Submarine Disposal Method of Mine Tailings (Slurry Sludge)

Abstract

The mining industry is one of the most important industrial activities that are playing a role to development of the modern society and at same time, this industry is the world's largest waste-producing industry. The raw materials, which are needed for the developing technology and industrial activities, are obtained from naturel sources with the mine activities. These mine activities can lead to destruction of biological diversity and environmental pollution problems. According to the abandonment of mining activities not possible, these activities should also be more sensitive to protection of natural sources and prevention of environmental pollution. The appropriate disposal methods and application of various engineering techniques should be investigated for this purpose. Mine waste sludge (or slurry sludge) which is produced from ore process generally is disposal in on-land storage facilities. The various environmental problems can arise due to acid mine drainage (due to sulfite oxidation), geotechnical stability and some other reasons in on-land storage areas. Due to negative effects of on-land storage facilities on the environment, mine tailings (or mine waste sludge) disposal in the receiving environments such as submarine, under constant reduction conditions and geochemically stable sulphite minerals, can see as a new and safer alternative method to land storage facilities. In this study, general disposal methods (especially submarine disposal method) were investigated for mine waste sludge or mine tailings that are forming from ore process. Possible positive and negative environmental effects of this method were discussed. Submarine disposal plant of mine tailings (for the Black Sea) in Turkey and studies to determine the effects of this discharge were evaluated. According to the results of these experimental studies, the mine tailings (or mine waste sludge) which is discharged to Black Sea are defined as a negative buoyancy waste because of it moved to bottom of the sea and could not to reach the strata where living organisms from the anoxic zone.

Keywords

• Mine Wastes,Mine Tailings (Slurry Sludge),Submarine Disposal Method

Maden Atık Çamurlarının Denizaltı Depolama Yöntemi ile Bertarafı

Abstract

Madencilik endüstrisi modern toplumun gelişmesinde rol oynayan en önemli endüstriyel faaliyetlerinden biri olmakla birlikte dünyanın en büyük atık üreten endüstrisidir. Gelişen teknoloji ve endüstriyel faaliyetlerin ihtiyacı olan hammaddelerin madencilik faaliyetleri ile doğal kaynaklardan elde edilmesi, biyolojik çeşitliliğin yok edilmesine ve çevre kirliliği sorunlarına neden olabilmektedir. Madencilik faaliyetlerinden vazgeçilmesi mümkün olmadığına göre, madenlerin çıkartılmasında kamu yararının yanında doğal kaynakların korunması ve çevre kirliliği oluşturmaması konusunda da daha duyarlı olunmalı ve uygun bertaraf yöntemleri için çeşitli mühendislik tekniklerinin uygulanması hedeflenmelidir. Madencilik faaliyetleri sonucu oluşan atıklardan olan çamur genel olarak arazilerde (atık barajlarında veya atık döküm sahalarında) depolanarak bertaraf edilmektedir. Bu depolama alanlarında ise asit maden drenajı (sülfit oksidasyonundan dolayı), geoteknik stabilite ve diğer bazı sebeplerden dolayı çevresel sorunlar meydana gelebilmektedir. Yerüstü atık barajları depolama alanlarında oluşan olumsuz nedenlerden dolayı maden atığı çamurların sucul alıcı ortamlarda bertarafı, özellikle sabit indirgeme koşulları altında ve sülfit minerallerinin jeokimyasal olarak istikrarlı olduğu derin deniz altlarında bertarafı bir seçenek olarak görülebilir. Bu çalışmada, maden atıklarının ve maden cevheri zenginleştirme atıklarından olan sulu çamurun (maden atık çamurunun) genel bertaraf yöntemleri, özellikle denizaltına deşarj ve denizaltında depolama yöntemi incelenmiştir. Bu yöntemin olası olumlu/olumsuz çevresel etkileri tartışılmıştır. Türkiye’de bulunan maden atığı çamuru derin denizaltı depolama (Karadeniz için) tesisi ve bu deşarjın (yöntemin) etkilerini belirlemek için yapılan deneysel çalışmalar değerlendirilmiştir. Bu kapsamda yapılan deneysel çalışmalar değerlendirildiğinde, derin deniz deşarjı tesisiyle Karadeniz’e deşarj edilen maden atık çamurlarının denizin tabanına doğru hareket eden bir atık olduğu (negatif yüzerliliğe sahip veya batan atık), anoksik bölgeden oksijenli bölgeye yükselemediği belirlenmiştir.

Keywords

• Maden Atıkları,Maden Atık Çamuru (Sulu Çamur),Denizaltı Depolama Yöntemi

References

1. Acar D.O., (2007), Türkiye’de açık ocak kömür madenciliği sonrası peyzaj onarım çalışmalarının irdelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
2. Archibald J.F., (1999), Beneficial impacts of paste tailings on environmental hazard mitigation and engineering performance, International Mining and Environment Congress, Lima, Peru, ss.537-548.
3. Arol A.İ., (2002), Madencilik atıklarının bertaraf edilme yöntemleri, Madencilikte Çevre Yönetimi Seminer Notları, TMMOB Maden Mühendisleri Odası, Ankara.
4. Atmaca M., (2001), Afşin-Elbistan termik santrali açık işletme alanının madencilik sonrası olası alan kullanım alternatiflerinin değerlendirilmesi, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana.
5. Baer R.L., Shermani G.E., Plumb P.D., (1992), Submarine disposal of mill tailings from on-land sources- an overview and bibliography, U.S. Department of the Interior Bureau of Mines, Report No. OFR 89-92, USA.
6. Bağırsakçı S., (2000), Türkiye’de ve Dünya’da madencilik sektörü, Doktora Tezi, Türkiye ve Orta Doğu Amme İdaresi Enstitüsü Kamu Yönetimi, Ankara.
7. Berkün M., Önsoy H., (2001), Çayeli Bakır İşletmeleri atıksuları deşarj sistemi için teknik rapor, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
8. ÇBİ, (2013), Derin deniz deşarjı ve macun dolgu uygulamaları teknik kılavuzu, Çayeli Bakır İşletmeleri A.Ş., Yayınlanmamış Rapor, Rize.

