Niğde Özyurt Epitermal Tipi Au-Ag Mineralizasyonu Yan Kayaçlarının Asit Üretme Potansiyelinin Ulusal Mevzuat Çerçevesinde Değerlendirilmesi

Abstract

Sülfitli minerallerin yıkanması metalik maden yataklarında asit üretimi ve metal kirliliği meydana getirebilecek ciddi çevresel problemlere yol açabilmektedir. Niğde ili, Çamardı ilçesi, epitermal Au-Ag yataklarında rezerv tespiti ve maden işleme fizibilitesi amacıyla maden arama faaliyetleri yürütülmüştür. Bu kapsamda, Özyurt-Üçkapılı köyleri civarında elde edilen litolojik ve jeokimyasal olarak tanımlanmış karotlardan yan kayaç numunelerinin seçilmesi, örneklenmesi ve Türkiye’de ulusal bir düzenleme olan Maden Atıkları Yönetmeliği çerçevesinde asit üretme potansiyellerinin belirlenmesi ve karakterize edilmesi hedefleri doğrultusunda çalışmalar yürütülmüştür. Farklı lokasyon ve derinlikleri temsil edecek şekilde karotlardan 84 adet numune alınmıştır. ASTM 1915-20 standardı kapsamında infrared spektroskopi yöntemi ile toplam kükürt değeri %0,1 altında saptanan 83 numune ve %0,1 üstünde tespit edilen dolayısıyla Modifiye Sobek yöntemi uygulanan ve NP/AP değeri “3,0” mertebesinin üzerinde 8,11 olarak saptanan 1 numune (NOP-85) de “asit üretmeyen inert maden atığı” olarak tanımlanmıştır. Ek olarak numunelerin karbonat nötralizasyon potansiyelleri ile birlikte Sobek asit potansiyelleri değerlendirilmiş ve NOP-85 numunesi harici numunelerin asit tüketebilir zonda oldukları belirlenmiştir. Sahadaki sülfitli minerallerin azlığı ve/veya yoksunluğu ve baskın litolojinin mermer olması sebebiyle kalsit ve aragonit gibi alkali minerallerin bolluğu kimyasal kantitatif asit üretim potansiyeli analiz verilerini desteklemektedir. Çok değişkenli istatistiksel analizlerden biri olan hiyerarşik kümeleme analizi yürütülerek numunelerin asit üretim potansiyellerinin beş farklı kümede benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Keywords

• Asit-baz hesaplama
• Asit potansiyeli
• Au-Ag cevheri yan kayaçlar
• Maden Atıkları Yönetmeliği
• Statik testler

Assessment of the Acid Generation Potential of Wall Rocks Associated with Niğde Özyurt Epithermal Au-Ag Mineralization in Compliance with National Legislation

Abstract

The leaching of sulfide minerals can lead to serious environmental issues, including acid generation and metal contamination in metallic ore deposits. In Niğde province, Çamardı district, mineral exploration activities were conducted to assess reserves and evaluate the feasibility of mining operations for epithermal Au-Ag deposits. As part of this study, core samples, with lithological and geochemical investigations performed, were selected and sampled from the vicinity of Özyurt-Üçkapılı villages. The aim was to determine and characterize the acid generation potential of wall rock samples within the framework of national regulations in Turkey, specifically the Mine Waste Management Directive. A total of 84 samples representing different locations and depths were collected from the cores. Based on ASTM 1915-20 standards, 83 samples were identified as having a total sulfur content below 0.1% via infrared spectroscopy. One sample (NOP-85), with total sulfur content above 0.1%, was subjected to the Modified Sobek method and found to have an NP/AP ratio of 8.11, well above the threshold of 3.0, classifying it as "non-acid generating inert mining waste." Furthermore, the carbonate neutralization potential and Sobek acid potential of the samples were evaluated, revealing that all samples, except NOP-85, were in the acid-consuming zone. The low abundance or absence of sulfide minerals in the field, along with the dominance of marble as the primary lithology and the abundance of alkaline minerals such as calcite and aragonite, corroborate the quantitative acid generation potential chemical analysis data. Additionally, hierarchical cluster analysis, a multivariate statistical method, was performed, indicating that the acid generation potential of the samples exhibited similarities across five distinct clusters.

