی آب نسبت به مصرف کل در مدار) تعریف و تصویب شود و توسط نهادی متولی، که در بالا بیان شد، بررسی و پایش شود تا همگام با استانداردهای بین‌المللی، بهره‌برداری پایدار و حفاظت مؤثر از منابع آبی در معادن تحقق یابد.

5-3. عدم تأکید بر آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از راهکارهای تأمین آب معادن از منابع نامتعارف در اسناد بالادستی

همان‌طورکه بیان شد، طبق جزء «1»، بند «ب» ماده (39) برنامه هفتم توسعه، صنایع آب‌بر به استفاده از منابع آب نامتعارف موظف شده‌اند. ازآنجایی‌که بخش معدن و صنایع معدنی در ردیف صنایع آب‌بر قرار می‌گیرند، این قانون شامل آنها نیز می‌شود. در اسناد بالادستی مانند قانون برنامه هفتم، از سه روش‌ برای تأمین آب از منابع نامتعارف (شیرین‌سازی و انتقال آب دریا، استفاده از پساب و فاضلاب شهری و صنعتی، و بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی)، به‌صراحت دو روشِ نخست بیان شده و از روش سوم، یعنی بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یک روشِ دارای اولویت، اشاره صریح و الزام‌آوری به این راهکار نشده است.

البته هیچ‌یک از این سه راهکار به‌تنهایی پاسخ‌گوی نیاز آبی همه معادن کشور نیست، بلکه بسته به موقعیت جغرافیایی، نوع معدن، دسترسی به زیرساخت‌های موجود و وضعیت اقتصادی پروژه، استفاده ترکیبی از این روش‌ها می‌تواند راه‌حلی پایدار و بهینه برای تأمین آب در بخش معدن فراهم سازد. بااین‌حال، سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین آب‌گیری از باطله‌های فراوری، به‌عنوان روشی کم‌هزینه، درون‌سازمانی و سازگار با محیط‌ زیست، باید در اولویت سیاستگذاری‌های آبی در حوزه معدن قرار گیرد.

6. جمع‌بندی و پیشنهادها

در فعالیت‌های معدنی به‌ویژه در واحدهای فراوری مواد معدنی که به روش تر فعالیت می‌کنند، آب جزء نهاده‌های اصلی تولید محسوب می‌شود [1]. این میزان مصرف، در مقیاس صنعتی و باتوجه‌به ظرفیت بالای واحدهای فراوری در معادن، فشار مضاعفی بر منابع آبی با شرایط محدودیت شدید منابع آبی و بحران کم‌آبی در کشور، وارد می‌سازد. در چنین شرایطی، تأمین آب مورد نیاز برای صنایع معدنی ضرورتی انکارناپذیر است.

از سوی دیگر، طبق ماده (39) برنامه هفتم پیشرفت، آب مورد نیاز معادن باید از آب‌های نامتعارف تأمین شود. در این چارچوب، استفاده از آب دریا پس از نمک‌زدایی، پساب‌های شهری و صنعتی و به‌ویژه بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان گزینه‌های اصلی تأمین آب مورد نیاز معادن از آب‌های نامتعارف مطرح می‌شوند. بنابراین بازیابی آب از باطله‌ها به‌عنوان یکی از راهکارهای اصلی مدیریت باطله‌های معدنی، نه‌فقط میزان برداشت از منابع آب متعارف را کاهش می‌دهد، بلکه به بهبود شاخص‌های زیست‌محیطی، کاهش حجم باطله‌ها و افزایش ایمنی سدهای باطله نیز کمک می‌کند [5].

در این گزارش ابتدا میزان مصارف آب در واحدهای مختلف مجتمع‌های بزرگ معدنی برای برخی مواد مانند طلا، مس، سنگ آهن و آلومینیم، و همچنین وضعیت تأمین آب معادن از منابع نامتعارف در کشور با روش‌های انتقال آب از سواحل جنوبی کشور و تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی بررسی شد. تاکنون 6 سامانه انتقال آب از خلیج فارس و دریاری عمان برای بخشی از مصارف صنعتی استان‌های هدف در نظر گرفته شده است. اما این روش علاوه‌بر تأمین بخشی از آب مورد نیاز صنایع، به‌دلیل هزینه‌های بالا، پیامدهای زیست‌محیطی و مصرف بالای انرژی باتوجه‌‌به ناترازی‌های انرژی در کشور، راهکاری اقتصادی محسوب نمی‌شود. تصفیه و بازچرخانی فاضلاب‌های شهری و صنعتی به‌عنوان گزینه‌ای مکمل و پایدار، از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی مزیت دارد؛ هرچند چالش‌هایی مانند محدودیت ظرفیت تصفیه‌خانه‌ها و شبکه توزیع همچنان وجود دارد. بنابراین یکی از گزینه‌های مهم که می‌تواند به کاهش میزان مصرف آب تازه در معادن کمک کند، بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی است.

