Balıkesir ili, Balya ilçesi sınırlarında bulunan kurşun, çinko, bakır işletmesi zenginleştirme atıkları ile terk edilmiş Fransız maden atıklarının doğal şartlar altında asit maden drenajı oluşturma potansiyelinin araştırılması
Investigation of acid mine drainage potential of the lead, zinc, copper facility's and abandoned French mine tailings located in Balikesir province, Balya district under natural conditions
Yazar: CANSIN AĞAÇ
Danışman: PROF. DR. MEHMET SALİM ÖNCEL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Asidik maden drenajı = Acid mine drainage

Özet:
Sülfitli minerallerin hidroliz ve oksidasyonu, doğada ve özellikle maden sahalarında önemli bir asit üretim kaynağı olabilmektedir. Bu mineraller içerisinde pirit (FeS2) asit drenajı oluşturan majör kaynaktır. Ancak sadece pirit değil diğer sülfitli mineraller (sfalerit, galen, kalkopirit, vb.) de asit üretebilmekte ve(ya) asit üretimine katkı verebilmektedir. Masif sülfit minerallerine ek olarak, sülfit içeren maden atıkları (flotasyon, izabe vb.) da oksidasyon ve hidroliz reaksiyonları neticesinde asidik drenajlar meydana getirebilmektedir. Balıkesir İli, Balya İlçesi'nde
bulunan Pb/Zn madencilik sahası, 1860'lı yıllardan günümüze kadar yoğun madencilik faaliyetlerinin yürütüldüğü bir sahadır. Dolayısıyla bölgede kontrolsüzce yayılmış ve terkedilmiş Fransız atıklarının yanı sıra güncel flotasyon atıkları da yer almaktadır. Bu atıkların asit üretme potansiyellerinin belirlenmesi, sucul ekosistem açısından büyük
önem arz etmektedir. Bu amaçla, tez çalışmasında söz konusu atıkların doğal saha koşularında kinetik (uzun vadeli, 67 hafta) kolon testleri ile hidrojeokimyasal davranışları ve Asit Maden Drenajı (AMD) oluşturma potansiyelleri belirlenmiştir. Yürütülen mineralojik analizlerde, ana cevherleşme minerallerinin (galenit ve sfalerit) haricinde kalsit (CaCO3), pirit, kalkopirit (CuFeS2), garnet (X3Y2Si3O12), arsenopirit (FeAsS), K-feldispat (KAlSi308) ve kuvars (SiO2) minerallerinin varlığı saptanmıştır. Saha çalışmaları kapsamında numuneler 50 cm çapında ve 2 metre yüksekliğinde pleksi-glass malzemeden yapılmış kolonlara beslenmiştir. Her bir kolondan yağışlı günler sonrası biriken sulardan örnekler alınarak yerinde ölçüm parametre (pH, sıcaklık, elektriksel iletkenlik ve çözünmüş O2) değerleri belirlenmiştir. Ek olarak kolon liç çözeltilerinin nihai metal konsantrasyon değerleri de tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda, en düşük liç pH değeri kısmen karbonatlaşmış terk edilmiş Fransız atıklarında yaklaşık 3,5 olarak saptanmıştır. En yüksek liç pH
değeri ise kalsit ve K-Feldspat gibi asit tüketme potansiyeli yüksek olan minerallerin bulunduğu tüvenan için 11-12 aralığında ölçülmüştür. 

Anahtar Kelimeler: Sülfitli maden atıkları, Terkedilmiş maden atıkları, Kinetik kolon testleri, Asit maden drenajı

Abstract:
Hydrolysis and oxidation of sulfide minerals are able to be important sources of acid production in nature and especially in mining areas. Among these minerals, pyrite (FeS2) is the major source of acid drainage. However, not only pyrite, but also other sulfide minerals (sphalerite, galena, chalcopyrite, etc.) can produce acid and (or)
contribute to acid production. In addition to massive sulfide minerals, sulfidecontaining mine wastes (flotation, smelting, etc.) may also create acidic drainages due to the oxidation and hydrolysis reactions. In the Pb/Zn mining area, located in Balya District of Balıkesir Province, intensive mining activities have been carried out since
the 1860s. Therefore, besides uncontrolled and abandoned French tailings, current tailings are available in the site. Determining the acid production potential of these tailings are of great importance for aquatic ecosystem. For this purpose, in this study, hydrogeochemical behavior and acid mine drainage (AMD) formation potential of the tailings were determined by kinetic (long-term, 67 weeks) column tests under natural field conditions. In the mineralogical analyzes, besides the major minerals of galena and sphalerite, the presence of calcite (CaCO3), pyrite, chalcopyrite (CuFeS2), garnet (X3Y2Si3O12), arsenopyrite (FeAsS), K-feldspar (KAlSi308), and quartz (SiO2) minerals have been detected.
Within the scope of field studies, samples were fed to the columns made of plexiglass material with a diameter of 50 cm and a height of 2 meters. In situ measurement parameter (pH, temperature, electrical conductivity and dissolved O2)
values were determined by taking samples from the leachates accumulated after rainy days from each column. In addition, the final metal concentration values of the leachates were determined. As a result of the study, the lowest leach pH value was found to be approximately 3.5 in partially carbonated abandoned French tailings. The highest leaching pH value was measured in the range of 11-12 for the run of mine material, consisting high acid consuming minerals such as calcite and K-Feldspar. 

Keywords: Sulfidic mine tailings, Abandoned mine tailings, Kinetic column tests, Acid mine drainage