A Case Study on Modelling and Resource Assesment Using Geostatistical Parameters for the Flotation and Smelting Mining Waste in the Balya Region (Balıkesir, NW Turkey)

Year 2022, Volume: 65 Issue: 1, 53 - 78, 06.01.2022

Ahmet Baştürk , Selman Aydoğan

https://doi.org/10.25288/tjb.999317

Abstract

Mining waste at Balya (Balıkesir) was studied and divided into two categories, flotation and smelting. 90 flotation samples and 14 smelting samples from the waste were collected to analyse the valuable elements. XRF results show that the flotation waste has an average of 4.38 wt% Pb, 4.1 wt% Zn, 8.48 wt% Fe and 0.29 wt% Cu content; while the smelting waste includes an average concentration of 3.16 wt% Pb, 11.08 wt% Zn, 26.53 wt% Fe, and 0.22 wt% Cu. The chemical data related to the waste were interpreted by statistical analysis. Using the determined geostatistical parameters, the area variation on the basis of grade was determined using the Ordinary Kriging method. Quantity, tonnage, density and tonnage change values of the mining waste were used in the constructed block model. The amount of the possible reserves of the waste was then determined. A resource of 516,674 tons for the smelting and flotation waste was assessed. Excluding Fe and Cu, this study revealed that mining waste in the Balya region has an operable content of Pb and Zn. However, more detailed research and development work is required for the recovery and disposal process of the Pb-Zn-rich areas, due to the presence of some sulphate minerals (bassanite, anglesite), the oxidation processes, and the partial sedimentation and heterogeneous structure of these wastes.

Keywords

Balıkesir, Balya, block model, flotation, smelting, reserve, waste

Balya (Balıkesir, KB Türkiye) Bölgesindeki Flotasyon ve İzabe Atıklarında Jeoistatistiksel Parametreler Kullanarak Modelleme ve Kaynak Hesabına Örnek Bir Çalışma

Abstract

Balya (Balıkesir)’de maden atıkları flotasyon ve izabe atıkları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. 90 adet flotasyon ve 14 adet izabe numunesi üzerinde Pb, Zn, Fe, Cu element içerikleri için XRF (X-Ray Floresans) çalışması gerçekleştirilmiştir. XRF çalışmaları sonucunda, izabe atıkları ortalama %3,16 Pb, %11,08 Zn ve %26,53 Fe ve %0,22 Cu içeriklerine sahiptir. Flotasyon atıklarının ise ortalama %4,38 Pb, %4,1 Zn ve %8,48 Fe ve %0,29 Cu içerdiği tespit edilmiştir. Atıkların kimyasal analiz verileri temelinde jeoistatistiksel analiz çalışması yapılmıştır. Aynı zamanda, bunların variogram modellemeleri yapılarak kriging ile ilgili jeoistatistiksel parametreler belirlenmiştir. Bu jeoistatistiksel parametreler temelinde ordinary kriging yöntemi kullanılarak atık sahasının tenör bazında alansal değişimi saptanmıştır. Tenör, yoğunluk ve tonaj değişim değerleri oluşturulan blok modelde değerlendirilmiş ve maden atıklarının 516.674 ton kaynağa sahip oldukları ortaya konulmuştur. Fe ve Cu haricinde, bu çalışma bölgedeki atıkların Pb ve Zn açısından değerlendirilmesi gerektiğini ortaya koymuştur. Ancak, atıkların kısmi sedimantasyon geçirmesi, heterojen yapı sunması, sülfat mineralleri bakımından zengin olması nedeniyle, bölgedeki atıkların işletilebilmesi için detaylı AR-GE çalışması yapılması gerekmektedir.

