489
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Bir bakır yatağının bilgisayar destekli açık işletme tasarımı ve planlaması
Madencilik, büyük ilk yatırım maliyetlerinden dolayı yüksek riskli sektörler arasında bulunmaktadır. Riski en aza indirmek amaçlı, üretim öncesi yapılan planlama ve tasarım süreçlerinin asıl amacı, ilk yatırım maliyetlerini ve risk katsayısını düşürmektir. Üretim planında, jeolojik ve jeofizik yöntemlerden faydalanılarak, yapılan sondaj verileri sayısallaştırılır ve bu veriler bir madencilik modelleme yazılımı olan Micromine arayüzünde görselleştirilir, ardından kesitler alınarak, katı model oluşturulur. Talepler doğrultusunda üretilmesi planlanan cevherin miktarı ve niteliği, üretim planını doğrudan etkiler. Bu kısıtlar, araştırma verilerinin doğruluğunu, yapılması planlanan işin kalitesini ileriye yönelik arttırmayı hedefler. Bu araştırmalar, gereken altyapıların temelini oluşturmakta ve üretim yöntemi seçiminde karar mekanizmasını oluşturmaya yardımcı olmaktadır. Karar mekanizmasının oluşumunda etkili olan faktörler başlıca, ekonomik model geometrisi, üretim yöntemi ve nihai ocak sınırıdır. İlerleyen bilgisayar donanım ve yazılım teknolojisi ile geleneksel maden yöntemleri ile hesaplanması ayrıntılı ve zor olan işlemler, günümüzde efektif olarak yapılabilmekte ve senaryolar anlık olarak izlenebilmektedir. Bu zamana karşı neredeyse kayıpsız ve hata payı en az algoritmalar ile elde edilen çıkarımlar, mühendislerin yorumlama yeteneğini arttırmaktadır. Bu çalışmada, üretilmesi planlanan bir bakır madeninin, jeolojik araştırmalar sonucu elde edilen verilerinin dijitalleştirilerek, günümüzün ekonomik şartlarına göre üretim planlaması ve tasarımı yapılmıştır. Bilindiği gibi açık ocak işletmelerinde tasarımın en önemli kısmı nihai sınır hesaplaması ve ocağın en ekonomik koşullarda üretimini sağlamaktır. Micromine paket programı ile tasarımı ve planlaması yapılan bu çalışmada 145 adet sondaj verisi dijitalleştirilmiş, üretilebilir rezerv hesaplanmış, tenör dağılımı yapılmış ve nihai ocak sınırı bulunmuştur. Sonuç olarak, ekonomik derinlik bulunmuş, toplam dekapaj ile toplam cevher miktarı hesaplanmış ve işletme ömrü hesaplanmıştır. Bu hesaplamaların yapılabilmesi için, dijitalleştirilen sondaj verileri, paket program arayüzünde görselleştirilmiş, üretilmek istenen cevher, belirli aralıklar ile dilimlenen kesitlerde çizgi kümeleri ile oluşturulmuştur. Oluşturulan çizgi kümeleri, üçgenleme yöntemi ile katı model haline getirilmiştir. Sondaj verileri incelendikten sonra, ortalama cevher uzunluğu tayin edilip, kompozit dosyası oluşturularak, istatistik yöntemi uygulanması esnasında hata payı en aza indirilecek yeni veri bankası oluşturulmuştur. Arama elipsoid vasıtasıyla, dalma açısı, kuzey ile olan açısı, elipsoid çapı gibi parametreler üzerinde çalışılarak cevher yönelimi belirlenmiştir. Oluşturulan katı model 10x10x5 boyutlarında küplere bölünmüş ve oluşturulan bu küplere uzaklığın tersi yöntemi ile değer ataması yapılmıştır. Bu çalışmada, sondaj verileri incelenip, uzaklığın tersi yöntemi ile kriging yöntemi sonuçlarının farkı olmayacağına karar verilmiş ve tenör ataması yapılmıştır. Ekonomik hedefler doğrultusunda, yapılan hesaplamalar üzerinde değişiklik yapabilme yeteneği Micromine paket programı tarafından sağlanmaktadır. Maliyet ve satış fiyatları girilerek nihai ocak sınırı bulunmuştur. Bunun yanında jeolojik sınırlamalar, yan kayaç özellikleri göz önünde bulundurularak, nihai ocak sınırı kurulları belirlenmiştir. Bu veriler kullanılarak, basamak tasarımı ve yol tasarımı yapılmıştır. Yapılan ocak tasarımına göre, üretilmesi planlanan konsantre cevher miktarına göre makina-ekipman seçimi yapılmıştır. Bu veriler sonucunda işletmenin ekonomik modeli oluşturulmuş ve net kar miktarı hesaplanmıştır.
