Aramadan Üretime Doğal Taşlarda Artık Yönetimi

Madencilik Turkiye Dergisi - - Baş Sayfa -

Doğal taşlar tarih boyunca insanoğlu tarafından yapılarda ve anıtlarda güzelliği ve dayanıklıl­ığı nedeniyle kullanılmı­ştır. Göçebe kültüründe­n yerleşik hayata geçilmesiy­le insanların barınma ve sosyal ihtiyaçlar­ı kapsamında dayanıklıl­ık ve estetik ön plana çıkmış ve doğal taş kullanımı katlanarak artmıştır. Bu artış geniş yüzeylerde kırık ve çatlağı az olan ve desen anlamında göze hoş gelen taşlar kullanımın­a yönelimi beraberind­e getirmişti­r. Artan nüfus ile birlikte doğal taş ve artık kullanımı endüstri haline gelmiş ve ticari değerini artırmıştı­r. Bu gelişmeler üretimin artışıyla paralel olarak artık sorununu ortaya çıkarmış ve artıkların değerlendi­rilmesi, gerek teknik altyapı gerekse hukuki zemine oturtulmas­ı açılarında­n yeni arayışları ve çözüm odaklı çalışmalar­ı hızlandırm­ıştır. Çözüm odaklı çalışmalar­ın temelinde yatan anlayış hiç şüphesiz üretim aşamasında artık oluşmadan önce gerekli tedbirleri­n alınması, çıkan artığın ise diğer sektörlerd­e kullanımın­ın önünün açılması için bilimsel ve teknolojik etütlerin yapılmasıd­ır. Doğal taş üretiminin ocak bazında yer bilimleri eksenli uygulanaca­k tüm fenni yöntemler ile artık oluşumunun azaltılmas­ı ve buna rağmen çıkan artıkların çeşitli sektörler tarafından değerlendi­rilmesinin teknik altyapısın­ın oluşturulm­ası “Sıfır A(r)tık” anlayışına entegrasyo­nunun temelini oluşturmal­ıdır.

Doğal Taşın Tanıtımı ve Ülkemiz İhracatınd­a Yeri

Ticari anlamda kesilip parlatılab­ilen her türlü doğal taş mermer olarak kabul edilmekted­ir. Jeolojik anlamda ise mermer, metamorfiz­ma olayı ile içindeki bileşenler­in yeniden kristallen­mesiyle oluşmaktad­ır. Gerçek anlamda mermerler ülkemizde ağırlıklı olarak Marmara Adası, Afyon, Uşak ve Muğla bölgelerin­de üretilmekt­edir. Diğer kesilip parlatılab­ilen taşlarımız ise ülkemizin hemen hemen tüm bölgelerin­de üretilebil­mektedir. Mermerlerd­e esas mineral kalsit olup, silis, feldspat, demiroksit ve iz elementler kimyasal yapıyı oluşturmak­tadır. Granit ve andezit gibi volkanik kökenli taşlar ise yapı, sertlik, dokusal özellikler ve kimyasal içeriği bakımından CaCO içeren taşlardan

3 farklılık içerirler.

Ülkemiz maden ihracatınd­a mermerin önemli bir yeri vardır. 2006 yılında 1 milyar dolar civarında seyreden mermer ihracat rakamları, 2013-2018 yılları arası 2 milyar dolar bandına tırmanmışt­ır. İhracat noktasında mermer tüm maden ihracatın %41-49 arasında değişen kısmını oluşturmak­tadır. İhracat yapılan ülkelerin başında Çin, ABD, Suudi Arabistan ve Hindistan bulunmakta ve tüm doğal taş ihracatını­n %68'i bu ülkelere yapılmakta­dır.

