Asit Kaya Drenajı Tanımlama/Önlem, Test ve Karar Destek Yazılımı Geliştirilmesi Ar-Ge Projesi

Önsöz

Proje kapsamında iki ayrı maden sahasında (Erdemir Madencilik Sanayi ve Ticaret A.Ş. Divriği/Sivas Cevher Atıkları ve Pasa Malzemesi Karakterizasyon ve Asit Kaya Drenajı Ar-Ge Çalışması ve TÜMAD Madencilik Sanayi ve Ticaret A.Ş Lapseki-Maden Sahasında Atık Kaya Yönetim Stratejisinin Geliştirilmesi), “Asit Kaya Drenajı Tanımlama/Önlem, Test ve Karar Destek Yazılımı Geliştirilmesi” projesi kapsamında saha, laboratuvar ve model çalışmaları desteğinde Ar-Ge çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ar-Ge projesi 4691 Sayılı Teknoloji Geliştirme Bölgeleri Kanunu çerçevesinde sağlanan desteklerle DEPARK Teknokent ortamında 2017-2021 yılları arasında gerçekleştirilmiştir.

AKD ile ilişkili su kalitesi tahmin çalışmalarında sahada olası gerçekleşebilecek sorunları anlama ve sahaya özel fırsatlardan faydalanarak işletme için teknik ve ekonomik olarak sürdürülebilir önlem planları oluşturulmasında oldukça karmaşık ardışık sistematik yöntemler topluluğu izlemek gerekmektedir. Ancak ülkemiz özelinde edindiğimiz izlenim bu yöntemlerin yeterince anlaşılmadığı, uygulanamadığı ve sektörel tüm paydaşları temsilen çalışan karar vericilerin çevre konusunda yeterli karar desteği alamadığını göstermektedir. Bu doğrultuda maden işletme firmaları, çevre danışman firmaları, politika uygulayıcıları, denetleyiciler, akredite laboratuvarlar ve üniversiteler gibi birçok faydalanıcının yararlanabileceği bir başvuru el kitabı ve temel seviyede karar desteği sağlayabilen hesaplama yazılımı üretilmiştir.

Yazılım teorik hesaplama içeren basit bir yapıda konu hakkında temel seviyede bilgisi olanın bile faydalanabileceği içeriktedir. Hesaplamalarda, su kalitesi anyon-katyon kütle dengesi ve ölçüm-analiz hata ve tutarsızlıklarının belirlenmesi, suyun çözünmüş içeriğine göre asit potansiyeli tahmini, asit karakterli suların asit potansiyeline göre arıtılabilmesi için gerekli nötralizasyon miktarı, maliyeti ve hammadde verimlilik tahmini, belirli bir debideki asit potansiyeli içeren suya nötralleşme için gerekli zamana bağlı eklenmeyi belirleyen nötralizasyon miktarı, minerolojik özelliklere göre net asit üretim potansiyeli (hacim ve kütle yüzde dağılımına göre), asit potansiyeli ve nötralizasyon potansiyeli hesaplamalarını elde edilen ölçüm ve analiz verileri ile yapılabilir ve karşılaştırmalar sağlanabilir. Ayrıca depolama izolasyonlarında (katı-sıvı-gaz izolasyonu, tepkisel bariyer oluşturma vb.) gerekli temel şartların ekonomik ve teknik olarak karşılaştırmaları için gerekli hesap desteği sağlanabilir. Piyasadan temin edilen arıtma nötralizasyon kimyasallarının (örneğin toz kireç, sulu kireç, kireçtaşı…) etkinliğinin teorik hesaplama ve deneysel karşılaştırma tahmini sağlaması gibi alternatifleri gerçekçi fiyat karşılaştırmaları ile yapılabilir.

El kitabı özellikle AKD tahmininde ihtiyaç duyulan teorik, deneysel test ve model yaklaşımlarının geçerlilik, sınırlamaları ve uygun kullanım yapılarının anlaşılmasını sağlama amaçlı genel bir bakış sunmaktadır.

