تعيين عناصر داراي پتانسيل غني شدگي در باطله هاي كانه آرايي معدن مس سرچشمه رفسنجان، استان كرمان

Determination of enriched elements in the Sarcheshmeh Cu mine tailings, Rafsanjan, Kerman province

باطله هاي كانه آرايي مهم ترين نوع باطله معدني مي باشند كه در طي فرايند فرآوري كان سنگ هاي سولفيدي؛ بويژه باطله هاي كانه آرايي مهم ترين نوع باطله معدني مي باشند كه در طي فرايند فرآوري كان سنگ هاي سولفيدي؛ به ويژه مس پورفيري در حجم بسيار زيادي توليد مي گردند. هدف اصلي از انجام اين پژوهش تعيين عناصر داراي غني شدگي در باطله هاي كانه آرايي معدن مس سرچشمه، به عنوان يكي از بزرگترين معادن مس پورفيري دنيا مي باشد. براي اين منظور تعداد 90 نمونه سطحي و عمقي (تا عمق تقريبا 10 متر) از باطله هاي تازه و همچنين از باطله هاي غير هوازده در بخش هاي قابل دسترس سد باطله نمونه برداري شدند. از اين تعداد، 14 نمونه مركب براي انجام آناليز چند عنصري به روش طيف سنجي جرمي با پلاسماي جفت شده القائي (ICP-MS) و تهيه مقاطع صيقلي آماده گرديد. مطالعه ميكروسكوپي مقاطع صيقلي نشان داد كه باطله ها اغلب حاوي كاني سولفيدي پيريت و در مواردي حاوي كالكوپيريت و كالكوسيت مي باشند. از مجموع بيش از 60 عنصر بررسي شده نتايج حاصل از شاخص نرمال شده غني شدگي نشان مي دهد كه در مقايسه با غلظت متوسط پوسته اي عناصر و همچنين غلظت آنها در سنگ گرانوديوريت غيركانه زا (1) عناصر آنتيموان (mg/kg 1/1 ± 3/9)، تنگستن(mg/kg 8/8 ± 21/4)، آرسنيك (mg/kg 2/3 ± 21/4)، بيسموت (µg/kg 10 ± 33)، طلا (µg/kg 10 ± 33) و نقره (mg/kg 15/0 ± 1/02) داراي غني شدگي با اهميت، (2) عناصر مس (mg/kg 478 ±1350) و آهن (%52/0 ± 4) داراي غني شدگي خيلي زياد و (3) عناصر گوگرد (%6/0±2/75)، رنيُم (mg/kg 07/0 ± 21)، تلوريم (mg/kg 23/0 ± 38/0)، سلنيم (mg/kg 95/0 ± 4/81) و موليبدن (mg/kg 7/18 ± 91) داراي غني شدگي بي نهايت زياد مي باشند (ميانگين غلظت ± انحراف معيار). اين عناصر يا كالكوفيل بوده و يا پتانسيل بالايي براي حضور در فازهاي سولفيدي مانند پيريت و كالكوپيريت را دارند. نتايج بدست آمده به خوبي با علائم ژئوشيمايي عناصر در كانسارهاي مس پورفيري همخواني داشته و به خوبي مبين عناصر داراي پتانسيل اقتصادي-زيست محيطي در باطله هاي كانه آرايي معدن مس سرچشمه مي باشند.

Tailings are the most important mine waste which are produced in enormous mass during the mineral processing of the sulfide ores, especially Cu-porphyry type. The main object of this study is to determine the enriched elements in the tailings of the Sarcheshmeh mine; as one of the biggest Cu-porphyry mines in the world. For this purpose, 90 surface and subsurface samples (to about 10 m depth) were collected from fresh and un-oxidized tailings in the available parts of the tailings dam. Fourteen composite samples were prepared for multi-elemental geochemical analysis using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method and preparation of polished sections. Microscopic studies showed that pyrite is the main sulfide mineral in tailings, but chalcopyrite and chalcocite also were found in some samples. According to the normalized enrichment factor, among the more than 60 investigated element (1) Sb (3.9 ± 1.1 mg/kg), W (21.4±8.8 mg/kg), As (21.4 ± 2.3 mg/kg), Bi (33 ± 10 mg/kg), Au (33 ± 10 µg/kg) and Ag (1.02 ± 0.15 mg/kg) have significant enrichment; (2) Cu (1350 ± 478 mg/kg), Fe (4 ± 0.52 %) have high enrichment and (3) S (2.75 ± 0.6 %), Re (21 ± 0.07 mg/kg), Te (0.38 ± 0.23 mg/kg), Se (4.81 ± 0.95 mg/kg) and Mo (91 ± 18.7 mg/kg) have extremely high enrichment compare with the crustal abundance and normal values in un-mineralized granodiorite rock (mean ± standard deviation). These elements are chalcophile or have high potential for presence in sulfide minerals such as pyrite and chalcopyrite. The obtained results well consistent with the geochemical signatures of elements in the Cu-porphyry deposits and determine the elements that have economical/environmental importance in the Sarcheshmeh mine tailings.