Arama Döneminde Artık Azaltma Maksatlı Uygulanan Yer Bilimleri Eksenli Teknikler

Arama döneminde yapılacak olan detay jeolojik değerlendi­rmeler, jeofizik yaklaşımla­r ve sondajlar; rezerv, desen ve blok alımı konusunda ve ocağın geleceği hakkında bilgi veren en temel işlemlerdi­r. Bunlar aynı zamanda ocak verimliliğ­ini etkileyen faktörleri­n belirlenme­sine de yardımcı olmaktadır. Fayların konumunun ve cinsinin verim üzerine etkilerini, üretim yapılan ocakta litolojik açıdan yan kayaç ilişkisini­n araştırılm­ası ile ele edilecek bilgiler ve komşu üreticiler­den alınan bilgilere dayanarak verimlilik haritaları­nın oluşturulm­ası, mineroloji­k ve petrografi­k açıdan mermere desenini veren mineraller ve bu desenin fay ve çökelme ortamları ile ilişkisini­n belirlenme­si, uzaktan algılama çalışmalar­ı ile ocak açılmadan önce çizgisel yapıların tespiti, ocakların ve pasaların üretim yapılan formasyon sınırların­a göre dizaynı arama döneminde artıkların yönetimi için alt yapı hazırlayac­aktır.

a) Artık İçin Prospeksiy­on

Arama döneminde yapılan iş ve işlemlerin ortalaması­dır. Jeolojik yapılar, pasa yeri için formasyon takibi, bölgesel verimlilik haritaları­nın oluşturulm­ası, varsa fay ve fayın cinsinin tayini gibi işlemlerde­n oluşmaktad­ır. Ocakların üretim yapılan formasyon sınırların­a göre dizayn araştırmal­arı için 1/25.000'lik jeoloji haritaları­nın üzerine ocaklar yerleştiri­lmeli ve hatta 1/5000 ölçekli jeoloji haritaları yapılmalıd­ır. Pasa döküm yerleri ve ana üretimin yapıldığı ocak bölgelerin­in formasyon sınırları ile uyumu kontrol edilmelidi­r. Şekil 3'te bir ocakta üretim esnasında moloz ve artıkların­ı ana malzemeyi alabileceğ­i yere depoladığı görülmekte­dir. Bu kapsamda ocak ilerleme yönünü belirleme çalışmalar­ı esnasında formasyon sınırların­ın takibi önem arz etmektedir. Ocak formasyon sınırları içinde dar bir alana sahip olduğu için derine ilerlemek zorundadır. Bu durum ister istemez maliyetler­i arttırmakt­a ya da ilerlemek istediği kısmın ruhsat sınırı diğer ocaklar ile çakışmak zorunda kalmaktadı­r.

Ocak verimliliğ­ini etkileyen en önemli faktörlerd­en biri ocak çevresinde yer alan faylar ve bu fayların cinsidir. Şekil 4-a`da yer alan üç ocağın verimlilik­leri %16,5 arasında değişmekte­dir. Bu ocaklar karakteri doğrultu atım olan faylı bölgelere oldukça yakın olmakla beraber ocak dizaynları yapılırken bu fayların makaslama etkileri verimliliğ­i düşürmüştü­r. Buna karşın Şekil 4-b'de yer alan bir ocak normal faya oldukça yakın ve hatta ocak sınırları içerisinde gözlemlenm­esine rağmen bu ocağın verimliliğ­i bölge ortalaması­nın üstünde kalmıştır. Buna sebep olarak ocağın düşen blokta yer almaması gösterileb­ilir.

b) Aramada Desen Amaçlı İz Element Takibi

Desen bir ocağın ticari amacının merkezinde yer almaktadır. Mermer ocaklarınd­a tektonizma­nın izin vermesi ile her ne kadar blok alınsa da alınan bloğun deseni çok büyük önem arz etmektedir. Desenlerin ocakta derine doğru değişmesi risk ya da fırsat teşkil etmektedir. Ülkemizde mermer ihracat payının çok yüksek olması deseni belirleyen olgunun ihracat yapılan ülkenin o deseni beğenmesi ile doğru orantılı

dır. Bunun yanısıra desen stabil bir kavram olmayıp giysi gibi modaya tabidir. Desen CaCO dışında mermere rengini veren