Avrupa’da, Kuzey Kutbu’ndan Akdeniz çöllerine kadar değişen alanlarda asit drenajı örnekleri vardır. Avrupa’da tamamlanan (AB FP5 araştırma projeleri örneğin PIRAMID ve ERMITE) ve halen devam eden yeni test geliştirme ve tahmin Ar-Ge çalışmaları bulunmaktadır. Son 50 yılda global ölçekte, model, statik ve kinetik benzetim test geliştirmelerinden saha şartlarında yönetim uygulamalarına kadar tecrübelerle geliştirmeye devam edilen karar destek yapısı bulunmaktadır. Buna örnek olarak; Maden Ortamı Nötral Drenaj (MEND) Programı ve Madencilik ortamında drenaj suyunu nötralize etme programı (NEDEM) http://mend-nedem.org/, INAP: “The International Network for Acid Prevention” http://www.gardguide.com/ ve International Mine Water Association (IMWA) http://www.imwa.info/, AMIRA https://amira.global/, Partnership For Acid Drainage Remediation In Europe http://www.padre.imwa.info/index.html, Maden sahalarında drenaj değerlendirme grubu http://mdag.com/publishing.html ve Avustralya sürdürülebilir madencilik kaynakları https://www.industry.gov.au/data-and-publications/leading-practice-handbooks-for-sustainable-mining verilebilir.

AKD çalışmalarında dikkatli ve bilinçli olunmadığında kolaylıkla, geri dönüşü teknik ve ekonomik zorluklar içeren, belirsizliklerle desteklenen bir veri karmaşasının içinde kalınabilir ve bunalmaya yol açabilir. Hatalı, eksik yada aşırı öngürülen sorunlar sahadan bağımsız genel bir planlamaya bel bağlamaya, kaza ve sürprizlere açık bir tasarıma yol açabilir. Birçok durumda olası en yüksek koruma tedbirlerinin hemen her sahada sonuç verebileceği yargısı ciddi sorunların maskelenmesine ve zincirleme başarısızlıklarla artan endişeye zemin hazırlayabilir. Karar destek sisteminin temel amacı (kitap ve yazılım), yeterli veri desteğinde işletmeye özel sürdürülebilir çevresel yönetim stratejisinin geliştirilmesinde kullanıcılara sahaya özel sistematik yöntem uygulama desteği sağlamaktır. El kitabı, olası drenaj kimyasının nasıl karakterize edilebileceğinden, drenaj kimyasını yeterli doğrulukla ve olası önlem yapılarının ekonomisinin boyutunun tahminini kapsayan, tahmin ve önlem planlama programlarında izlenebilecek prosedürleri, örneklerin toplanmasından, test malzemelerinin özelliklerinin seçilmesine, statik ve kinetik testlerin yapılması, model çalışmaları, verilerin sunulması ve sonuçların yorumlanmasına kadar geniş bir perspektifte dikkate alınan faktörleri özet olarak sunmaktadır. Ayrıca, drenaj kimyasını tahmin etmek için kullanılan farklı prosedür, analiz, test ve kriterlerin güçlü ve zayıf yönleri hakkında da rehberlik sağlayabilir. Yerel saha koşullarını dikkate alarak kullanıcılara prosedür ve testlerden hangilerinin nasıl kullanılacağına dair yönlendirme sağlanırken, çevre koşulları, proje geliştirme aşamaları, jeolojik ve hidrojeolojik yapılar, işletme üniteleri, çevresel hedefler ve ihtiyaçlar hakkında da gerekli teknik kılavuz desteklerinin verilmesini içermektedir.

AKD testleri, sahada beklenen sorunları ve önlem senaryolarında gerekli temel verileri sağlama amaçlıdır. Örnek olarak testler, açık ocakta, Atık Depolama Tesisi (ADT) ve atık kaya depolama alanında (pasa) işletme ve kapanış sonrası dönemin olası AP-NP tepkimeleri ve olası drenaj kalitesine göre önlemler için gerekli teknik ve ekonomik maliyet belirleme hesaplarının yapılmasını sağlar. İşletme ve sonrası dönem için olası yıllık arıtma ve alanının izolasyon seçenekleri maliyetlerinin karşılaştırılması ve en uygun olanının seçilmesine yardımcı olur. Kuru izolasyon için, oksijen taşınım bariyeri, oksijen tüketim bariyeri, tepkime inhibisyonu ve sıvı taşınım bariyeri gibi alternatifler vardır. Bu bariyerler doğal toprak (kil silt, lös, organik madde içerikli), işlenmiş toprak (kil, polimer modifiye kil, atık karıştırılmış toprak…), oksijen tüketen malzemeler (organik çürütülebilecek malzemeler, atık turba, kanalizasyon çamuru, N-viro toprak, endüstriyel çamurlar, kompost, çöp gübre, saman türleri, silaj, selüloz atık çamurları…), nem ve sızıntı bariyerleri (sentetik, asfalt, betonlaşma, ince malzeme ile oluşturulabilen astarlar…), kimyasal ajan ve inhibitörler (kül, toprak, kireçtaşı, kireç, alkali çamurlar…) olabildiği gibi sahaya özel uygun şartları destekleyen malzemelerle yapılan uygulamalar da olabilir.

