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Effect of Ore Mineralogy and Bedrock Lithology on Metal Loading Rates and Acid-Mine Drainage: Bayhorse Creek, Idaho and the North Fork of the American Fork River, Utah/Einfluss von Erzmineralogie und Nebengesteinslithologie auf Metallfrachten und Sauerwasserbildung: Bayhorse Creek, Idaho und nordlicher Arm des American Fork River, Utah/Efecto de la mineralogia de mineral y la litologia del lecho de rocas sobre las velocidades de carga de metales y el drenaje de minas acidas: Bayhorse Creek, Idaho y North Fork del rio American Fork, Utah.(Report)

Lachmar, Thomas E. ; Mcdonough, Hannah L. ; Burk, Neil I. ; Kolesar, Peter T. ; Doucette, William J.

Mine Water and the Environment, 2019, Vol.38(1), p.3(13) [Tạp chí có phản biện]

ISSN: 1025-9112 ; DOI: 10.1007/s10230-018-00574-1

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    Effect of Ore Mineralogy and Bedrock Lithology on Metal Loading Rates and Acid-Mine Drainage: Bayhorse Creek, Idaho and the North Fork of the American Fork River, Utah/Einfluss von Erzmineralogie und Nebengesteinslithologie auf Metallfrachten und Sauerwasserbildung: Bayhorse Creek, Idaho und nordlicher Arm des American Fork River, Utah/Efecto de la mineralogia de mineral y la litologia del lecho de rocas sobre las velocidades de carga de metales y el drenaje de minas acidas: Bayhorse Creek, Idaho y North Fork del rio American Fork, Utah.(Report)
  • Tác giả: Lachmar, Thomas E. ; Mcdonough, Hannah L. ; Burk, Neil I. ; Kolesar, Peter T. ; Doucette, William J.
  • Chủ đề: Groundwater Overdraft – Analysis ; Groundwater – Analysis ; Acid Mine Drainage – Analysis ; Siderite – Analysis ; Lithofacies – Analysis ; Mining Industry – Analysis ; Water Resources – Analysis ; Sulfides – Analysis
  • Là 1 phần của: Mine Water and the Environment, 2019, Vol.38(1), p.3(13)
  • Mô tả: Byline: Thomas E. Lachmar (1), Hannah L. McDonough (2), Neil I. Burk (3), Peter T. Kolesar (1), William J. Doucette (4) Keywords: Surface water; Groundwater; Mining Abstract: Metal contamination of the water in two streams was investigated at the Ramshorn Mine along Bayhorse Creek in Idaho, and the Pacific Mine along the North Fork of the American Fork River in Utah. The studies were conducted to determine what remediation measures should be implemented at each site to reduce metal loads in the streams. Discharge measurements and chemical analyses of filtered and unfiltered water samples allowed dissolved and total metal loads to be calculated. Copper, Fe, Mn, Pb, Zn, and As were found at both sites, and Cd also was present at the Utah site. Of these, Fe had the highest dissolved and total loading rates at the Ramshorn Mine, with Mn and Zn having intermediate rates Fe and Zn had the highest loading rates at the Pacific Mine. Hydrous ferric oxides, particularly ferrihydrite, are abundant at both sites. Pyrite is the iron source at the Pacific Mine, while it is siderite at the Ramshorn Mine. The lack of sulfide at the latter site inhibits acid mine drainage (AMD) formation, and the presence of dolomite provides abundant alkalinity to neutralize any AMD that might be generated. PHREEQC was used to gain insight into the metal phases and oxidation states, to calculate saturation indices, and to perform surface sorption modeling. The results suggest that most of the metals at both sites are transported in the suspended rather than dissolved state, As occurs exclusively in the less toxic As.sup.5+ form, and several metals are likely sorbed to ferrihydrite. Based in part on the results of these studies, the US Forest Service removed the tailings at the Pacific Mine site, but only capped and regraded the tailings pile at the Ramshorn Mine. Abstract (German): Untersucht wurde die Metallbelastung zweier Oberflachengewasser, und zwar im Bereich der Ramshorn Mine entlang des Bayhorse Creek in Idaho sowie im Gebiet der Pacific Mine entlang des nordlichen Arms des American Fork River in Utah. Die Untersuchungen dienten der Ableitung von Sanierungsma[sz]nahmen mit dem Ziel der Reduzierung der Metallfrachten an beiden Standorten. Abflussmessungen und chemische Analysen von filtrierten und