Asit nötralize edici malzemeler kullanılarak sülfürlü atıklardan duraylı macun dolgu üretiminin araştırılması
Investigation of the durable paste backfill production from sulphide tailings using acid neutralisation materials
Yazar: TEKİN YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. BAYRAM ERÇIKDI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu tez çalışmasında, asit nötralizasyon potansiyeli (ANP) bulunan malzemeler kullanılarak sülfürlü maden atıklarından duraylı macun dolgu üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla, ANP bulunan 6 farklı malzeme (yüksek fırın cürufu (YFC), mermer artığı (MA), C-sınıfı uçucu kül (C-UK), kalsitik kireçtaşı (KK), dolomitik kireçtaşı (DK) ve inşaat yıkıntı atığı (İYA)) sülfürce zengin (%15,82 S2-) maden atığı yerine %5-15 kullanılarak %7,5-8,5 bağlayıcı oranında toplam 581 adet ÇMD numunesi hazırlanmıştır. Bu numuneler 7-360 günlük kür süresi boyunca tek eksenli basınç dayanımı (TEBD), asit (pH) ve sülfat (SO42-) analizine ve 28-180 gün sonunda porozite (MIP) testine tabi tutulmuştur. Ayrıca, ANP bulunan 6 farklı malzemenin kullanımı ile üretilen 1,0 m3 ÇMD karışımındaki bağlayıcı tasarrufu miktarları değerlendirilmiştir. Bulgular değerlendirildiğinde, ANP bulunan malzemelerin ikame edilmesiyle bağlayıcı oranı ve kür süresinden bağımsız olarak 5,19 kata kadar daha yüksek TEBD, %14-54 oranında daha yüksek pH değerlerine (daha düşük asit üretimi), %72,1 oranına kadar daha düşük sülfat iyonu salınımına ve %12,43'e kadar daha düşük poroziteye sahip ÇMD üretimi sağlanmıştır. 1,0 m3 ÇMD üretiminde bağlayıcı oranı %7,5'e düşürülüp sülfürlü atık malzeme yerine %15 asit nötralizasyon malzemesi ikame edildiğinde %12,0-15,1 arasında değişen oranlarda bağlayıcı tasarrufu sağlanacağı öngörülürken kontrol numunesine (%15,92) kıyasla uzun dönemde (90-360 gün) yaşanan dayanım kaybı %8,90'a kadar azalmıştır.

Abstract:
In this thesis study, the durable cemented paste backfill (CPB) production from sulphide mine tailings using the materials having acid neutralization potential (ANP) was investigated. For this purpose, a total of 581 CPB samples were prepared using six different materials having ANP (blast furnace slag (BFS), marble waste (MW), class-C fly ash (C-FA), calcitic limestone (CL), dolomitic limestone (DL) and construction and demolition waste (CDW)) as partial replacement (5-15% by weight) to sulphide tailings (15.82% S2-). These samples were subjected to the unconfined compressive strength (UCS) test, acid and sulphate analyses during 7-360 days of curing period and the porosity (MIP) test at the end of 28-180 days. The amounts of binder saving in the CPB mixtures of 1.0 m3 produced with utilization of six different materials having ANP were also performed. When the findings were examined, the producing of CPB having up to 5.19 fold higher UCS, 14-54% higher pH values (lower amount of acid producing), 72.1% lower sulphate ion release and 12.43% lower porosity were obtained with replacing the materials having ANP, irrespective of the binder dosages and curing periods. When 15 wt.% (by weight) acid neutralisation material to sulphide tailings was replaced to produce 1.0 m3 CPB at 7.5 wt.% of binder dosage, it is foreseen that the binder savings varying at the rate of 12.0-15.1% can be provided, whilst, the loss of strength at long-term (90-360 days) was decreased up to 8.90% in comparison with control samples (15.92%).