Keywords

• Acid-base accounting
• Acid potential
• Au-Ag ore wall rocks
• Mining waste regulation
• Static tests

References

1. Ağaç, C. (2021). Balıkesir ili, Balya ilçesi sınırlarında bulunan kurşun, çinko, bakır işletmesi zenginleştirme atıkları ile terk edilmiş Fransız maden atıklarının doğal şartlar altında asit maden drenajı oluşturma potansiyelinin araştırılması [Yüksek Lisans Tezi]. Gebze Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
2. Ağaç, C., Çelebi, E. E., Öncel, M. S. (2021). Balya İlçesindeki Terkedilmiş ve Düzenli Depolanan Pb/Zn Flotasyon Atıklarının Saha Şartlarında Yürütülen Kolon Kinetik Testleri ile Asit Üretme Potansiyellerinin Belirlenmesi.5. Gebze Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Lisansüstü Araştırmalar Sempozyumu, 50, Kocaeli, Türkiye.
3. Akcil, A., Koldas, S. (2006). Acid Mine Drainage(AMD): causes, treatment and case studies. Journal of Cleaner Production,14(12-13), 1139-1145. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2004.09.006.
4. Balci, N., Demirel, C. (2018). Prediction of Acid Mine Drainage (AMD) and Metal Release Sources at the Küre Copper Mine Site, Kastamonu, NW Turkey. Mine Water and the Environment,37, 56-74. https://doi.org/10.1007/s10230-017-0470-4.
5. Bruynesteyn, A., Duncan, D. W. (1979). Determination of acid production potential of waste materials. AIME Annual Meeting, paper (A-79-29), New Orleans, USA, 19–21 February.
6. Çelebi, E. E. (2022). Shortcomings of Waste Characterization Methods Applied in accordance with the Mining Waste Regulation in Turkey and Suggestions for the Most Appropriate Method. end International Congress on Scientific Advances (ICONSAD’22), Online, 618-619.
7. Çelebi, E. E. (2023). Balya Pb/Zn Flotasyon Atığının BCR Sıralı Ekstraksiyon Tekniği ile Metal Türleşmesinin Belirlenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 12(4), 1409-1416. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1314247.
8. Çelebi, E. E. (2024). Determination of metal fractions and rare earth anomalies in red mud: the case of bauxite mining district of Seydişehir (Turkey). Environmental Earth Sciences,83, 93. https://doi.org/10.1007/s12665-023-11409-w.

