Asit Maden Drenajı Karakterizasyonu ve Genel

Asit Maden Drenajı Karakterizasyonu ve Genel Prosedürleri
Başta pirit olmak üzere, markazit, pirotin gibi sülfürlü metalik minerallerin, madencilik
faaliyetleri sırasında (cevher üretimi, cevher ya da pasa stoklama, artık yığınlama vb.) hava ve su ile
teması neticesinde çözünerek sulu ortama H+ iyonu vermesiyle asidik karakter kazanmasına yol açan
kimyasal, jeokimyasal, fizikokimyasal, fiziksel ve biyolojik sürece Asit Maden Drenajı denir. Sülfürlü
metalik mineraller asit oluşturma karakteri gösterirken, diğer bir yandan karbonat ve silikatlar başta
olmak üzere bazı mineraller hava ve su ile temas ettiğinde sulu ortama OH- iyonu vererek ortamı
bazikleştirir ve tamponlama görevi üstlenir. Bir madencilik faaliyetinde asiditeye sebep olacak
minerallerin varlığı, Asit Maden Drenajı oluşumunun kesin bir kanıtı olmamasının yanında, sahanın
tamponlama karakterinin olması Asit Maden Drenajı oluşumunun gerçekleşmeyeceği anlamına
gelmemektedir.
Cevher veya stok yığınları, üretim yapılmış veya halen üretimi yapılan açık ve kapalı ocak
yüzeyleri, proses atıklarının muhafaza edildiği atık barajları gibi Asit Maden Drenajı kaynaklarından
oluşabilecek sızıntılar ile yeraltı sularına taşınacak olan asidik karaktere sahip maden sularının
etkisiyle kimyasal, fiziksel ve ekolojik dengenin bozulmaması, ve buna paralel olarak insan dahil
bölgede yaşamını devam ettiren canlıların olumsuz bir şekilde etkilenmemesi için, Asit Maden Drenajı
doğru bir şekilde karakterize edilerek, devamlı bir şekilde izleme ve yönetim prosedürlerinin
uygulanması gerekir. Doğru bir şekilde karakterize edilen ve yapılan jeokimyasal modellerle doğru bir
şekilde yönetilen Asit Maden Drenajı, bir yandan çevresel kirliliğin önlenmesi açısından, bir yandan da
maden işletmesi için uzun vadede yaşayacağı sorunları engellemek ve bu sorunlar için öngörmediği
maliyetleri engellemesi açısından oldukça önemlidir.
Madencilik faaliyetleri kadar eski bir tarihsel olgu olan Asit Maden Drenajı, geçmişte yaşanan
global ölçekteki sorunlar ve bunlardan çıkarılan derslerle birlikte, gerek akademik gerekse endüstriyel
anlamda yapılan araştırmalar ve buna paralel olarak gelişen teknoloji ile birlikte Asit Maden
Drenajı’nın çevresel bir sorun olmaması için global anlamda yoğun bir çaba göstermektedir. Her
maden sahasının kendine özgü bir karakteristiği olduğu için çözüm yöntemleri de bu karakteristiğe
uygun bir şekilde uygulanmalıdır. Bunun için de sahanın jeolojik, topoğrafik, mineralojik,
hidrojeolojik, çevresel ve madencilik anlamında iyi okunması, kullanılacak yöntemlerin de başarısını
kuşkusuz kılar. Buna bağlı olarak uygulanan yöntemler temelde aynı prensiplere dayansa da,
uygulama olarak madenden madene farklılık göstermesi kaçınılmazdır.
Asit Maden Drenajı Prosedürleri
Doğru bir karakterizasyon yapılarak uygulanacak Asit Maden Drenajı algoritması hem çevre
kirliliği oluşturmaması ve ekolojik hayatın olumsuz etkilenmemesi açısından, hem de bu prosedürleri
uygulayacak olan işletmenin sorunsuz bir şekilde madencilik faaliyetlerini sürdürmesi açısından önem
arz etmektedir.
1- Maden Karakterizasyonu : Asit Maden Drenajının tanımlanması açısından bakıldığı
zaman öncelikle çıkarılacak olan madenin, ve bu madene bağlı olarak çıkarılacak yan
kayacın, oluşacak stok alanları ya da kurulacak ise cevher hazırlama tesisi ve buna bağlı
parametrelerin karakterize edilmesi gerekir.
2- Mineralojik Analiz : Başta sülfürlü metalik mineral ve asit üretme potansiyeli olan
mineraller ya da tamponlama görevi üstlenecek mineraller için yapılacak mineralojik
3-
4-
5-
6-
7-
analizler daha sonra yapılması gereken testler için alınacak numunelerin belirlenmesi için
bir temel oluşturur.