An investigation of early age strength in tunnel shotcrete applications
This thesis is structured to better understand early age compressive strength of the shotcrete and aims at determining the optimal time for re-entry to excavation in tunnels, based on numerical data gathered from field and laboratory testing of shotcrete. Shotcrete has an important role in New Austrian Tunneling Method (NATM) tunneling. Introduced by Rabcewicz in 1962, NATM tunneling method or the principal relies on the controlled deformation of the excavated area and allowing rock mass to carry itself. This control is achieved by applying support elements such as shotcrete, wire mesh and, rock bolts to the excavated area. Among the aforementioned support systems development of shotcrete's early age compressive strength is one of the most important factors that determines the time of return to next phase of excavation in both mining and civil tunnels. For meeting the aims of this thesis, proctor penetrometer, Schmidt hammer and, uniaxial compressive strength tests were conducted. Samples obtained from two different tunneling locations and consisting of different compositions were cast into block samples for proctor penetrometer and Schmidt hammer testing and cylindrical samples for uniaxial compressive strength (UCS) testing. Furthermore, core samples were obtained from block samples to be used in UCS testing as well. Proctor penetrometer test were done with six different needles on block samples from both locations. Testing was done immediately after obtaining samples from the nozzle with accelerative additive. Schmidt hammer testing, obtaining the samples, started after two hours following a predetermined pattern at hourly and daily intervals. The tests were done on the troweled surface of the block samples on 5 different locations covering the surface of the sample at a time. Schmidt hammer was applied 12 times on the same testing location, considering consolidation and plasticity of freshly obtained shotcrete. UCS tests were done at second, third and fourth weeks after obtaining the samples on cylindrical sample as well as on the 45th day with core samples. These samples were obtained from the truck-mixer without accelerative additive. All testing was done according to respective ASTM standards. Test results showed the clear increase of the compressive strength of the shotcrete. Testing with proctor penetrometer both samples has satisfied the requirements of General Directorate of Highways of Turkey. Results of sample A showed an increase from 1.04 MPa to 4.24 MPa at between 45th and 120th minutes with 65 mm2 needle. For sample B the increase was from 1.23 MPa to 3.87 MPa between 15th and at 60th minutes with 65 mm2 needle. Furthermore, proctor penetrometer proved a valuable testing method for the first two hours of shotcrete sampling regarding its early age compressive strength. Schmidt hammer testing were not able to yield a rebound value within the first day of testing. Instead spring energy turned into excessive crushing of the shotcrete. Resulting plunger depths from the surface of the samples were recorded. It was concluded that there was a direct connection with excessive crushing of the shotcrete under plunger and the energy released from the spring of the Schmidt hammer. Rebound values obtained from sample A on the first day had a minimum value of 21 and maximum value of 47 with a mean of 34.41 and at the 28th day, minimum rebound value of 24 and maximum rebound value of 48 with a mean of 40.48. Sample B for the first day had had a minimum rebound value of 10 and maximum rebound value of 34 with a mean of 22.95 and at the 28th day minimum rebound value of 16 and maximum rebound value of 45 with a mean of 36.2, respectively. Uniaxial compressive strength tests showed the expected development of compressive strength of the shotcrete. On the 14th day, sample A sample had failed at 29.3 MPa, while sample from sample B failed at 34.8 MPa. On 28th day A sample failed at 42.04 MPa and B sample failed at 44.1 MPa. Results obtained from testing clearly shows the development of the shotcrete and it was determined that, shotcrete's early age strength, the rock mass and, the forces coming to excavated area must be known to correctly calculate optimal time for re-entry to tunnel face. It was also determined with the aforementioned connection and further testing Schmidt hammer could be used to determine the early age strength of shotcrete after first day.