9. Çelebi, E. E., Öncel, M. S. (2016). Determination of acid forming potential of massive sulfideminerals and the tailings situated in lead/zinc mining district of Balya (NW Turkey). Journal of African Earth Sciences,124, 487-496. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2016.09.014.
10. Çelebi, E. E., Öncel, M. S., Kobya, M. (2018). Acid production potentials of massive sulfide minerals and lead–zinc mine tailings: a medium-term study. Water Science and Technology,77(1),260-268. https://doi.org/10.2166/wst.2017.541.
11. Çelebi, E. E., Ribeiro, J. (2023). Prediction of acid production potential of self-combusted coalmining wastes from Douro Coalfield (Portugal)with integration of mineralogical and chemical data. International Journal of Coal Geology,265, 104152. https://doi.org/10.1016/j.coal.2022.104152.
12. Dold, B. (2017). Acid rock drainage prediction: A critical review. Journal of GeochemicalExploration,172, 120-132. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2016.09.014.
13. Finkelman, R. B., Giffin, D. E. (1986). Hydrogen peroxide oxidation: an improved method for rapidly assessing acid-generating potential of sediments and sedimentary rocks. Reclamation and Revegetation Research,5(4), 521-534.
14. Guseva, O., Opitz, A. K. B., Broadhurst, J. L., Harrison, S. T. L., Becker, M. (2021). Characterization prediction of acid rock drainage potential in waste rock: Value of integrating quantitative mineralogical and textural measurements. Minerals Engineering,163, 106750. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106750.
15. Gultekin, G., Aydar, E. (2023). Quantitative Mineralogy in Characterization of Historical Tailings: A Case from the Abandoned Balya Pb– Zn Mine, Western Turkey. Natural Resources Research,32, 195-212. https://doi.org/10.1007/s11053-022-10128-6.
16. Kalyoncu Erguler, G., Erguler, Z. A., Akcakoca, H., Ucar, A. (2014). The effect of column dimensions and particle size on the results of kinetic column test used for acid mine drainage (AMD) prediction. Minerals Engineering,55, 18-29. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.09.008.
17. Karlsson, T., Räisänen, M. L., Lehtonen, M., Alakangas, L. (2018). Comparison of static and mineralogical ARD prediction methods in the Nordic environment. Environmental Monitoring and Assessment,190, 719. https://doi.org/10.1007/s10661-018-7096-2.
18. Korkanç, M., Şener, T., Doğan, B., Başkara, T. (2017). Gümüşler-Aktaş (Niğde) Bölgesinin Genel Jeolojisi ve Yapı Malzemesi Potansiyeli Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi,6(1), 132-139. https://doi.org/10.28948/ngumuh.297983.
19. Lapakko, K. A. (1992). Characterization and Static Testing of Ten Gold Mine Tailings. Proceedings America Society of Mining and Reclamation,370-384.
20. Lawrence, R. W., Poling, G. W., Ritcey, G. M., Marchant, P. B. (1989). Assessment of Predicti ve Methods for the Determination of AMD Potential in Mine Tailings and Waste Rock, Tailings and Effluent Management. Proceedings Symposium on Tailings and Effluent Management, Editörler: Chalkley ME vd., New York, Halifax: Pergamon Press.
21. Lawrence, R. W., Wang, Y. (1997). Determination of Neutralization Potential in the Prediction of Acid Rock Drainage.4th International Conference on Acid Rock Drainage, 449-464, Vancouver, Canada.
22. Lottermoser, B. (2010). Mine Wastes: Characterization, Treatment and Environmental Impacts. İçinde Mine Wastes (Third Edition): Characterization, Treatment and Environmental Impacts. Springer Berlin, Heidelberg, Germany.
23. Price, W. A. (2009). Prediction Manual for Drainage Chemistry from Sulphidic Geologic Materials. MEND Report 1.20.1, Canada.
24. Sanliyuksel Yucel, D. (2019). Characterization and comparison of mine wastes in Can Coal Basin, northwest Turkey: a case study. Environmental Earth Sciences,78, 154. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8160-0. Sanliyuksel Yucel, D., Baba, A. (2016). Prediction of acid mine drainage generation potential of various lithologies using static tests: Etili coal mine (NW Turkey) as a case study. Environmental Monitoring and Assessment,188, 473. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5462-5.
25. Shu, W. S., Ye, Z. H., Lan, C. Y., Zhang, Z. Q., Wong, M. H. (2001). Acidification of lead/zinc mine tailings and its effect on heavy metal mobility. Environnent International,26(5-6), 389-394.https://doi.org/10.1016/s0160-4120(01)00017-4.
26. Sobek, A. A., Schuller, W. A., Freeman, J. R., Smith, R. M. (1978). Field and Laboratory Methods Applicable to Overburdens and Minesoils. Environmental Protection Technology Series, EPA-6002-78-054, US National Technical Information Service Report, 280-495.
27. SRK Danışmanlık. (2023).201901076 Ruhsat Nolu IV. Grup Maden Ocağı Projesi Nihai Proje Tanıtım Dosyası. Niğde.
28. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı (ÇŞİDB), Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü (2018). https://cygm.csb.gov.tr/maden-atiklari-yonetmeliginin-uygulanmasina-iliskin-aciklamalar-duyuru-342821. 1 Haziran 2018.
29. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (ÇSB). (2015). Maden Atıkları Yönetmeliği. İçindeT.C.Resmî Gazete(Sayı 29417, 15 Temmuz 2015). Başbakanlık Basımevi.
30. White III, W. W., Lapakko, K. A., Cox, R. L. (1997). Static-Test Methods Most Commonly Used to Predict Acid-Mine Drainage: Practical Guidelines for Use and Interpretation. İçinde G. Plumlee, M. J. Logsdon, L. F. Filipek (Ed.), The Environmental Geochemistry of Mineral Deposits: Part A: Processes, Techniques, and Health Issues; Reviews in Economic Geology; Plumlee GS, Logsdon MJ, Editörler: Society of Economic Geologists: Littleton, CO, USA,325–338.