Barıt (BaSO4) mıneralının yeraltı suyunda çözünmesının arastırılması ve sülfat gıderım metodları
An investigation for the dissolution of the mineral barite (BaSO4) in ground water and removing methods of sulfate
Yazar: SEMA HÜMEYRA YILDIRIM ÇOBAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET SALİM ÖNCEL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Türkiye barit minerallerince çok zengin bir ülkedir. Barit madenlerinin bulunduğu bölgelerde yeraltı sularında sülfat konsantrasyonunun arttığı görülebilmektedir. Bu durum da gözlerin barit minerallerinin bulunduğu bölgelerdeki yeraltı sularına çevrilmesini tetiklemiĢ ve son yıllarda bu konuya olan ilgiyi arttırmıĢtır. Madencilik çalıĢmaları sırasında baritin daha küçük tane boyutuna dönüĢmesi ve suda zamanla çözünmesiyle pH artıĢına neden olmasıyla daha çok çözünmenin artıĢı birçok maden yatağı civarındaki yeraltı sularının kullanılamaz hale gelmesine neden olabilmektedir. Bu çalıĢmada, barit mineralinin, değiĢik tane boyutlarında yeraltı sularının pH‟ larına paralel değerlerde oluĢturulan numunelerdeki çözünme mekanizması incelenmiĢtir. Tane boyutu küçüldükçe çözünmenin artıĢı, madencilikle olan kirlenmeyi açıklayıcı niteliktedir. Sıcaklık artıĢı ile çok net bir genelleme yapılamasa da sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde pH değerinin önem kazandığı dikkati çekmiĢtir. Ġyon kromatografisi sonuçlarında, sıcaklık artıĢının çözünürlüğü azalttığı görülmüĢtür. >2mm boyutlu 2 gr numune ile ortam sıcaklığında yapılan analiz sonucunda 4,33 mg/L SO4-2 bulunurken; aynı numune ile 400C „de yapılan deney sonucu 4,12 mg/L SO4-2 „dir. Mineral miktarının artıĢıyla çözünürlüğün artmasını ise; >2mm, 2 gr numune ile ortam sıcaklığında yapılan deney sonucunda 4,33 mg/L SO4-2 ve yine aynı Ģartlarda 4 gr numune ile yapılan deney sonucunda 6,72 mg/L SO4-2 bulunmasıyla gözlemlendi. Mineral boyutu etkisi araĢtırılmasında ise ortam sıcaklığında 2 gr numune ile yapılan çalıĢmalara bakıldığında >2mm 4,33 mg/L SO4-2, 1-0,6 mm 4,36 mg/L SO4-2 ve <0,15mm 6,83 mg/L SO4-2 değerleri bulunmuĢtur. Bu değerlerden anlaĢılacağı üzere boyut küçüldükçe çözünme artmıĢtır. Son olarak sürenin uzatılmasının çözünürlüğü arttırması durumu için 400C‟de <0,15mm boyutlu minerallerle yapılan deneylerde 2 gr için 6,83 mg/L SO4-2 bulunurken; 4 gr için 7,99 mg/L SO4-2 bulunmuĢtur. Tüm değerler pH5 ile yapılan deneylerin analiz sonuçlarından alınmıĢtır. Tüm bu veriler, bir barit maden çalıĢması yapılmadan önce göz önüne alınırsa yeraltı sularında oluĢabilecek sülfat kirliliği önceden öngörülerek önlenmiĢ olabilir.
Anahtar Kelimeler: Barit minerali, Madencilik, Yer altı suyu, Çözünme.

Abstract:
Turkey is very rich in minerals barite, is a country. The region containing barite mine, increasing concentration of sülfate can be seen that ground water in these regions. This situation in the regions of barite minerals have triggered to turn to ground water and in recent years has increased the interest in this subject. During the mining operation, with barite transformation into a smaller particle size and dissolution in water in time that cause an increase in pH increasing more dissolution may cause many of groundwater close by mineral deposits, to became unusable. In this study, dissolution mechanism is studied in diffferent particle size of barite mineral at pH values, formed in paralel with with the groundwater‟s value, in the samples. Becoming smaller of particle size increase dissolution, is explained pollution from mining. A generalization is not performed on temperature increase but, it is noted that the importance of the pH value in areas where the temperature is high. In ion chromatography results, shows that temperature rise caused a decrease in resolution. As a result of the analysis of 4,33 mg/L SO4-2 is found at ambient temperature with >2mm sized, 2 gr samples; test result, which is at 400C with same sample, is 4,12 mg/L SO4-2. In case increased solubility with increasing amount of mineral we observed with, as a result of experiments of 4,33 mg/L SO4-2 is found at ambient temperature with >2mm size, 2 gr samples; and again the same conditions, the results of experiments is found 62 mg/L SO4-2 with carried out 4 gr of samples. Investigating of mineral size effect, referring to studies, which is at ambient temperature with 2 gr samples, for >2mm 4,33 mg/L SO4-2; for 1-0,6mm 4,36 mg/L SO4-2 and for <0,15mm 6,83 mg/L SO4-2 levels are found. As can be understood from these levels when size gets smaller, solubility increased. Finally, the test results, which was at 400C with <0,15mmm size and 2gr sample, is 6,83 mg/L SO4-2 and 7,99 mg/L SO4-2 is found for 4 gr sample with same conditions, shows that for the case of extension of the limit is increased the solubility. All this values are taken from analysis of the experiments at pH5. Before making a barite mining operation if all these data in consideration for occuring in groundwater sülfate pollution, can be prevent in advance. Key Words: Minerals barite, Mining, Ground water, Dissolution.