Eskişehir – Alpu ve Tekirdağ – Çerkezköy kömür havzalarının gaz içeriği ve bileşiminin değerlendirilmesi
Kömürün gaz içeriği, kömürleşme süreci sırasında varlık gösteren fiziksel ve kimyasal faktörler sonucunda oluşmakta, depolanmakta ve taşınmaktadır. Alpu/Eskişehir ve Çerkezköy/Tekirdağ kömür havzalarından alınan numuneler üzerinde yapılan deneylerin sonuçları yorumlanarak hazırlanmış bu çalışmada, kömür yatağı metanının jeolojik, iş güvenliği ve gaz üretimi açısından özellikleri değerlendirilmiştir. Bu çalışmada öncelikle kömürün oluşum süreci ve kömürün gaz içeriğinin oluşum süreci, dünyada yapılmış diğer çalışmalarda elde edilen bulgular toplanarak açıklanmış ve yapılacak deney ve yorumlarda kullanılacak kısımlar özellikle irdelenmiştir. Kömür numuneleri yüzeyden yapılan sondajlardan alınmış ve yüzeye çıkar çıkmaz desorpsiyon kanisterlerine yerleştirilmiştir. Bu numuneler üzerine yayılan gaz tayini, artık gaz tayini, gaz bileşim analizi ve kısa analiz gibi deneyler yapılmıştır. Sonrasında bu deney sonuçları birbirileri ile ilişkilendirilmiş ve bu ilişkilendirmelere göre havzalarda gerçekleşmiş olan kömürleşme süreci, farklı gaz bileşiklerinin hangi şartlar altında oluşmuş olabileceği, bu sürecin hidrojeolojik aktivitelerle bağlantısı, ortaya çıkan tablonun muhtemel kömür madenciliği sürecinde olabilecek iş güvenliği yönleri ve kömür yatağı metanı üretimi gibi diğer açılardan değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmelere göre gaz bileşimi verilerinin dağılımının saçılımlı ya da kümelenmiş hallerinin, havzada farklı damarlar arasında gaz geçişi olduğu ve çatlaklar, hidrojeolojik durum vb. altyapısını hazırlayan faktörler olduğu görülmüştür. Bu sebepler ve gaz oluşumunun son dönemlerinde etkin faktörlere göre, kömürün gaz içeriğinin belirli bir bileşik ile doğru ya da ters orantıya sahip olabileceği ortaya konulmuştur. Çalışmaların yapıldığı havzalarda gaz içeriklerinin azot ile negatif, etan ile pozitif ilişkili olarak değiştiği görülmüştür. Bunlarla beraber azot ve karbon monoksit gazlarının hangi şartlar altında oluşmuş olabileceği açıklanmıştır. Kömürün ve yan kayaçların gaz içeriğinin bir çok farklı gaz molekülünden oluştuğu anlaşılmış ve buradan hareketle yeraltı madenlerinde, galerilere gönderilmesi gereken hava miktarının bu bileşiklerin hepsinin sınır değerleri gözetilerek belirlenmesi gerektiği sonucu ortaya çıkmıştır. Kömürün gaz içeriğindeki bu bileşikler, aynı zamanda kömürün kendiliğinden yanmasını izleme amaçlı kullanılan yangın oranlarını hesaplarken kullanıldığı için, kömürün gaz içeriği bu oranları saptırmaktadır. Bu çalışmada kömürün gaz içeriğinin yangın oranlarına etkisini gidermek için denklemlerde iyileştirmeler yapılmış ve elde edilen denklemler açıklanmıştır.