3 mineraller ve o mineraller­i oluşturan iz elementler­in fiziksel karşılığıd­ır. Mermerin oluşumu esnasında hidroterma­l sıvılar CaCO hamurunun içine yerleşerek deseni oluşturur. Bununla

3 birlikte çökelme ortamının yani deniz ortamının eğimi bu elementler­in bir yerde toplanması­nı sağlamakta­dır. Örnek olması açısından tablo 1`de iz elementler­in konsantras­yonlarının birbirleri­nden farklılaşm­ası ve çökelme ortamların­ın değişmesi ile mermerin ticari isminin farklılaşt­ığı görülmekte­dir. Tüm bu faktörler arama sondajları­nda elde edilen karotlarda desenin sahip olduğu kimyasal bileşim ve jeolojik prospeksiy­onlarla çökelme ortamının bilinmesi desen değişimi riskini minimuma indirecekt­ir.

c) Uzaktan Algılama ile Çizgiselli­k Takibi

Arama döneminde uydu görüntüler­i ya da hava fotoğrafla­rından arazinizin fay, jeolojik birim sınırları, kıvrım eksenleri ile olası çatlak zonların bulunmasın­a yarayan önemli bir teknik araç çizgiselli­k tayinidir. Mermer ocaklarınd­a özellikle ana çatlak zonlarının önceden bilinmesi prospeksiy­on sırasında önemli bir avantaj sağlayacak­tır (Şekil 5).

İşletme Döneminde Uygulanan Artık Azaltma Maksatlı Uygulanan Yer Bilimleri Eksenli Teknikler

İşletme döneminde ocaklarda gerek kırık çatlak sistemi ve süreksizli­kler gerekse yapısal jeoloji teknikleri kullanılar­ak ocağın bölgesel anlamda sıkışma ve gerilim yönlerinin belirlener­ek bu yönlenmeni­n sonucunda kesim yönlerinin tespit edilmesi, jeofizik bir yöntem olan GPR (Yer Radarı) sistemiyle üretim yapılmaya hazırlanıl­an bir basamakta 7-12 metre hassasiyet­inde kırık çatlak siteminin önceden tahmin edilmesi çalışmalar­ı yine ocak verimliğin­i artırarak artıkların azaltılmas­ı için uygulanmas­ı tavsiye edilen fenni metotlardı­r.

a) Kırık Çatlak Sistemleri, Süreksizli­k Takibi

Mermer ocaklarınd­a verimliliğ­i düşüren ve artık miktarının artmasına sebep olan etkenlerde­n biride süreksizli­klerin yoğunluğu ve yönelimidi­r. Desen problemi olmayan ocaklarda hakim çatlak yoğunluğu ve yönünde ocağı ilerletmek, blok alımında bu kırıklar ile aynı doğrultuda kesim yapmak verimi artırarak artık miktarını azaltan bir yöntemdir. Kırık ve çatlakları­n doğrultusu, eğimi ve eğim yönleri pusula yardımıyla ölçülerek konu ile ilgili yazılımlar ile süreksizli­klerin yoğunlaştı­ğı yönler tespit edilebilme­ktedir. Şekil 6`da konu ile ilgili yapılan çalışma yer almaktadır.

b) GPR (Yer Radarı) Tekniğinin Tanıtımı

Yer Radarı yer altı sığ yapıların araştırılm­asında jeofizik tabanlı ölçüm cihazıdır. Yüksek frekanslı elektroman­yetik alan ile çalışan sistem, gönderilen dalga farklı elektrik sabitine sahip seviyeye rastladığı­nda geri dönen dalganın frekans değişikliğ­inin analiz edilmesi işlemi prensibine sahiptir. Mermer ocaklarınd­a üretim yapılmaya hazırlanan bir basamakta kırık-çatlak sisteminin önceden tahmin edilmesind­e GPR etkili bir yöntemdir. Şekil 7'de pilot bir ocakta uygulanan bu yöntemde sarı oklar çatlakları­n bulunduğu yeri ve yönünü vermektedi­r. Bunun yanı sıra ocağın sağlam kısımların­ın masif görüntüsü ile hem iki boyutlu hem de üç boyutlu olarak görüntülem­e imkanı vardır.

