Görgü (Malatya) çinko-kurşun cevher atıklarının asit maden drenajı oluşturma potansiyelinin belirlenmesi
Determination of acid mine drainage potential of Görgü (Malatya) zinc-lead ore tailings
Yazar: BASRİ BAŞARAN
Danışman: PROF. DR. HİKMET SİS
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Asidik maden drenajı = Acid mine drainage ; Ağır metal iyonları = Heavy metal ions ; Elektriksel iletkenlik = Electrical conductivity ; Kalkopirit = Chalcopyrite ; Katı atıklar = Solid wastes ; Maden atığı = Mine waste ; Pirit = Pyrite

Özet:
Görgü (Malatya) çinko-kurşun yatağı ülkemizin işletilen önemli metalik maden yataklarından biridir. Cevher gravimetrik ve flotasyon yöntemiyle zenginleştirilmekte ve atıklar atık yığınlarında veya atık havuzlarında depolanmaktadır. Taze atık yığınlarından alınan numunelerin kimyasal ve mineralojik analizleri yapılarak statik AMD testleri ile AMD oluşturma potansiyeli belirlenmiştir. AMD açısından en önemli mineral olan pirit belli oranlarda atık içerisine ilave edilerek, piritin, AMD oluşturma potansiyeline etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, cevher atıklarının uzun süre su ve hava ile temas etmesi sonucunda zamanla suyun özelliklerinde değişikliklere neden oldukları bilindiğinden su analizleri de yapılmıştır. Atık havuzlarına benzetilerek plastik kaplar içerisinde hazırlanan numunelerin pH'ı, elektriksel iletkenlikleri ve metal iyon derişimleri zamana bağlı olarak ölçülmüştür. Kalan atıklarının kimyasal ve mineralojik analizleri yapılarak testler sonucunda numunelerdeki jeokimyasal değişimler belirlenmiştir.  
Kimyasal ve mineralojik analizler ham atığın karbonatça zengin, piritik (veya sülfitik) kükürt içeriğinin ise düşük olduğunu göstermiştir. Atığın çamur testinde pH 8,01 olarak ölçülmüş ve AMD oluşturmak için oldukça yüksek çıkmıştır. Standart ABH ve değiştirilmiş ABH testleri yapılmış ve Net Nötürleştirme Potansiyeli (NNP) değerleri sırasıyla 641,25 ve 242,031 kg CaCO3/ton hesaplanmıştır. NNP >> 10 olduğundan atığın AMD oluşturma potansiyeli olmadığı sonucuna varılmıştır. B.C. Araştırma Başlangıç test sonuçları atığın asit tüketiminin (372,89 kg H2SO4/ton cevher), asit üretiminden (4,56 kg H2SO4/ton cevher) çok daha fazla olduğunu göstermiştir. NAG testi sonucunda pH 8,77 ölçülmüş ve pH > 4 veya pH > 7 olduğundan atığın net asit üretmediği sonucuna varılmıştır. Atık ve su karışımının olduğu sabit kaplarda yapılan statik testlerde ortamın pH'ı ve elektriksel iletkenliği düzenli aralıklarla ölçülerek zamanla değişimleri izlenmiştir. Ortam pH'ının bazik olduğu, pH'ının düzenli bir şekilde değişmediği ancak 17. haftada pH'ın 8,0'a gerilediği görülmüştür. Ortamın elektriksel iletkenliğinin ise zamanla arttığı ve yaklaşık 1500 µS/cm'den yaklaşık 7500 µS/cm'ye yükseldiği görülmüştür. Sonuçlar ortamın asidik olmadığını, ancak ortama çözünme dolayısıyla bazı metal iyonların geçtiğini göstermektedir. Ortamdaki metal iyonları derişimleri incelendiğinde bazı minerallerin çözündüğü ancak derişimde düzenli bir değişimin olmadığı anlaşılmıştır. Sonuçlar, reaksiyonlar sonucu ortamda çözünme ve çökelmenin beraberce gerçekleştiğine işaret etmektedir. Ham atık numunesi ve sabit kaplarda yapılan testlerden kalan numunelerin XRD analizleri karşılaştırıldığında ana piklerde önemli değişimler olmadığı görülmüş ve çalışılan koşullarda minerallerin bozulmalarının ancak düşük seviyede kaldığı sonucuna varılmıştır.  
Standart AMD testleri sonuçları, atığın AMD oluşturma potansiyelinin olmadığını ve pirit ilavesinin atığın AMD oluşturma potansiyeline önemli bir katkı yapmadığını göstermiştir. Sabit kaplarda yapılan testler ve statik AMD testleri sonuçları bir birleriyle uyumlu çıkmıştır.

Abstract:
Görgü (Malatya) zinc-lead deposit is one of the important metallic ore deposits exploited in Turkey. The ore is beneficiated by gravimetric and flotation methods and the tailings are stored in waste piles or waste ponds. The chemical and mineralogical analyzes of the samples obtained from the fresh waste piles were performed and AMD potential of the tailings was determined by static AMD tests. Pyrite, the most important mineral in AMD generation, was added to the tailings at certain ratios and its effect the AMD generation was investigated. Since the ore tailings cause changes in the properties of water with time as a result of contact with water and air, water analyzes were also carried out. The pH, electrical conductivity and metal ion concentrations of the medium prepared with tailings and water like tailing ponds, were measured in the course of time. The geochemical changes in the tailings were determined by carrying chemical and mineralogical analyzes on the remained tailings after the tests. 
Chemical and mineralogical analyzes showed that the raw tailings contains high amount of carbonates, but very low amount of pyritic (or sulphitic) sulfur. The paste pH test of the tailings was measured as 8.01 and was found to be too high to generate AMD. Standard ABA and modified ABA tests were performed and Net Neutralization Potential (NNP) values were calculated as 641.25 and 242.031 kg CaCO3/ton, respectively. Since NNP >> 10, it was concluded that the tailings do not have AMD generation potential. B.C. Research Initial test results showed that the acid consumption of the tailings (372.89 kg H2SO4/ton ore) was much higher than the acid production (4.56 kg H2SO4/ton ore). At the end of NAG test, pH was measured as 8.77 and it was concluded that the tailings could not produce net acid since pH was higher than 4 (or 7). In the static tests performed in plastic containers, the pH and electrical conductivity of the medium were measured at regular intervals, and their changes with time were detected. It was observed that the medium was basic and the pH did not change regularly, but it decreased to 8.0 in the 17th week. It was observed that the electrical conductivity of the medium increased with time and reached 7500 µS/cm from 1500 µS/cm. The results show that the medium was not acidic, but some metal ions reported into the medium due to dissolution. When the concentrations of metal ions in the medium were evaluated, it was found that dissolution of some minerals took place with time, but there was no regular change in the concentration. The results indicated that dissolution and precipitation reactions took place simultenaously in the medium.  
When the XRD analyzes of the raw tailings and the remained tailings were compared, it was seen that there was no significant changes in the main peaks and it was concluded that the alteration of the minerals was low under these working conditions. It was found that the results obtained from static AMD tests and container tests were compatible.