Keywords

Atık, Balıkesir, Balya, blok model, flotasyon, izabe, rezerv

References

• Abtew, W., Obeysekera, J. & Shih, G. (1993). Spatial analysis for monthly rainfall in South Florida. Water Resources Bulletin, 29 (2), 179-188.
• Ağdemir, N., Kırıkoğlu, M.S., Lehmann, B. & Tietze, J. (1994). Petrology and alteration geochemistry of the epithermal Balya Pb-Zn-Ag deposit NW Turkey. Mineralium Deposita 29, 366-371.
• Akıncı, Ö. T. (2003). Maden Jeolojisi ve Arama Yöntemleri. SDÜ Yayın No: 33, 496 s.
• Akyol, Z. (1975). Balıkesir İli Balya civarının jeolojisi [Yayımlanmamış diploma çalışması]. İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Jeoloji Kürsüsü.
• Akyol, Z, (1976). Balıkesir-Balya Pb-Zn-Ag’li Cürufların Tenör ve Kaynak Hesabına yönelik ön çalışma raporu. MTA, Ankara (Yayımlanmamış).
• Akyol, Z. (1977). Balya Madeni Civarının Jeolojisi. T.M.M.O.B. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 1(3), 10-27.
• Akyol, Z. (1979). Balya Kurşun-Çinko Maden Yatağı. T.M.M.O.B. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 3(1), 48-58.
• Akyol, Z. (1982). Balıkesir-Balya cevherli sahalarının jeolojisi, mineralojisi ve maden potansiyelinin değerlendirilmesi. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 3(1-2), 163-189.
• Akyürek, B. ve Soysal, Y. (1983). Biga yarımadası güneyinin (Savaştepe-Kırkağaç-Bergama-Ayvalık) temel jeoloji özellikleri. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü (MTA) Dergisi 95/96: 1–13.
• Aslan, Z., Erdem, D., Temizel, İ. & Arslan, M. (2017). SHRIMP U-Pb zircon ages and whole-rock geochemistry for the Şapçı volcanic rocks, Biga Peninsula, Northwest Turkey: implications for pre-eruption crystallization conditions and source characteristics. International Geology Review, 59 (14), 1764-1785.
• Aygen T. (1956). Balya Bölgesi Jeolojisinin İncelenmesi. MTA. Yayım Seri DNU- 11, Ankara.
• Balcı, Ç. B., Gül, S., Kılıç, M. M., Karagüler, N., Sarı, E. ve Sönmez, M. Ş. (2014). Balya (Balıkesir) Pb-Zn Madeni Atık Sahasının Biyojeokimyası ve Asidik Maden Drenajı Oluşumuna Etkileri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 57(3), 1-24. https://doi.org/10.25288/tjb.298704
• Başkan, O. (2004). Gölbaşı Yöresi Topraklarının Mühendislik, Fiziksel Özellik İlişkilerinde Jeoistatistik Uygulaması [Yayımlanmamış doktora tezi]. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Baştürk, A. (2017). Balya (Balıkesir) civarındaki flotasyon ve izabe atıklarının özelliklerinin belirlenmesi ve rezervinin hesaplanması [Yayımlanmamış yüksek lisans Tezi]. Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Bingöl, E., Akyürek, B. ve Korkmazer, B. (1975). Biga Yarımadası’nın jeolojisi ve Karakaya Formasyonunun bazı özellikleri [Geology of the Biga Peninsula and some characteristics of the Karakaya blocky series]. Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi Tebliğleri (s. 70-77). MTA Enstitüsü (Congress on Earth Sciences for the 50th Anniversary of Republic of Turkey, Abstracts), [in Turkish with English Abstract].
• Çetin, M. (1996). Jeoistatistiksel yöntem ile nokta ve alansal yağışların saptanması ve stokastik olarak modellenmesi [Yayımlanmamı doktora tezi]. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Çiloğlu, M. (2007). Osmanlı Devleti’nde Madencilik ve Balya Madenleri. Balıkesir Üniversitesi, F.E.F. Karesi Tarih Kulübü Bülteni, 31-41.