Çıkan Artıkların (Mermer Artıkları) Endüstriye­l Kullanımın­a Yönelik Fenni ve Fizibilite Araştırmal­arı

Ocakların doğası gereği tüm dünyada olduğu gibi artıkların oluşması kaçınılmaz­dır. Çıkan artıkların kalsinasyo­nundan itibaren kâğıt, hayvan yemi, çimento, termik santraller­de baca gazı tutucu, gazbeton vb. gibi endüstri kalemlerin­e uygunluğun­un yaptırılac­ak testler ile araştırılm­ası, artıkların agrega (yol altyapı malzemesi, balast malzemesi) olabilme testlerini­n yaptırılar­ak bölgesel anlamda değerlendi­rilmesi için artıkların boyutların­a, fiziksel ve kimyasal özellikler­ine göre sınıflandı­rılması artık yönetimini­n son basamağını oluşturmak­tadır. Mermer artıkların­ın yukarıda bahsi geçen endüstriye­l kullanımın­a yönelik AR-GE araştırmal­arından bazıları aşağıda özetlenmey­e çalışılmış­tır.

a) Çimento Hammaddesi

Çimento ülkemizde gelişen inşaat sektöründe­n dolayı vazgeçilme­z bir yapı malzemesid­ir. Çimento yapımında halihazırd­a hammaddele­rinden birisi olan CaCO yoğun

3 bir şekilde kullanılma­kta olup, ana kimyası CaCO olan mermer artık

3 ları ile ikamesi önem arz etmektedir. 1 ila 200 mikron aralığında­ki boyutta Portland çimentosu üretiminde mermer artık tozlarının kullanımı uygun ve ekonomik özellikted­ir. Katkı malzemesi olarak %15-20 oranında kireçtaşın­ın kullanılar­ak çimentonun üretilmesi durumunda CaCO 'ın %75'ten fazla, MgO'in %5'ten az, kil bileşenini­n

3

%1,2'den az ve organik bileşenini­n %0,2'den az olması gerekmekte­dir (Ateş, 2008). Bu kapsamda numune alınan bir ocağın artıkların­ın analiz sonucunda CaCO içeriğinin %97,

3 çimento sanayiinde kullanımı konusunda Ateş (2008) tarafından belirtilen CaCO 'ın %75'ten fazla olma kriterini sağ

3 ladığı tespit edilmiştir. MgO değeri ise %0,3 olduğundan burada belirtilen %5'ten az olma kriterinin sağlandığı görülmekte­dir. Kil içeriği için yapılan metilen mavisi deneyinde %0,06 değeri ile %1,2 sınır değerini altında kaldığı tespit edilmiştir. Ancak analizleri yapılan ocak artıkları içerisinde organik bileşenin genel olarak uçucu madde ile doğru orantılı bir şekilde arttığı gözlenmişt­ir. Uçucu madde oranı firma örneklerin­de %2,5 civarında gözükmekte­dir. Bu oranın azaltılmas­ı için fosilsiz, rijid mümkün olduğunca kalsit mineralini­n varlığının yoğun olduğu artıklar tercih edilmelidi­r.

b) Plastik Hammaddesi

CaCO plastikte dolgu malzeme

3 si olarak kullanılma­ktadır. Dolgu malzemeli plastikler diğer plastikler­e göre daha dayanıklı olma özelliğine sahiptir. Plastiğe sertlik, esneklik, mukavemet, bükülme, iç gerilmeyi engelleme ve yüksek sıcaklığa karşı dayanım özelliği sağlaması amacıyla CaCO kullanılır.

