Influence of mineralogical characteristics on rheological behavior of tailings slurries
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BERKE BESTE AKTAŞ
Danışman: NACİ EMRE ALTUN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yüksek tenörlü cevherlerin giderek tükenmesi nedeniyle, madencilik operasyonları, değerli madenlerin işletilebilmesi için cevherleri daha ince boyutlara öğütmek zorunda kalmaktadır. Giderek artan ince tanecik miktarı ve bazı durumlarda mevcut yüksek kil minerali içeriği ile atık çamurları içeren operasyonlarda yüksek viskozite ve akma direnci gibi karmaşık reolojik davranımlar gözlemlenmiş ve bu da cevher hazırlama operasyonlarının performansının düşmesine neden olmuştur ve olmaktadır. Bu çalışmada atık çamurlarının akış davranımlarının cevherin mineralojik karakteristiklerine ve özellikle kil mineralleri içeriğine göre değişimleri incelenmiş ve cevher hazırlama tesis atıklarının yer altı yöntemleriyle işletilen madenlerde geri dolgu malzemesi olarak kullanımı irdelenmiştir. Ayrıca, bu çalışma kil minerallerinin atık çamurlarının akış davranışlarına olan etkilerinin belirlenmesine ve süspansiyon içeren proses aşamalarındaki davranımının anlaşılmasına yardımcı olmasını amaçlamaktadır. Saf kil mineralleri ve aynı cevherin farklı damarlarından alınan iki atık çamuru örneği reolojik bir sınıflandırma ortaya koymak için mineralojik özellikleri ve yüzey yükü özellikleri açısından karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Atık çamuru örneklerden birisi diğerine göre daha yüksek miktarda kil mineralleri içermektedir. Her iki örnek reolojik tetkik ve testlere tabi tutularak çamur örneklerinin farklı pülp koşullarında viskozite ve akma direnci değerleri belirlenmiş ve reolojik bulgular "Bingham Plastic" ve "Casson" modelleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Öncelikle, cevher zonundan bağımsız olarak, atık çamurlarının tiksotropik davranıma sahip olduğu gözlemlenmiştir. Diğer önemli bulgu, yine cevher zonundan bağımsız olarak, çamur katı içeriğinin viskoziteye yani akışkanlığa belirgin şekilde etki ettiğidir. Çamurun katı içeriği reolojik davranım bakımından kritik öneme sahip olup, katı içeriğindeki sınırlı artışlar akışkanlığı önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu bulgulara ek olarak, cevher süspansiyonlarının reolojik davranımın üzerinde mineralojik özelliklerin önemli bir etkiye sahip olduğu ortaya konmuştur. Bu bağlamda gözlemsel olarak kil mineralleri içeren ve ''killi'' olarak tabir edilen cevher zonuna ait atık çamur örneği, benzer miktarda katı içeriğine rağmen, normal cevher zonuna göre daha düşük akışkanlık göstermektedir. Yüksek yüzey yüklerinin daha dağınık duruma neden olurken, nispeten daha düşük yüzey yüklerine sahip taneciklerin süspansiyonlarda tanecikler arası etkileşime ve aglomerasyona ve dolayısıyla düşük akışkanlık ve yüksek akma direncine neden olduğu anlaşılmıştır. Tüm bulgular kil içeren atık çamurlarının nakliyesinin çok daha zorlayıcı bir işlem olacağına işaret etmektedir. Dolayısıyla atık çamurunun katı içeriğinin ayarlanması/optimize edilmesi, özellikle kil içerikli çamurlar için daha kritik hale gelmektedir. Yani, atık çamurunun geri dolgu malzemesi olarak kullanıldığı tesislerde cevher mineralojisi, proses şartları, vb. meydana gelebilecek değişimler, çamurun nakliyesini ciddi şekilde etkileyebilecek koşullar olarak ortaya çıkmaktadır. Atık çamurunun sorunsuz şekilde nakliye edilebilmesi, çamur pompalarının ve nakliye hatlarının öngörülen tesis şartlarında çalışabilmeleri bakımından, atık çamurlarının testlerle belirlenen reolojik davranımlarının kontrolü ve korunması büyük önem taşımaktadır.