در ادامه گزارش به بررسی وضعیت بازیابی آب از باطله‌های معدنی در کشور به‌عنوان یکی از گزینه‌های تأمین آب مورد نیاز معادن پرداخته شده است. برخی از مجتمع‌ها و کارخانه‌های بزرگ معدنی کشور، از نظر مشخصات سد باطله و مدار آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری که اطلاعات آنها در دسترس بود، بررسی شده‌اند. برخی از این مجتمع‌های معدنی، مانند مس سرچشمه رفسنجان و مس میدوک شهر بابک، از تیکنرهای مخروطی عمیق استفاده می‌کنند که حدود 67-63 درصد آب از باطله‌های کارخانه فراوری بازیابی می‌شود. تعداد اندکی از آنها، مانند شرکت گسترش معادن و صنایع معدنی طلای زرشوران و مجتمع صنعتی و معدنی گل‌گهر سیرجان نیز از روش تیکنر- فیلتر و انباشت توده‌ای استفاده می‌کنند که از این طریق میزان بیشتری از آب مصرفی خطوط فراوری (تا حدود 90-75 درصد) بازچرخانی می‌شود. این کار علاوه‌بر کاهش قابل ملاحظه هزینه‌های تأمین آب تازه مصرفی، باعث پایداری بیشتر در تأمین آب کارخانه فراوری می‌شود. بعضی از صنایع مانند شرکت معدنی و صنعتی چادرملو و مجتمع طلای موته، مدار آب‌گیری از باطله کارخانه فراوری ندارند که این باعث هدررفت بخش زیادی از آب می‌شود.

همچنین تعداد اندکی از این مجتمع‌‌ها و شرکت‌های معدنی از منابع آب نامتعارف برای تأمین بخشی از آب تازه مصرفی، استفاده می‌کنند؛ مانند مجتمع مس سرچشمه، شرکت فولاد سیرجان ایرانیان، شرکت معدنی و صنعتی چادرملو. در ادامه همچنین عملکرد شرکت‌های بزرگ معدنی در میزان بازیابی آب از باطله‌های معدنی در ایران و جهان بررسی و مقایسه شده ‌است. عملکرد شرکت‌های معدنی مختلف در زمینه بازیابی آب از باطله کارخانه‌های فراوری، حتی با به‌کارگیری روش‌ مشابه متفاوت است و این میزان برای شرکت‌های معدنی کشورمان کمتر است. این تفاوت عملکردی می‌تواند ناشی از عواملی مانند مشخصات سنگ معدن، طراحی مدار فراوری و استانداردسازی عملیات آب‌گیری از باطله‌ها باشد. براین‌اساس، هرچند در قوانین حاکم، همچون قانون برنامه هفتم، تأکید شده است که آب مورد نیاز صنایع‌ آب‌بر از منابع نامتعارف تأمین شود، عدم اجرای مؤثر آن‌، موجب شده است تأمین آب مورد نیاز معادن از آب‌های متعارف همچنان ادامه داشته باشد.

چالش‌های توسعه بازیابی آب از باطله ‌کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های اصلی تأمین آب مورد نیاز در معادن کشور را می‌توان فقدان پایگاه اطلاعاتی جامع و به‌روز از مصارف آب در صنایع معدنی کشور، فقدان نهاد متولی واحد و قوانین و مقررات لازم در زمینه برنامه‌ریزی، سیاستگذاری و نظارت بر ارتقای بهره‌وری آب در صنایع معدنی، نبود تأکید بر آب‌گیری از باطله کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از راهکارهای تأمین آب معادن از منابع نامتعارف در اسناد بالادستی و در اولویت نبودن آب‌گیری از باطله‌های معدنی برای بهره‌برداران معادن، در این حوزه دانست. در نهایت باتوجه‌به یافته‌های این گزارش، پیشنهادهایی درخصوص مدیریت باطله‌های معدنی برای بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی در کشور ارائه می‌شود:

•                 ایجاد سامانه داده‌های آب صنایع معدنی کشور

با هدف جمع‌آوری و انتشار اطلاعات مربوط به آب در شرکت‌های معدنی کشور (میزان مصرف آب در بخش‌های مختلف، میزان آب تازه مصرفی به تفکیک منابع تأمین آن و میزان بازیابی آب) و دستیابی به نمودار تعادل آب در هریک از این شرکت‌ها، لازم است سازوکاری برای جمع‌آوری این اطلاعات توسط وزارتخانه‌های صنعت، معدن و تجارت و نیرو طراحی شود؛ به‌نحوی‌که این اطلاعات ضمن ذخیره‌سازی، قابلیت پایش و نظارت داشته باشند.