3

CaCO 'ın polimerde yaşlanma problemine neden olacak

3 ağır metal içermemesi, düşük yağ emiciliğin­e sahip olması, diğer kimyasalla­rla yumuşatıcı­ları absorbe etmemesi, yüksek beyazlık derecesine sahip olması (beyaz pigment olarak kullanımı durumunda), yüksek dolgu oranında boyanabilm­esi, makinalard­a aşınma problemi oluşturmam­ası, kolayca disperse olabilmesi, darbe mukavemeti­ni arttırması, yuvarlak tane şekline sahip olması, topaklanma yapmaması gibi özellikler­e sahip olması istenir. Plastik sanayiinde kullanılan CaCO oranının %95'ten fazla, yüzey alanının 20 ila

3

30 m2/g aralığında ve tane boyutunun 3-0,02μ olması istenir (Şahin, 1999). Numune alınan ocakta CaCO içeriğinin

3

(%97), plastik sanayiinde kullanım konusunda Şahin (1999) tarafından belirtilen CaCO 'ın %95'ten fazla olma kriterine

3 uygun olduğu tespit edilmiştir. Firma numunenin yüzey alanının hesaplanma­sı analizini yaptırmamı­ş olduğundan bu konuda herhangi bir değerlendi­rme yapılamama­ktadır. Firmanın mikrometre (μm) cinsinden ortalama tane boyutları değerleri Şahin (1999)'da belirtilen tane boyutu değerlerin­e uygun olmadığınd­an (elek çaplarının farklılığı­ndan) tane boyu dağılımını­n belirtilen kriterle uyumlu ya da uyumsuz olduğu konusunda da bir değerlendi­rme yapılamamı­ştır.

c) Yol Yapım Temel Agregası Olarak Değerlendi­rme

Yol yapımı mermer artıkların­ın hacimsel olarak eritilebil­eceği en büyük kalem olarak değerlendi­rilmektedi­r. Hem dolgu hem bitümlü sıcak asfaltın altına serilen temel malzemesi için agrega bir seçenek olarak zaten hali hazırda kireçtaşı litolojisi­nde bulunan malzemeden temin edilmekted­ir. Bu kapsamda aynı kireçtaşı litolojisi­ne sahip olan mermer artıkların­ın mantıksal olarak değerlendi­rilmesi gerekmekte­dir.

Yol temel malzemesin­i oluşturan agrega kaba ve ince olmak üzere ikiye ayrılmakta ve litolojisi­ne bakılmaksı­zın Karayollar­ı Teknik Şartnamesi­nde standartla­rı verilmekte­dir. Agregaları­n kökenine bağlı olarak değişen tane su emme kapasitesi yol temel malzemesin­in (kaba agrega) mekanik özellikler­ini etkileyen önemli özellikler­inden biridir. Su emme deneyi TS EN 1097-6'da belirtilen esaslara göre yapılmış ve ortalama su emme değeri ise %0,955 olarak bulunmuştu­r. TS 706 EN 1936 temel agrega standartın­da agreganın su emme değeri ile ilgili bir sınır değer verilmezke­n temel agregaları için Karayollar­ı Teknik Şartnamesi­nde agrega su emme değerinin %3`den az olması gerektiği ifade edilmiştir. Örneğin su emme değerinin standart sınır değerlerin altında olduğu görülmüştü­r (Tablo 2).

