Akademik Veri Yönetim Sistemi
Cihangir F.(Yürütücü), Erçıkdı B., Kesimal A., Bulut V. N., Koç E.
TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2023
Madencilikte cevher zenginleştirme tesis atıkları yeraltı üretim boşluklarında çimentolu macun dolgu (ÇMD) şeklinde veya atık barajlarında depolanmaktadır. ÇMD, atık+çimento+su karışımından oluşup yeraltında zamanla sertleştiğinden uygun çalışma koşulları oluşturmaktadır. Çimento hidratasyon ürünleri dolgunun geçirimliliğini azaltıp ağır metal mobilitelerini azaltmaktadır. Dolayısıyla, teknik, ekonomik ve çevresel birçok avantaj sağlamaktadır. ÇMD, ortalama ~%40 boşluk ve ~%20 nem içerebilmektedir. Atığın pirit gibi sülfürlü mineraller içermesi durumunda bünyesindeki hava ve nem asit maden drenajı (AMD) oluşturabilmektedir. AMD, çevre suların pH’ını düşürmekte, Fe-Pb-Cu-Zn-As vb. ağır metallerin salınımına (AMS) yol açarak ciddi çevresel problemlere neden olabilmektedir. Dolayısıyla, atıkların karakterizasyonu ve uygun şekilde depolanmaları sağlanmalıdır. Atıkların çevresel karakterizasyonu ve AMD potansiyeli, genellikle statik ve kinetik testlerle belirlenmektedir.
“Ülkemizde Maden Atıkları Yönetmeliği ve Atık Yönetimi Yönetmeliği’ne göre atıkların zamana bağlı jeokimyasal davranışının (AMD ve AMS potansiyelleri) statik ve kinetik testlerle belirlenmesi, madencilik izinleri ve sürdürülebilirlik açısından gereklilik arz etmektedir. Katı atıkların yeraltında yapısal bütünlük için çimentolu katı malzemeler olarak depolanmasına ve jeokimyasal davranışına yönelik literatürde, dolgu numunelerinin katı formda tamamen su içinde bekletildiği yarı dinamik tank liçi testi ve ASTM C1308-08 standardı ile atık malzemelerin çevresel karakterizasyonu için malzemelerin -6.3 mm altına indirilmesini gerektiren ASTM D5744-13 kinetik nem hücresi testi ve öğütülmüş ÇMD malzemelerine uygulanan dinamik liç testleri kullanılmaktadır. Ancak, bu standartların saha uygulamalarını yansıtmadığı ve daha gerçekçi ve uygulanabilir sonuçlara ulaşmak için uygulayıcıların saha koşullarını yansıtacak daha temsili test yöntemleri kullanmaları/geliştirmeleri gerektiği ifade edilmektedir. Dolayısıyla, ülkemizde ÇMD uygulamayı planlayan işletmeler, atık mevzuatları gereğince izin problemleri yaşamakta ve madencilik faaliyetleri aksamaktadır. Bu yüzden, yukarıda belirtilen eksiklikler ve yetersizlikler nedeniyle yeraltında yapısal bütünlüğünü koruyan çimentolu katı ÇMD’nin yeraltı uygulama koşullarını dikkate alarak AMD ve ağır metal salınımı potansiyelinin sağlıklı bir şekilde tahmin edilmesine yönelik uygun protokolün/metodun belirlenmesi gereklilik arz etmektedir.
Literatür taramalarımıza göre ÇMD malzemeleri yeraltı uygulamalarını yansıtacak şekilde kinetik test hücrelerinin içinde ilk kez bu proje kapsamında üretilecektir. ÇMD malzemelerinin AMD potansiyeli standart statik testlerle belirlenecektir. ASTM D5744-13 standardı, yeraltı dolgulu maden üretim yöntemini yansıtacak şekilde ÇMD için modifiye edilerek HCT testleri A ve B prosedürüne göre yapılacaktır. A prosedüründe malzemelere 3 gün kuru hava, 3 gün nemli hava verilmekte ve 7. gün süzüntülerin analizi yapılmaktadır. B prosedüründe ÇMD’ler 6 gün hücrelerde bekletilecek, 7. gün süzüntüler analiz edilecektir. Analiz sonuçları istatistiksel olarak yorumlanacak ve daha önceki in-situ çalışmalarımızda ulaştığımız değerler (pH ve sülfat) esas alınarak “Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği” “Tablo 1”e göre değerlendirilecektir. Böylece, yeraltında farklı ortam koşullarına maruz kalan katı ÇMD’nin statik ve kinetik testlerle AMD ve AMS potansiyellerinin belirlenmesine ve böylece ÇMD’nin yeraltı sularına çevresel olumsuz etkisinin olup olmadığının belirlenmesine yönelik ilk kez bu proje kapsamında bir tahmin prosedürü belirlenecektir. Ön saha ve laboratuvarda öndeneysel çalışmalarımız ışığında belirleyeceğimiz prosedürün, maden atıkları ve atıkların ÇMD ile yönetimi konusunda daha uygulanabilir ve pratik çözümler sunacağına inanıyoruz.
Projemizde, fiziko-mekanik ve statik testler ile kinetik testler için süzüntülerin alınması bölümümüzdeki macun dolgu laboratuvarlarında gerçekleştirilecektir. 1-12. aylarda malzeme/sarf temini ve karakterizasyon çalışmaları KTÜ, TÇMB (Ankara) ve ACME (Kanada) laboratuvarlarında yapılacaktır. 13-16. aylarda kinetik nem hücrelerinde ÇMD üretimi, 16-20. aylarda ÇMD’lerin fiziko-mekanik, kimyasal, elektron-mikroskop, XRD, porozite analizleri ile statik testleri, 16-26. aylarda kinetik nem hücreleri süzüntü analizleri (AR-GE Test (Ankara) laboratuvarlarında), 27-30. aylarda hücrelerdeki ÇMD’lerin kimyasal, elektron-mikroskop, XRD ve porozite analizleri gerçekleştirilecektir.
Böylece bu çalışmamızda, bütün dünyada benzer uygulama tekniğine sahip ÇMD’nin AMD+AMS potansiyeli ve kontrolü için daha temsili bir karakterizasyon yönteminin ortaya konulması ve ülkemizde ÇMD uygulamalarına yönelik kısıtlamalara çözüm önerileri sunulması hedeflenmektedir.