unfiltrierten Wasserproben ermoglichten die Berechnung von Gelost- und Gesamtmetallfrachten. Kupfer, Fe, Mn, Pb, Zn und As wurden an beiden Standorten gefunden, an der Mine in Utah trat zusatzlich Cd auf. Von all diesen Metallen wies an der Ramshorn Mine Fe die hochsten Gelost- und Gesamtfrachten auf, bei mittleren Frachten fur Mn und Zn im Bereich der Pacific Mine waren Fe und Zn die Metalle mit dem hochsten Frachtaustrag. Eisenoxidhydrate, insbesondere Ferrihydrit, treten an beiden Standorten in gro[sz]en Mengen auf. Wahrend im Bereich der Pacific Mine Pyrit die Eisenquelle darstellt, ist Siderit fur den Eisenaustrag an der Ramshorn Mine verantwortlich. Bei letzterer verhindert das Fehlen von Sulfid die Sauerwasserbildung (AMD), und das Vorhandensein von Dolomit liefert hinreichend Alkalitat zur Neutralisation sich eventuell bildender Saure. PHREEQC wurde eingesetzt zur Bestimmung von Metallphasen, Oxidationsstufen und Sattigungsindizes sowie zur Modellierung der Oberflachenkomplexierung. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Metalle an beiden Standorten vorrangig als Schwebstoffe und nicht als Gelostphasen transportiert werden, dass As ausschlie[sz]lich als wenier toxisches As5+ auftritt, und dass diverse Metalle wahrscheinlich an Ferrihydrit sorbiert werden. U. a. auf Basis der hier vorgestellten Ergebnisse entschied sich der U.S. Forest Service, die Tailings am Standort der Pacific Mine umzulagern, wohingegen die bergbaulichen Ruckstande an der Ramshorn Mine lediglich konturiert und abgedeckt wurden. Abstract (Spanish): Se investigo la contaminacion con metales del agua en dos cursos de agua en la mina Ramshorn a lo largo de Bayhorse Creek en Idaho y en la Pacific Mine a lo largo del North Fork del rio American Fork en Utah. Los estudios se llevaron a cabo para determinar que medidas de remediacion deberian implementarse en cada sitio para reducir las cargas de metales en las corrientes. Las mediciones de descarga y los analisis quimicos de muestras de agua filtrada y sin filtrar, permitieron calcular las cargas de metal disuelto y total. Cu, Fe, Mn, Pb, Zn y As se encontraron en ambos sitios y Cd tambien estuvo presente en el sitio de Utah. De estos, Fe tuvo las mayores tasas de carga disuelta y total en la Mina Ramshorn y Mn y Zn con tasas intermedias Fe y Zn tuvieron las tasas de carga mas altas en Pacific Mine. Los oxidos ferricos hidratados, en particular la ferrihidrita, son abundantes en ambos sitios. La pirita es la fuente de hierro en la mina Pacific, mientras que lo es siderita en la mina Ramshorn. La falta de sulfuro en este ultimo sitio inhibe el acido la formacion de drenaje de minas (AMD) y la presencia de dolomita proporciona una alcalinidad abundante para neutralizar cualquier AMD que pueda generarse. PHREEQC se uso para obtener informacion sobre las fases del metal y los estados de oxidacion, calcular los indices de saturacion y realizar el modelado de sorcion de la superficie. Los resultados sugieren que la mayoria de los metales en ambos sitios se transporta en estado suspendido mas que disuelto, As aparece exclusivamente en la forma pentavalente que es menos toxica y varios metales estan probablemente adsorbidos a ferrihidrita. En parte basado en los resultados de estos estudios, el Servicio Forestal de EEUU elimino los relaves en el sitio de la Mina Pacific, pero solo redistribuyo y tapo la pila de relaves en la Mina Ramshorn. Author Affiliation: (1) 0000 0001 2185 8768, grid.53857.3c, Department of Geology, Utah State University, 4505 Old Main Hill, Logan, UT, 84322, USA (2) 0000 0004 0633 3228, grid.487913.0, GeoEngineers, 2101 Fourth Ave, Suite 950, Seattle, WA, 98121, USA (3) Loughlin Water Associates, 3100 West Pinebrook Road, Suite 1100, Park City, UT, 84098, USA (4) 0000 0001 2185 8768, grid.53857.3c, Department of Civil and Environmental Engineering, Utah State University, 8200 Old Main Hill, Logan, UT, 84322, USA Article History: Registration Date: 22/12/2018 Received Date: 08/06/2017 Accepted Date: 22/12/2018 Online Date: 22/01/2019
  • Ngôn ngữ: English
  • Số nhận dạng: ISSN: 1025-9112 ; DOI: 10.1007/s10230-018-00574-1

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