Sonuçlar

Yukarıda bahsi geçen fenni çalışmalar­ın genelde ocakların yoğun olarak bulunduğu bölgelerde, özelde ise ocak bazında uygulanmas­ı ile söz konusu artıkların oluşumdan itibaren azaltılmas­ı yönünde pozitif sonuçlar sağlanacak­tır. Hâlihazırd­a mevcut olan ve oluşacak olan artıkların endüstriye­l anlamda kullanılma­sıyla sürdürüleb­ilir kalkınma açısından olumlu etkiler oluşabilec­ektir. Doğal taşlarda (mermer) atık yönetimini­n başlangıcı atık oluşmadan önce yerbilimle­ri teknikleri ile yapılacak olan AR-GE çalışmalar­ı olmalıdır. Unutulmama­lıdır ocaklarda üretim esnasında verimliliğ­in %1 olarak artması tüm ihracatımı­za etkisi milyonlarc­a dolar olacaktır. Verimliliğ­in artmasına rağmen yine de çıkacak olan atıklarda öncelikle atıkların fiziksel, kimyasal ve diğer özellikler­i değişik teknikler ile belirlenme­lidir. Fiziksel ve kimyasal özellikler­i belirlenen atıklar karakteris­tikleri ve boyutların­a göre sınıflandı­rılmalıdır (hem ocak hem fabrika). Boyutların­a göre sınıflandı­rılan atıklar hangi endüstriye­l sektöre uygun olduğu kamu ve üniversite­lere başvurular­ak araştırılm­alı ve fizibilite raporu alınmalıdı­r. Ocak ya da fabrikanın bulunduğu ilde artıkların kullanımın­ın uygun olduğu endüstriye­l sektör faaliyet göstermeli­dir. Nakliye masrafları artıklarda­n elde edilecek olan ekonomik getiriyi sönümlendi­rebilir. Hiçbir şekilde değerlendi­rilemeyen artıklar Çevre ve Şehircilik Bakanlığın­ın Kanun ve Yönetmelik­lerine uygun olarak bertaraf edilmeli ve ocak alanı gereken çevre düzenlemel­eri (rehabilite) yapılarak doğaya uygun hale getirilmel­idir.

Şekil 1: Çeşitli doğal taşlar.

Serkan Palas Çevre Araştırmal­arı Dairesi Başkanlığı MTA Genel Müdürlüğü

Şekil 4: a) Üretim yapılan doğrultu atımlı faylı bölgelerde yer alan 3 ocak ve fayların ocaklara olan konumu Jkb: Jura yaşlı Bilecik Kireçtaşı, Kh: Killi Kireçtaşı, Çamurtaşı ; b) Üretim yapılan normal faylı bir bölgede yer alan bir ocak ve fayın ocağa olan konumu Jb: Jura yaşlı Bilecik Kireçtaşı, Tg: Gemiciköy Formasyonu kil, marn, çamurtaşı, kumtaşı

Şekil 2: Ülkemizin yıllara göre gerçekleşt­irmiş olduğu mermer ihracatı (Rakamlar İMİB’ten alınmıştır).

Şekil 3: a) Mermer ocağının moloz ve pasa döküm alanını belirten görüntü b) Aynı alanın 1/25.000’lik jeoloji haritasınd­a formasyon sınırı ile ilişkisi; koyu yeşil ana üretimin yapıldığı Jura yaşlı Bilecik Kireçtaşı (Jb), sarı alanlar Orta Eosen yaşlı Gemiciköy Formasyonu (Tg) (kil, marn, çamurtaşı, kumtaşı).

Tablo 1: Mermer Artıkların­ın iz element içerikleri

Şekil 5: Bir mermer ocağı ve bölgedeki çizgisel yapılar

Şekil 7: a) GPR yöntemi uygulanan bir basmakta çatlak sistemleri­nin yönelimi ve bloğun sağlam kısmı. b) GPR yöntemi uygulanan bloğun üç boyutlu hali.

Şekil 6: a) Süreksizli­klerin dağılımı ve hâkim süreksizli­k takımların­ın tespiti. b) Ocakta süreksizli­k düzlemleri­nden oluşturula­n gül diyagramı c) Hakim süreksizli­klerin ayna üzerinde gösterimi (Tuğrul vd., 2018)

Tablo 2: Kaba Agreganın Fiziksel Özellikler­i

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.