Numune Alma : Madencilik faaliyetlerinden dolayı oluşacak Asit Maden Drenajı
karakterizasyonu için söz konusu maden sahasının doğru bir şekilde okunması en temel
bileşenlerden biridir. Bu sebepten dolayı, numune alma işleminin, sahanın alansal
dağılımını, litolojik dağılımını, ve jeokimyasal özelliklerini yüksek bir oranda temsil etmesi
gerekir.
Tanımlama : Sahayı temsil eden numunelerin alınmasından sonra, elde edilen verilerin
fiziksel, kimyasal, mineralojik ve biyolojik açıdan değerlendirilmesi, ve tanımlanması bu
süreci takip edecek jeokimyasal testlere karar vermek için temel oluşturur.
Statik ve Kinetik Testler : Statik testler sahayı temsil eden numunelerin asit üretme ya da
asit nötürleştirme potansiyellerini saptamak amacıyla kullanılan çabuk sonuç veren
jeokimyasal testlerdir. Ancak statik testler minerallerin sadece asit üretme ve asit
nötrleştirme potansiyellerini ölçer, bu minerallerin çözünme hızları gibi dinamik
parametreler hakkında bilgi vermez. Bu yüzden statik testler ileride yapılacak olan kinetik
testler ya da jeokimyasal modeller için bir öngörü oluşturur.
Statik test sonuçlarına göre yapılmasına karar verilen kinetik testler, temelde doğada
gerçekleşen asit üretme sürecinin bir simülasyonu niteliğindedir. Laboratuvar koşulları
altında da yapılabilen kinetik testler, gerekli görüldüğü, ya da sahanın atmosferik
koşullarını daha iyi temsil etmesi amacıyla maden sahasında da gerçekleştirilebilir. Statik
testlerden gelen teorik sonuçların analiz edilmesinden sonra jeokimyasal bir model
oluşturmak için tepkime kinetiklerinin, salınım hızlarının ya da mekanizmaların
belirlenmesi kinetik testler ile mümkündür.
Modelleme : Maden sahalarının değişen jeolojik, mineralojik, ve tesis durumlarından
dolayı ortaya çıkan farklılıklar atık, artık, ya da stok yığınlarında da farklılık oluşmasına
neden olmaktadır. Yürütülen kinetik testler gerçeğe yakın bir yaklaşım sağlarken, zaman
ve maliyet açısından problem yaratabilmektedir. Jeokimyasal statik ve dinamik testlerin
maliyetlerini indirmek için matematiksel ve jeokimyasal modellemeleri (PHREEQC,
MINTEQ vs.) yapılmaktadır. Sülfür minerallerinin oksitlenmesi, tampon etkisi gösteren
minerallerin çözünmesi, redoks tepkimeleri, bakteri katalizleri içerisinde barındıran bu
modeller, parametrelerin zamana bağlı değişimini, ve davranışını simüle etmek için
kullanılır. Ampirik modellerde ise değişkenler arası istatiksel ilişkiler temeline
dayanmaktadır. Modelde yapılan kabul, modeli oluşturana kadar elde edilen verilerle
örtüşmeli, ve yapılan karakterizasyon çalışmalarını desteklemelidir.
Önleme ve Arıtma : Asit Maden Drenajının en etkili ve maliyeti düşük çözümü asit
üretme potansiyelini kaynağında önlemektir. Asit Maden Drenajı karakterizasyonu
yapılmamış, modeller ve yönetim planları oluşturulmamış sahalar için potansiyeli
kaynağında önlemek söz konusu olamaz. Bu koşuldaki sahalar için problemi minimize
etmek gerekmektedir. Asit üretmeye başlamış sahalarda global olarak uygulanan aktif ya
da pasif arıtma sistemlerinin uygulanması düşünülmelidir. Aktif arıtma ağırlıklı olarak
kimyasallar kullanılarak daha yüksek maliyeti olan işlemlerle yapılmaktayken, pasif arıtma
her ne kadar son yıllarda geliştirilmeye başlanmış olsa da global ölçekli bir çok başarılı
örneğe sahiptir. Her iki yöntemde de uygulanacak arıtma sistemlerinin çevre
yönetmeliklerine uygun olması zaruridir.
Kaynaklar
 DM Sherman, 2011, University of Bristol, UK, “Geochemical Modelling of Acid
Mine Drainage”
 Mend Project 1.16.1b , 2008, North Vancouver, Canada, “Acid Rock Drainage
Prediction Manual”
 U.S. Environmental Protection Agency, 1994, Washington, USA, “Technical
Document, Acid Mine Drainage Prediction”
 M. Karadeniz , 2008, Ankara, “Sülfürlü Madenlerin Sorunu Asit Maden Drenajı
ve Çözümü”