Evaluation of machine utilization time and performance of EPB TBMs used in Atakoy –Ikitelli metro tunnel project
In this thesis, the performance of the TBMs used in Ataköy – İkitelli metro tunnel project is evaluated, and dominant factors influencing the machine utilization are examined. The progress of the worksite was followed personally from the beginning of the assembly of the machines to construction on site. The effect of geological conditions on machines performance is investigated via performance analyses and interpretation of the project outputs. Thus, the advance rates of four TBMs are compared within three different geological formations in Istanbul. Besides, site management and scheduling related issues are determined based upon shift and machine reports, and then the reasons of the scheduled, non-scheduled and operational stoppages are analyzed. Despite identical specifications of the TBMs, main differences on utilization durations and performance of the TBMs are compared between the two TBMs, which excavated through the parallel tunnels in the same direction. As a result of this study, an increase in average torque values was observed within the sandy soil (Çukurçeşme Formation) in the direction of Ataköy station due to the higher friction coefficient of sand, and under these circumstances, advance speed of the TBMs decreased considerably, while utilization per ring increased inefficiently. The average torque and thrust force values increased significantly depending on the soil properties within the clayey soil (Gürpınar Formation) in the direction of İkitelli station. When required specific energy to excavate unit volume of clayey soil and advance rate are taken into consideration, the most efficient excavation is obtained within Güngören Formation, which has the lowest standard penetration test value (N30) and favorable soil properties. Additionally, the advance rate of the TBM, which was driven in the behind of the first one, is lower within the clayey soil in contrast to values received in advance speed within sandy soil especially in the direction of Ataköy station. On the other hand, crucial significance of effective scheduling and site management at the beginning of the project is proven by considering the effect of the encountered problems on the machine utilization rate during the progressive stages of the project. It is clearly shown that the machine utilization rate increased remarkably when the long shaft preparation and waiting periods are excluded. Detailed machine utilization time analysis of S-1031 is carried out, and the result shows that MUT increased from 22% to 30% when these long stoppages are eliminated. The time losses were experienced due to challenging geological conditions, and this situation decreased MUT during the construction of the tunnel. In contrast to the most efficient MUT at 28% for S-1030, it is shown that S-1029 has the lowest MUT at 13% because of such time losses.
Zemin şartlandırmanın EPB TBM performansına etkilerinin araştırılması
Tez çalışmasının temel amacı EPB TBM'lerin performanslarının tahmini için ampirik (görgül) modeller geliştirmek, zeminin köpük ile şartlandırılmasını ve kazı performansını optimize etmek amacıyla daha önce denenmemiş arazide ve laboratuvarda uygulanabilen basit deneysel yöntemleri kullanarak ve kazı aynasının basıncını da dikkate alan zemin ve köpüğün basınç altında karıştırıldığı Mini EPBM deney cihazını geliştirerek yeni köpük optimizasyonu ve performans tahmin yöntemleri ortaya koymaktır. Bu çalışmalar sonucunda, EPB TBM'lerin performanslarını tahmin etmek, optimize etmek, arttırmak, TBM duraklamalarını ve arazi deformasyonlarını azaltmak, dolayısı ile maliyetleri düşürmek mümkündür. Deneylerde kullanılan köpük ve antikil kimyasallarının özelliklerini belirlemek amacıyla köpük yoğunluğu ve yarı-ömür deneyleri ile birlikte köpük kabarcık boyutları ölçülmüştür. Zemin numunelerinin karakteristiklerini belirlemek amacıyla tane boyut dağılımı ve atterberg limit deneyleri yapılmıştır. Zemin numuneleri ile laboratuvar tipi köpük jeneratöründe çeşitli karakteristik özelliklerinde üretilen köpükler karıştırılarak etkileşimlerini belirlemeye yönelik slump, yayılma tablası, konik penetrometre, güç ölçümlü mikser-yapışma, cep tipi vane shear, cep tipi penetrometre ve vane shear cihazları ile zemin şartlandırma deneyleri yapılarak optimum köpük tasarımları belirlenmiştir. Deneylerde öncelikle sadece su ile şartlandırma yapılmış, sonrasında zemin + köpük karışımı