Farklı maden atıklarının elektro-osmoz metoduyla susuzlaştırılması
Dewating different mineral wastes by electro-osmosis method
Yazar: MERVE ERCİNS
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH YÜKSEK
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Çeşitli endüstriyel alanlarda ve madencilik faaliyetlerinde yapılan çalışmalar sonucunda su ile işlem gören ana kayacın türüne göre farklı atık malzemeler ortaya çıkmaktadır. Nihai aşamada uç ürüne dönüştürülen bazı maden artıklarında ya da depolama alanlarındaki yığınlarda, geleneksel yöntemlerle malzemelerden suyun tamamı atılamamaktadır. Bu yüzden atık malzemesinin daha fazla kurutulması veya su muhtevasının düşürülmesi için elektro-osmoz yöntemi ile susuzlandırma konusunda da çalışmalar yapılmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında, farklı maden işletmelerinden alınan kömür baca külü, krom, kurşun-çinko, demir atığı ile kil ve kaolen artıklarının elektro-osmoz yöntemi ile susuzlaştırması laboratuvar ortamında araştırılmıştır. Bu amaçla bu çalışma için elektroosmoz susuzlandırma düzeneği olan 36 cm x 20 cm x 6 cm boyutlarında cam akvaryum ile bunun ortasına perfore bakır katot (-) ile delikli dikdörtgen çelik anodlar (+) imal edilmiştir. Suya doygun hale getirilen maden artıkları, yerçekimiyle drenaj kuyusu olarak imal edilen katot borusundan drene edilmiştir. Yerçekimiyle su drenajı bittikten sonra elektro-osmoz yöntemiyle su drenajına başlanmıştır. Anot ve katodun farklı maden atıkları ve artıkları için farklı voltajlar uygulanarak drene edilen su miktarları ölçülmüştür. Her deneyden sonra malzemenin bazı fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca elektro-osmoz deneyleri öncesinde tüm maden numuneleri için SEM, EDX, Master Sizer X-RD analizleri yapılmıştır.
Elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş elektro-osmotik süre ile boşalım ve harcanan enerji miktarları arasındaki ilişkiler belirlenmiştir. Kömür baca külü atığında su muhtevası %104,21 'den %28,95'e; krom atığında %52,63 'den %28,07 'ye, kurşun-çinko atığında %45,50 den %6'ya ve demir atığında %56,99'dan %12,37'ye düşmüştür. Kil ara kesme artığında %70'den %59,20'ye, kaolen artığında ise %28,91'den %7,11'e düşmüştür. Yapılan deneylerle yerçekimi ile drene edilemeyen su içeren ortamlar elektro-osmoz yöntemi ile belli bir dereceye kadar susuzlaştırılabileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
As a result of the studies carried out in various industrial areas and mining activities, different waste materials are produced according to the type of bedrock treated with water. In some mineral residues or stacks in storage areas that are eventually converted into end products, not all of the water can be removed from the materials by conventional methods. Therefore, further studies are carried out on dewatering by electro-osmosis method for further drying of the waste material or reducing the water content. Within the scope of this thesis, electro-osmosis dewatering of coal flue ash, chromium, lead-zinc, iron waste, clay intermediate and kaolin waste obtained from different mining enterprises was investigated in the laboratory. For this purpose, 36 cm x 20 cm x 6 cm glass aquarium with electroosmosis dewatering device and perforated copper cathode (-) and perforated rectangular steel anodes (+) were produced for this study. The mineral residues, which are saturated
with water, were drained from the cathode pipe produced as gravity drainage well. After gravity water drainage was completed, water drainage was started by electro-osmosis method. The amount of water drained was measured by applying different voltages for different mine wastes and residues of anode and cathode. After each experiment, some physical properties of the material were determined. In addition, SEM, EDX and Master Sizer X-RD analyzes were performed for all mineral samples before electro-osmosis experiments. The results obtained were evaluated and the relationships between electroosmotic time and discharge and energy consumed were determined. Water content of coal flue ash waste from 104.21% to 28.95%; from 52.63% in chromium waste to 28.07%, from 45.50% in lead-zinc waste to 6% and from 56.99% in iron waste to 12.37%. Clay decreased from 70% to 59,20% in the intermediate cutting residue and from 28.91% to 7.11% in the kaolin residue. Experiments have shown that water-containing media which cannot be drained by gravity can be dewatered to a certain degree by electro-osmosis method.