• Daya, A. A. (2012). Reserve estimation of central part of Choghart north anomaly iron ore deposit through ordinary kriging method. International Journal of Mining Science and Technology, 22, 573-577.
• Deutsch, C.V. & Journel, A .G. (1992). Geostatistical software library and user’s guide. Oxford University Press, Inc., New York.
• Erel, Z. (2011). Balya (Balıkesir) Polimetalik Maden Yatağı Rezervinin Jeoistatistiksel Yöntemle Analizi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Erkül, F., Tatar Erkül, S. ve Aysal, N. (2016). Balya ve Çevresindeki Volkano-Plütonik Kayaçların jeokimyasal ve Petrojenetik Özellikleri, Balıkesir, Türkiye. 7. Jeokimya Sempozyumu (16-18 Mayıs, Antalya), Bildiri Özetleri (s.262).
• Gjelsvik, T. (1962). Investigations of Lead-Zinc Deposits in Northwest Anatolia, Turkey. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 59, 62-70.
• Gökçe, A. (2005). Maden Arama ve Değerlendirme Yöntemleri. Sivas, 151 s.
• Güneş, C., Güneş, A. T., Akıncı, G., Bektaş, G. ve Özdemir Ş. (2013). Terkedilen Balya Pb-Zn Madeni Atıklarında Asit Maden Drenaj Verileri ve ÇED. Uluslararası Çevresel Etki Değerlendirmesi Kongresi (8-10 Kasım), IKM, İstanbul.
• Kaaden, G. (1957). Çanakkale-Biga Edremit yarımadası bölgesindeki jeolojik saha çalışmaları ve maden yatakları hakkında rapor (Rapor no: 2661). M.T.A. (yayımlanmamış), Ankara.
• Kovenko, V. (1940). Balya Kurşun madenleri. MTA Dergisi, 21, 580-593.
• Mohr, M. (1959). Balya mıntıkasındaki kurşun zuhurlarının prospeksiyonu hakkında toplu rapor (rapor no: 2703). MTA, Ankara.
• Öngür, T. (2003). Balya Kurşun-Çinko Madeni, Çevre Sorunları ve Toplumsal Yeniden Kalkınma. ISBN No 975-92283-7-8, Dev.Maden-Sen Yayın Evi.
• Öztunalı, Ö. (1984). Balya Kurşun Çinko madeni, Arısu sahası etüdü. İ.Ü Mühendislik Fakültesi D.S.R., 39, 1-84.
• Şimşek, C., Gündüz, O. ve Elçi, A (2012). Terkedilmiş Balya (Balıkesir) Pb-Zn Maden Atıklarının Ağır Metal ve Doğal Radyoaktivite İçeriği ve Çevre Kalitesi Açısından Değerlendirilmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 2(1), 43-55.
• Tahmasebi, P. & Hezarkhani, A. (2010). Application of adaptive neuro-fuzzy inference system for grade estimation; case study, Sarcheshmeh porphyry copper deposit, Kerman, Iran. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 4, 408-420.
• Üçürüm, M. ve Ulu, E. (1987). Balıkesir-Balya Kurşun-Çinko sahasındaki İzabe ve birinci flotasyon artıklarının teknolojik değerlendirilmesi. Madencilik Dergisi, 26(3), 5-13.
• Ünal, E. & Gökçe, A. (2009). Geology and Fluid Inclusion Characteristics of the Hastane Tepe (Balya-Balikesir) Lead-Zinc Deposit. XX. ECROFI Meeting (31-27 September 2009),Granada, Spain.
• Waller, L. & Gotway, C. A. (2004). Applied Spatial Statistics for Public Health Data. New Jersey, J.Wiley & Sons.
• Webster, R. & Oliver, M. A. (2007). Geostatistics for Environmental Scientist. Chichester: J Wiley & Sons.
• Yaprak, S. ve Arslan, E. (2008). Kriging Yönteminin Geoit Modellemesinde Kullanılabilirliğinin Araştırılması. İTÜ Dergisi, 7(3), 51-62.
• Yiğit, C. Ö. (2003). Elipsoidal yüksekliklerin ortometrik yüksekliğe dönüşümünde kullanılan enterpolasyon yöntemlerinin karşılaştırılması [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.