AKD endişesi olan birçok geliştirme projesinde, açıkta kalan yüzeyler, kazı gölleri, yeraltı çalışmaları ve çok miktarda cevher atığı ve atık kayadan oluşabilecek asit drenajını kontrol etmek için su örtüsü önerilmektedir. Bunun nedeni, su örtüsünün tüm AKD önleme ve kontrol tasarımlarında en etkili ve ekonomik yöntemlerden birisi olmasıdır. “Suda, çözünmüş oksijenin maksimum konsantrasyonu atmosferden yaklaşık 30 kat daha azdır. Daha da önemlisi, oksijenin suda difüzyon yoluyla taşınması, havadaki taşınmaya göre ciddi şekilde sınırlıdır. Örneğin, sudaki oksijenin diffüzüf transferi, havadaki diffüzüf transferden 10,000 kat daha yavaştır. Saha ve laboratuvar testlerinin sonuçları AKD üreten malzemelerin suya batırılmasının AKD üretimini uzun vadede sınırlamak için mevcut en iyi yöntemlerden biri olduğunu doğrulamıştır” (MEND, 2001; Gard Guide 2020, Bölüm 6’dan alıntıdır). Bu nedenle, konveksiyon olmadığında, su yoluyla oksijen taşınması oranının sülfür mineral oksidasyonu için herhangi bir öneme sahip olamayacak kadar düşük olduğudur. Su örtüsünün en büyük dezavantajı ise özellikle atmosfere açık şartlarda uygulandığında, derinlik, rüzgâr ve dalgalanma etkisi, kuruma döngüsü ve su malzeme ara yüzeyinde oksijensiz şartları koruma gibi uzun süreli dikkat ve bakım gerektiren kontrollü baraj yapım ve yönetiminden kaynaklanmaktadır. Bu tür tasarımların henüz bilinmeyen araştırma safhasında olan yönleri olduğu gibi doğal şartlarla da desteklenebiliyor olması gibi zorluklar da içermektedir. Saha özelinde işletme üniteleri bazında olası sorunların tespiti ve önlem yapılarının oluşturulması oldukça karmaşık sistematik içeren bir yapıdadır.

El kitabının sınırlı karar desteği sağlayan içerikler barındırması nedeni ile kullanıcı, kılavuzda yer alan bilgilerin bir sonucu olarak yapılan her türlü eylemi için tüm sorumluluğu üstlenmelidir. Madencilik sektörünün gelişmesine paralel olarak AKD uygulamalarının iyileştirilmesine yönelik desteğimiz kararlılıkla sürdürülmektedir. Kılavuz içeriği her türlü yorum, görüş, eleştiri, katkı ve önerilerinize açıktır ve memnuniyetle karşılanır.

 

Dr. Sevgi Tokgöz Güneş & Cihan Güneş

Yakında Kılavuz El Kitabı ve Hesap Yazılımı Burada Yayınlanacaktır

 

Önemli Hatırlatma

Burada verilen özet bilgiler kılavuz el kitabı bölümlerinden alıntılar içermektedir.

Burada oluşturulan içerik özet bir yapıda ve sahaya göre özel koşulları dikkate almadan genel unsurları içermektedir. Bu içerikte verilen konularla ilgili saha özelinde yararlanabilmek için nitelikli profesyonel danışmanlık ve rehberlik alınmasında fayda vardır. Herhangi bir kişi veya kuruluş tarafından herhangi bir bilginin hazırlanması veya değerlendirilmesinde burada yer alan bilgilerden karar desteği sağlama amaçlı yararlanılabilir. Herhangi bir kişi veya kuruluş buradaki bilgileri herhangi bir amaçla kullanmaya karar verirse, bunu kendi riski olarak görür ve sonuçlarını kabullenir.