Atık tane boyutunun sülfürlü atıklardan hazırlanan macun dolgu performansına etkisi
Effect of desliming of sulphide rich mill tailings on paste backfill performance
Yazar: HAKAN BAKİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BAYRAM ERÇIKDI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden İşletme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Mikroskopi-elektron taramalı = Microscopy-electron scanning ; Sınıflandırma = Classification

Özet:
Bu tez çalışmasında, şlam uzaklaştırma (sınıflandırma) işleminin iki farklı cevher zenginleştirme atığından üretilen çimentolu macun dolgunun kısa ve uzun dönem dayanım, duraylılık ve reolojik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Macun dolgu performansının değerlendirilmesinde dizayn kriteri olarak, 28 günlük kür süresinde ?1,0 MPa tek eksenli basınç dayanım kazanımı ve 224 gün kür süresi boyunca duraylılığın (dayanım kaybının oluşmaması) korunması seçilmiştir. Şlam uzaklaştırma işlemi, atığın fiziksel, kimyasal, mineralojik ve reolojik özelliklerinde bazı değişikliklere yol açmıştır. Şlamı uzaklaştırılmış atıklardan hazırlanan macun dolgu karışımı istenilen akışkanlığı daha düşük su/çimento oranında elde etmiştir. Şlamı uzaklaştırılmış atıklardan hazırlanan numunelerin kısa dönem dayanımı, referans atıklardan üretilen numunelere kıyasla aynı bağlayıcı oranı ve kür süresinde %30-100 daha yüksektir. Şlamı uzaklaştırılmış atıklardan üretilen macun dolgu numuneleri uzun dönem duraylılığı nispeten daha düşük bağlayıcı oranında elde etmiştir (%5'e karşılık ?%6.1 referans atıklar için). Şlam uzaklaştırma işlemi, atığın karakteristik özelliklerine bağlı olarak bağlayıcı tüketiminde %13,4-23,1 oranında azalma sağlamıştır. Uzun dönemde oluşan dayanım kayıplarını anlayabilmek için, atık içerisindeki piritin oksidasyonundan kaynaklanan asit ve sülfat oluşumu kür süresine bağlı olarak takip edilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve civalı porozimetre (MIP) analizleri dolgu mikroyapısı ve ikincil mineral oluşumu (jips vb) hakkında bilgi sağlayarak şlam uzaklaştırma işleminin önemini ortaya koymuştur. Çalışma sonunda elde edilen sonuçlar, şlam uzaklaştırma işleminin sülfür içeriği yüksek atıklardan üretilen macun dolgunun kısa ve uzun dönem dayanım ve duraylılığını artırarak bağlayıcı tüketimini azalttığını ortaya koymuştur.Anahtar Kelimeler: Macun Dolgu, Şlam Uzaklaştırma (Sınıflandırma), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Civalı Porozimetre (MIP), Piritli Atıklar, Atık Bertarafı.

Abstract:
In this study, the effect of desliming on the short- and long-term strength, stability and rheological properties of cemented paste backfill (CPB) produced from two different mill tailings (spec and bornite, SP and BN) was investigated. A 28-day unconfined compressive strength (UCS) of ?1.0 MPa and the maintenance of stability (i.e. no strength losses) over 224 days of curing were selected as the design criteria for the evaluation of paste backfill performance. Desliming induced some changes in the physical, chemical, mineralogical and rheological properties of the tailings. CPB mixture of the deslimed tailings achieved the required consistency at a lower water to cement ratio. The short-term UCSs of CPB samples of the deslimed tailings were found to be 30-100% higher than those samples of the reference tailings at all the binder dosages and curing times. CPB samples of the deslimed tailings achieved the long-term stability at relatively low binder dosages (e.g. 5 wt% c.f. ?6.1% for the reference tailings). It was also estimated that desliming could allow a 13.4-23.1% reduction in the binder consumption depending apparently on the inherent characteristics of the tailings. Over the curing period, generation of sulphate and acid by the oxidation of pyrite present in the tailings was also monitored to correlate with the strength losses observed in the long term. Scanning electron microscope (SEM) and Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) analyses provided an insight into the microstructure of CPB and the formation of secondary mineral phases (i.e. gypsum) confirming the beneficial effect of desliming. These findings have revealed that desliming can be suitably exploited for CPB of sulphide-rich mill tailings to improve the strength and stability particularly in the long term and to reduce binder consumption.Key Words: Paste Backfill, Desliming, Scanning Electron Microscope (SEM), Mercury Intrusion Porosimetry (MIP), Sulphide Tailings, Waste Disposal.