9. Çetiner E.G., Ünver B., Hindistan M.A., (2006), Maden atıkları ile ilgili mevzuat: Avrupa Birliği ve Türkiye, Madencilik, 45(1), 23-34.
10. Dold B., (2014), Submarine tailings disposal (Std)—a review, Minerals, 4, 642-666.
11. GESAMP (2016), Proceedings of the GESAMP International Workshop on the Impacts of Mine Tailings in the Marine Environment, IMO/FAO/UNESCOIOC/ UNIDO/WMO/IAEA/UN/UNEP/UNDP Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection. Reports and Studies, GESAMP No. 94, 84ss.
12. Ellis D., Ellis K., (1994), Very deep STD. Marine Pollution Bulletin, 28, 472–476.
13. İnce S., Engin D., Resen A., (2013), Çayeli Bakır İşletmeleri maden atık çamuru denizaltı depolaması, Bitirme Tezi, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, İstanbul.
14. İzdar E., (2009), Karadeniz’in hidrografik, biyolojik, fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle oluşturduğu tabakalaşmanın anoksik ortamında sülfit içeren atıkların depolanabilirliği, Piri Reis Denizcilik ve Eğitim Vakfı, İzmir.
15. Karadeniz M., (1996), Cevher zenginleştirme tesis atıkları, çevreye etkileri, önlemler, Nobel Kitabevi, Ankara.
16. Kayhan H., (2008), Çayeli Bakır İşletmeleri’ne ait derin deniz deşarjı İle yapılan atıksu boşaltımının deniz ekosistemine etkilerinin belirlenmesi ve yayılımın modellenmesi, Doktora Tezi, KTÜ, Trabzon.
17. Ramirez-Llodra E., Trannum H. C., Evenset A., Levin L.A., Andersson M., Finne T.E., et al. (2015), Submarine and deep-sea mine tailing placements: a review of current practices, environmental issues, natural analogs and knowledge gaps in Norway and internationally, Marine Pollution Bulletin, 97, 13–35.
18. Reichelt-Brushett A., (2012), Risk assessment and ecotoxicology. Limitations and recommendations for ocean disposal of mine waste in the Coral Triangle, Oceanography, 25, 40–51.
19. Shepherd T., Rumengan I., Sahami A., (2018), Post-depositional behaviour of mercury and arsenic in submarine mine tailings deposited in Buyat Bay, North Sulawesi, Indonesia, Marine Environmental Research, 137, 88-97.
20. Topçu Y., (2012), Liç Atıkları, Atık Depolama Tesisleri ve Koza Uygulamaları, http://www.haliccevre.com/images/2012/342.pdf, [Erişim 20 Temmuz 2019].
21. Trannum H.C., Gundersen H., Escudero-Oñate C., Johansen J.T., Schaanning M.T., (2018), Effects of submarinemine tailings on macrobenthic community structure and ecosystem processes, Science of the Total Environment, 630, 189-202.
22. URL-1, (2017), Maden Yönetmeliği, Resmi Gazete, Tarih: 21/09/2017, Sayı: 30187, https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2017/09/ 20170921-1.htm, [Erişim 28 Haziran 2017].
23. URL-2, (2001), Tailings dams: risk of dangerous occurrences, ICOLD Bulletin 121, http://www.unep.fr/shared/publications/pdf/ 2891-TailingsDams.pdf, [Erişim 16 Nisan 2016].
24. URL-3, (2010), Hungary's toxic disaster, https://www.aljazeera.com/photo_galleries/europe/2010107204743673559.html, [Erişim 20 Temmuz 2019].
25. URL-4, (2015), Maden Atıkları Yönetmeliği, Resmi Gazete, Tarih: 15/07/2015, Sayı: 29417, https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/ 2015/07/20150715-3.htm, [Erişim 14 Şubat 2016].
26. Ünsal I., (2002), Çayeli Bakır İşletmeleri Deniz Deşarjı, Teknik Rapor, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
27. Vare L.L., Baker M.C., Howe J.A., Levin L.A., Neira C., Ramirez-Llodra E.Z., Reichelt-Brushett A., Rowden A.A., Shimmield T.M., Simpson S.L., Soto E.H., (2018), Scientific Considerations for the Assessment and Management of Mine Tailings Disposal in the Deep Sea, Frontiers in Marine Science, 5(17), doi: 10.3389/fmars.2018.00017.
28. Vogt C., (2012), Craig Vogt Inc. Ocean & Coastal Environmental Consulting. Virginia, USA, http://www.imo.org/en/OurWork/ Environment/LCLP/newandemergingissues/Documents/Mine%20Tailings%20Marine%20and%20Riverine%20Disposal%20Final%20for%20Web.pdf, [Erişim 10 Mart 2016].
29. Yüce A.E., (2012), Madenlerde artık uzaklaştırma yöntemleri ve artık yönetimi, Madencilikte Çevre Yönetimi Semineri, TMMOB Maden Mühendisleri Odası, 12-13 Ocak 2012, Afyon.