Di kolam tailings, setiap tetes dihitung. Model neraca air yang disiplin—memantau slurry tailings, curah hujan, evaporasi, rembesan, hingga air daur ulang—menjadi kunci keselamatan dan efisiensi.
Operasi tambang modern hidup-mati pada keseimbangan air. Dalam kolam tailings, praktik standar adalah menutup loop—mendaur ulang supernatant (air jernih di permukaan) sebanyak mungkin—sembari menjaga tinggi muka air tetap aman (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov) (911metallurgist.com). Di iklim tropis, curah hujan ~2–3 m/tahun bisa melampaui evaporasi ~1–1,5 m/tahun, sehingga manajemen limpasan badai menjadi kritis.
Standar Terbaik Penutupan Tailings Batubara di Iklim Tropis
Model neraca air kolam tailings
Intinya sederhana: masukan = keluaran + perubahan simpanan. “In steady state, inputs = outputs + change in pond storage.” Masukan mencakup tailings slurry (campuran padatan halus dan air proses) serta hujan/run-on (aliran permukaan yang masuk). Keluaran meliputi air yang diambil untuk recycle/reuse, evaporasi, dan rembesan ke tanah. Contohnya, “Tailings slurry-water volume + Precipitation + Run-on = Reclaimed/pumped water + Evaporation + Seepage + [overflow if any]” (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov).
Ini merefleksikan pedoman EPA (1994) yang secara eksplisit mengkategorikan presipitasi dan pelepasan tailings sebagai masukan, dan evaporasi, rembesan, serta aliran daur ulang sebagai keluaran (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov). Dalam istilah kualitatif, operator sering “close the loop” dengan mendaur ulang supernatant sebanyak mungkin (nepis.epa.gov) (911metallurgist.com).
Catatan samping: masukan juga termasuk aliran air tambang yang dialihkan atau sumps yang dikembalikan ke kolam. Keluaran bisa meliputi limpasan terkendali, namun desain berupaya zero discharge. Penting, meminimalkan volume air kolam adalah tujuan keselamatan: “large quantities of stored water is the primary factor” dalam kegagalan tailings (tailings.info).
Masukan: slurry tailings, hujan, dan run-on
Feed slurry tailings berdebit besar (puluhan ribu m³/hari), lazimnya 30–60% padatan; fraksi cair 40–70% volumenya masuk kolam sebagai free water. Operator harus menghitung fraksi air yang menjadi supernatant versus yang terikat dalam padatan terdeposisi. Sebagai ilustrasi, tailings slurry 50% padatan pada 1000 t/hari berkontribusi sekitar 500 m³/hari air ke kolam. Setiap penambahan air make-up juga dicatat karena air hasil reclaim mengurangi kebutuhan asupan air baru (911metallurgist.com).
Presipitasi langsung di permukaan air bebas dan run-off yang dikontrol oleh tanggul menjadi masukan signifikan; di daerah curah hujan tinggi, input tahunan bisa ~2–3 m/tahun (nepis.epa.gov). Contoh: kolam 10 ha pada 2 m/tahun hujan menghasilkan ~2×10^6 L/tahun. Sebaliknya, evaporasi mengeluarkan air pada laju yang ditentukan iklim dan luas permukaan kolam—“evaporation rates are a function of the climate and the surface area of the freewater pond” (nepis.epa.gov). Di tropis, kehilangan evaporasi lazimnya ~1–1,5 m/tahun (sekitar 3–5 mm/hari), setara ribuan m³/tahun per hektare. Jika presipitasi melebihi evaporasi, kelebihan harus dikuras; bila tidak, dibutuhkan air make-up.
Keluaran: recycle, evaporasi, dan rembesan
Keluaran utama yang diinginkan adalah “return water” untuk reuse—diambil pakai sistem decant: barge/pompa terapung dan menara decant. “A decant barge consists of a floating platform that houses pumps used to reclaim water from the supernatant pond back to the processing plant or holding ponds,” sedangkan menara decant adalah struktur riser vertikal untuk pengambilan air permukaan via pompa atau gravitasi (tailings.info). Target operasional sering memaksimalkan aliran reclaim untuk meminimalkan volume simpanan. Contoh nyata: satu peningkatan thickener mengerek underflow dari 35% ke 50% padatan, memangkas air ke tailings 46% dan mencapai ~80% pemakaian air daur ulang (fls.com) (fls.com). Lebih tinggi padatan berarti lebih sedikit free water tersisa di kolam.
