Statik ve kinetik test metotları ile bir şist harmanının asit maden drenajı potansiyelinin belirlenmesi
Determination of acid mine drainage potential of a coal waste disposal site by static and kinetic test methods
Yazar: RASİM BAYIR
Danışman: PROF. DR. CENGİZ KARAGÜZEL
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Anyonlar = Anions ; Kinetik denklemler = Kinetic equation ; Statik basınç = Static pressure ; İletkenlik = Conductivity

Özet:
Bu çalışmada özel bir kömür ocağının yıkama tesisinin şistlerinin çevreye etkileri asit maden drenajı (AMD) özelinde araştırılmıştır. Bu amaçla örnekleme ve örnek azaltma işlemleri ve uluslararası standartlarda statik (Sobek, ABA, ASTM) ve kinetik (kolon, nem hücresi) tesleri uygulanmıştır. Testlerde tane boyutu, kolon çapı, bakteri miktarı (thiobacillus ferrooksidans) gibi çalışma parametrelerinin AMD'ye etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. Statik testler katı numunelerin sülfür (%S) analizlerine göre değerlendirilirken kinetik testler ise elde edilen süzüntülerin pH, Eh (Elektriksel potansiyel (mV)) ve Ec (iletkenlik (mS/cm)) değerine ve anyon- katyon, iyon içeriklerine bakılarak değerlendirilmiştir.
Statik testlere göre örneklerin toplam S değerleri ortalama % 0,2-2,1 arasında değiştiği bulunmuştur. Örneklerin ortalama AÜP değeri 30,42544 kg*CaCO3/t iken, ortalama NP değeri 182,6389 kg*CaCO3/t olarak bulunmuştur. Ortalama NP/AÜP ise 6.00 kg*CaCO3/t dur. Ayrıca da kolon testlerinde, bakteri kullanılan deneyler hariç pH değerleri 7,21-9,8 arasında, Eh değerleri 140-400 mV arasında ve iletkenlik değerleri ise 0,1908-30 mS/cm aralığında olduğu belirlemiştir. Bakteri kolon testlerinde ise süzüntülerin pH değerleri çok az değiştiği, Eh değerleri 172-525 mV arasında ve iletkenlik değerleri ise 0,273-12 mS/cm aralığında değiştirği belirlenmiştir.
Sonuç olarak çalışmaya konu olan sahada asit maden drenaj oluşumunun meydana gelmeyeceği belirlenmiştir. Bu durum özelikle yan kayacın nötrleşme potansiyelinin yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Ancak cevher zenginleştirme tesisinde verimsiz çalışma sonucunda şistlerde ki kömür içeriğinin artması mevcut durumu etkileyecektir. Sürdürülebilirliğin sağlanabilmesi ise tesisin yüksek verim ve performansına bağlıdır.
Anahtar Kelimeler: Anyon-katyon, Asit Maden Drenajı, Kinetik deneyler, pH-Eh-İletkenlik, Statik deneyler

Abstract:
In this study, the environmental effects of the shale of a private colliery washing plant were investigated in the case of acid mine drainage (AMD). For this purpose, sampling and sample reduction processes and static (Sobek, ABA, ASTM) and kinetic (column, moisture cell) tests in international standards were applied. In the tests, the effects of working parameters such as grain size, column diameter, bacteria amount (thiobacillus ferrooxidans) on AMD were systematically investigated. While the static tests were evaluated according to the sulfur (%S) analysis of the solid samples, the kinetic tests were evaluated by looking at the pH, Eh (Electrical potential (mV)) and Ec(conductivity(mS/cm)) values and anion-cation and ion contents of the obtained filtrates.
According to static tests, the total S value of the samples is in the range of 0.2-2.1% on average. While the average AUP value of the samples was 30.42544 kg*CaCO3/t, the average NP value was 182.6389 kg*CaCO3/t. The average NP/LUP is 8.88 kg*CaCO3/t. In addition, in the colon tests, the pH value was between 7.21-9.8, the Eh value was between 140-400 mV, and the conductivity was between 0.1908-30 mS/cm, excluding the experiments using bacteria. However, in experiments using bacteria, it was observed that the pH value changed. The Eh value was determined between 172-525 mV and the conductivity was determined in the range of 0.273-12 mS/cm.
As a result, it was determined that the formation of acid mine drainage would not be expected in the area subject to the study. This is especially due to the high neutralization potential of the host rock. However, the increase in coal content in the schists as a result of inefficient operation in the ore enrichment plant will affect the current situation. Achieving sustainability depends on the high efficiency and performance of the facility.
Kewords: Acid Mine Drenage, Anion-cation, Kinetic experiments, pH-Eh-conductivity, Static experiments