•                  تعیین نهاد متولی مشخص برای نظارت، برنامه‌ریزی و سیاستگذاری در حوزه مدیریت مصرف و ارتقای بهره‌وری آب در صنایع آب‌بر کشور (ازجمله صنایع معدنی) در اسناد بالادستی

پیشنهاد می‌شود در قوانین بالادستی (ازجمله قانون برنامه پنج‌ساله هفتم پیشرفت)، وزارت صنعت، معدن و تجارت به‌عنوان متولی نظارت بر ارتقای بهره‌وری و مدیریت آب در صنایع آب‌بر کشور (ازجمله صنایع معدنی) تعیین و مکلف شود متناسب با مشخصات و ویژگی‌های هریک از این صنایع، برنامه جامع ارتقای بهره‌وری آب در صنایع آب‌بر را تدوین و بر حسن اجرای آن نظارت کند.

•                  اضافه کردن راهکار آب‌گیری از باطله‌های کارخانه فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های تأمین آب نامتعارف در معادن در قوانین و مقررات مربوطه

باتوجه‌به محدودیت‌های کمّی منابع آبی کشور، پیشنهاد می‌شود بازیابی آب از باطله‌های کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های تأمین آب نامتعارف در معادن در آیین‌نامه اجرایی جزء «1» بند «ب» ماده (۳۹) برنامه هفتم پیشرفت به‌صورت صریح و الزام‌آور بیان شود.

•                  تدوین ضوابط فنی و الزامات اجرایی برای بازیابی آب از باطله‌ها به‌عنوان بخشی از فرایند ارزیابی و صدور مجوز زیست‌محیطی معادن

بخش معدن و صنایع معدنی به‌عنوان یکی از حوزه‌های مهم و اثرگذار در اقتصاد کشور، نیازمند استانداردسازی الگوهای مصرف آب است و با استفاده از تجربیات جهانی و فناوری‌های روز دنیا، می‌تواند مدیریت بهینه منابع آب در معادن و صنایع معدنی محقق شود. پیشنهاد می‌شود راهکارهای بازیابی آب از باطله‌ کارخانه‌های فراوری مواد معدنی به ضوابط زیست‌محیطی فعالیت‌های معدنی اضافه شود.

همچنین به‌منظور ارتقای بهره‌وری منابع آبی در بخش معدن و همگام‌سازی با استانداردهای بین‌المللی، لازم است وزارت صنعت، معدن و تجارت در بازنگری قوانین و آیین‌نامه‌های مرتبط با ارزیابی پیامدهای زیست‌محیطی و جواز تأسیس واحدهای فراوری مواد معدنی، بندهای اختصاصی و الزام‌آور در زمینه بازیابی آب از باطله‌ها تعریف کند. این پیشنهاد شامل سه محور کلیدی است:

-  تدوین الزامات کمّی اجباری: تعیین حداقل درصد مشخص برای بازیابی آب در کارخانه‌های فراوری، متناسب با نوع ماده معدنی، مشخصات سنگ معدن و فناوری مورد استفاده.

-  ایجاد شاخص‌های نظارتی قابل سنجش: الزام معادن به اندازه‌گیری و گزارش‌ دوره‌ای شاخص‌هایی مانند میزان آب موجود در باطله ورودی به سدهای باطله، درصد آب بازیافتی نسبت به مصرف کل در مدار و حجم آب تازه مصرفی به‌ازای هر تن ماده معدنی فراوری‌ شده.

-  مشروط کردن فرایند صدور یا تمدید مجوزها به میزان بازیابی آب: منوط ساختن صدور، تمدید و اصلاح مجوزهای بهره‌برداری به رعایت استانداردهای تعیین‌ شده در زمینه بازیابی آب و استفاده حداکثری از ظرفیت عملیاتی مدار آب‌گیری موجود در کارخانه فراوری.