Kil içeriği yüksek sülfürlü bir maden atığının macun dolgu olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usability a sulphureous mine waste with high clay content as paste backfill
Yazar: TAHA YAVUZ DEVECİ
Danışman: PROF. DR. FERDİ CİHANGİR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Macun dolgu karışımları ince boyutlu maden tesis atıklarından hazırlanmaktadır. Her maden atığı yapısı gereği bünyesinde farklı mineraller barındırmaktadır. Macun dolgunun kısa ve uzun dönemdeki dayanım değerleri, macun dolgu karışımında kullanılan atığın içerdiği mineraller ile ilişkilidir. Atık malzeme bünyesinde kil mineralleri içermesi durumunda, macun dolgunun dayanım performansını olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında yüksek kil içeren atıkların macun dolguda kullanıldığı durumdaki dayanım ve işlenebilirlik özellikleri araştırılmıştır. Atık malzeme ile hazırlanan karışım uygun çimentolu macun dolgu tasarımına ulaşabilmek amacıyla katı oranı, slamp, bağlayıcı tipi ve bağlayıcı oranına bağlı olarak dizayn edilmiştir. Bu şartlar altında hazırlanan numunelere ek olarak kum ilavesi ve uçucu kül katkısı da araştırılmıştır. Macun dolgu numuneleri, 14-360 günlük kür sürelerinde tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) deneylerine tabi tutulmuştur. Macun dolgu numunelerinin kısa ve uzun dönemde yüksek dayanıma ulaşamadıkları gözlenmiştir. Kil minerallerinin, kısa ve uzun dönemdeki dayanım performansını olumsuz etkilediği dayanım testleri sonucunda tespit edilmiştir. Bu değerlendirmeler neticesinde yüksek kil içeriğine sahip sülfürlü bir maden atığının macun dolguda kullanılabilir olması için ön hazırlık işlemleri ile kil içeriğinin azaltılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Paste filling mixtures are prepared from mine plant waste. Each mine waste contains different minerals due to its structure. Short and long term strength values of paste backfill depend on mineral content of waste which used in paste backfill mixture. The clay minerals contained in the waste are evaluated as a negative factor affecting the strength performance of the cemented paste backfill. Therefore, this thesis aims to investigate the potential of high clay content wastes to be a usable material in cemented paste backfill mixtures. The mixture prepared with the evaluated waste material was designed in relation to certain criteria in order to reach the appropriate cement paste backfill design. These criteria were solid ratio, slump, binder type and binder ratio. In addition to the samples prepared under these conditions, additional samples were prepared in which sand and fly ash addition were also examined. Paste backfill samples were subjected to uniaxial compressive strength (UCS) tests at 14-360 days of curing time to measure their strengths. It has been observed that paste backfill samples cannot reach high strength in short and long terms. It has been determined as a result of strength tests that fine-grained clay minerals negatively affect the strength performance in the short and long term and it was obtained that it would be beneficial to subject a sulfurous mine waste with high clay content to preliminary preparation processes in order to be usable in paste backfill.