Rembesan/infiltasi ke bawah dam adalah keluaran lain yang tak terhindarkan. Bahkan dengan liner atau slimes terpadatkan, sebagian air—terutama pada valley impoundments—akan masuk ke bawah permukaan; dalam neraca massa, rembesan dikurangkan seperti halnya evaporasi. Regulasi menuntut estimasi volume rembesan, sehingga sumur pantau di sekitar kolam sering dilacak kenaikan muka air tanah (resources.vic.gov.au) (nepis.epa.gov).
Mitigasi AMD Tambang: Teknik Pencegahan & Pengolahan Efektif
Pengambilan supernatant: barge terapung dan menara decant
Ponpon terapung (decanter barge) membawa pompa sentrifugal di atas ponton yang bisa diposisikan ulang; intake ditenggelamkan tepat di bawah garis air untuk mengambil bagian terjernih. Karena mengapung, sistem ini mengikuti pergerakan kolam saat “beach” tailings tumbuh (tailings.info). Menara decant, kebalikannya, adalah riser tetap di satu lokasi (sering di puncak bendungan) dengan konduit keluaran terkubur atau pompa internal. Efektif, namun dapat “stranded” atau tertimbun saat deposit tailings menggeser kolam; “if a tower becomes inoperative (beached), emergency pumping or overflow must be used” (tailings.info) (tailings.info).
Keduanya didesain untuk memanen bagian terjernih—air tepat di bawah permukaan biasanya berkekeruhan sangat rendah, kerap single-digit NTU (NTU: satuan kekeruhan) setelah pengendapan—lalu dikirim kembali ke sirkuit pabrik. Secara desain, ukuran sistem decant sering diarahkan mampu menguras volume badai besar dalam hitungan minggu; panduan menyarankan kapasitas untuk mengeringkan air badai dalam 2–4 minggu (tailings.info).
Peran flocculant pada kejernihan dan recycle
Flocculant polimer (flocculant: bahan polimer penggumpal) dan coagulant (koagulan: bahan pengikat muatan untuk memulai penggumpalan) secara nyata meningkatkan kejernihan supernatant, sehingga porsi air yang bisa didaur ulang bertambah. Secara praktik, polimer ditambahkan di thickener (alat pengental) atau pada inlet kolam untuk mengagregasi partikel halus. Mekanisme “polymer bridging” membuat partikel halus bergabung jadi flok besar yang cepat mengendap—“fine solid particles grow to bigger fast-settling flocs” (www.sciencedirect.com). Dalam operasi, ini menghasilkan underflow padat dan overflow yang sangat jernih.
Uji lab dan lapangan mengonfirmasi efeknya: pada pengujian sedimentasi, sistem air laut + flocculant menghasilkan kekeruhan jauh lebih rendah dibanding air tawar sederhana (kekuatan ion memudahkan flokulasi) (www.mdpi.com). Di praktik industri, satu studi melaporkan upgrade thickener yang memangkas air ke tailings 46% pada throughput sama dan mengurangi pemakaian flocculant 40% (fls.com), sekaligus memungkinkan reuse sekitar 80% air proses (air baru hanya 20%) (fls.com).
Dari sisi mekanistik, “untuk meminimalkan air yang terperangkap dalam agregat, partikel primer harus berikatan membentuk agregat besar berdensitas tinggi sehingga mengendap lebih cepat dengan kandungan air lebih rendah di dalam agregat” (www.mdpi.com). Praktisnya, hasil terbaik hadir dari kendali dosis polimer, pencampuran, salinitas, dan pH. Pada tahap ini, penggunaan perangkat dosing pump untuk pengumpanan polimer yang presisi, serta pilihan bahan kimia seperti flocculants dan coagulants, menjadi bagian dari disiplin operasi—mendorong supernatant makin jernih sehingga laju reclaim bisa dimaksimalkan (www.sciencedirect.com) (www.mdpi.com).
Optimasi Reagen & Desain AMD: Hemat Biaya, Minim Lumpur
Operasi tertutup dan target reuse
Menggabungkan flokulasi yang baik dengan sistem decant terapung memberikan tingkat recycle tertinggi. Operasi kontemporer menargetkan penangkapan air kolam yang hampir komplet—FLS (2023) melaporkan fasilitas yang mencapai ~80% internal reuse (fls.com). Setiap kenaikan kejernihan berbanding lurus dengan berkurangnya kebutuhan air make-up, menekan biaya dan risiko, seraya menjaga neraca air: inputs = outputs + change in pond storage.