ile yapılmıştır. Böyle bir "çoklu" deney sistemi ile köpük optimizasyonuna literatürde rastlanmamıştır. Bu projede yapılan çalışmalar, literatürde görülen tekli deney sistemi ile yapılan optimizasyonlarda yanılma payının olduğunu da göstermiştir. Farklı üreticilere ait ve farklı tipteki (sürfaktan-polimerli) köpüklerin zemin şartlandırma performansına etkilerinin araştırılması amacıyla yapılan köpük karakterizasyon deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Köpük yoğunluğunun artan FER ile azaldığı tespit edilmiştir. Genel olarak polimer içeren köpüklerin polimer içermeyen köpüklere oranla yoğunluğunun daha düşük olduğu görülmüştür. Farklı CF ve FER değerlerinde köpükler üretilmiş ve drenaj miktarı ve yarı ömür süreleri ölçülmüştür. Köpük drenaj miktarı ve yarı ömür süresini belirleyen en önemli faktörlerin CF ve FER değerleri olduğu görülmüştür. Köpük yarı ömür süresinin artan CF değeri ile düştüğü ve artan FER değeri ile arttığı bulunmuştur. En yüksek yarı ömür süresi %3 CF ve 16 FER değerlerinde 802 saniye olarak ve en düşük yarı ömür suresi ise % 5 CF ve 8,5 FER değerinde 251 saniye olarak ölçülmüştür. Polimerli köpüklerin düşük FER oranlarında yarı ömürlerinin polimersiz köpüklere oranla daha uzun olduğu yani polimerli köpüklerin daha kararlı olduğu görülmüştür. Yüksek FER oranlarında ise köpük cinsinin yarı ömüre herhangi bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Proje amaçlarına ulaşmak üzere, İstanbul'da bulunan üç tünel sahası ziyaret edilerek sahaların jeolojisi, uygulanan kazı yöntemi ve EPB TBM özellikleri hakkında bilgiler edinilmiş; kazılacak formasyonlardan numuneler alınmış; TBM performans verileri toplanmış ve gözlemler yapılmıştır. Laboratuvarda özgül ağırlık, doğal nem içeriği, tane boyut dağılımı, kıvam limitleri deneyleri ile zemin numunelerinin köpük optimizasyonu bakımından önemli olan bazı fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Tez kapsamında dünyada ilk olma özelliği bulunan "Mini EPBM" deney cihazı geliştirilmiştir. Ancak, cihazın bazı özellikleri istenen amaca ulaşmak için yetersiz kaldığından, cihazın geliştirilmeye ihtiyacı vardır. Bu nedenle, halihazırda bu cihaz kullanılarak deneyler yapılamamıştır. Yine bu tez kapsamında geliştrilen "mini-slump" deney aleti, standart slump deney aletinin ½ oranında küçültülmüşü olup, bir deney için gereken zemin numunesi ihtiyacını yaklaşık %90 azaltmıştır ve homojen ve iri parça içermeyen zeminlerde yayılma tablası ile çok güçlü bir ilişki vermiştir.Bu çalışmaların sonucunda elde edilen bulgular ile çeşitli köpük tasarımlarının ve zemin özelliklerinin EPB TBM'lerin performanslarına olan etkileri incelenmiş, önemli parametreler belirlenmiştir. Tez kapsamında cep tipi kanatlı kesme (Vane Shear) deney aleti kullanılarak, zeminlerin ve zemin+köpük karışımlarının kıvamlarının tahmin edilebileceği ortaya konmuştur. Bu deney aletinin şartlandırma deneylerinde kullanılabileceği görülmüştür. EPB TBM'lerin kazı performanslarını tahmin amacıyla Zeytinburnu Ayvalı 2 tünel güzergahı boyunca geçilen 3 farklı formasyondan numuneler alınmış ve kazı boyunca gözlemler yapılmıştır. Alınan zemin numuneleri üzerinde doğal nem içeriği, lazer kırınım yöntemiyle parça boyut analizi, atterberg kıvam limitleri, konik penetrasyon ve vane kesme deneyleri yapılmıştır. Geçilen 3 farklı jeolojik formasyonda TBM performans analizi yapılmış zemin özelliklerinin kazı performansına etkileri araştırılmıştır. EPB TBM performans tahmin modelleri geliştirmek amacıyla zemin özellikleri kazı performans parametreleriyle (EPB TBM penetrasyonu, itme kuvveti, kesici kafa torku ve spesifik enerji) basit ve çoklu regresyon analizleri yapılarak ilişkilendirilmiş ve istatiksel olarak anlamlı ve güvenilir ampirik kazı performans modelleri geliştirilmiştir. Yapılan bu çalışmaların bulguları, tasarımcı mühendislik firmaları ve proje sahibi kurumlar (işveren) ile yüklenici firmalar tarafından fizibilite ve planlama aşamalarında kullanılabilir.
Knelson santrifüj ayırıcısı ile Kop (Erzurum) kromit cevherinin zenginleştirilmesinin araştırılması
Bu çalışmada; Erzurum Aşkale Kop mevkiinden temin edilen kromit numunesinin laboratuvar tipi KC-MD3 model Knelson santrifüj ayırıcısı ile kazanımı üzerine deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla; pülp besleme hızı (lt/dk), yıkama su miktarı (lt/dk), pülp katı oranı (%), hazne dönüş hızı (dev/dk) ve tane boyutu (mikron) parametreleri değişken olarak ele alınmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda; 12 lt/dk yıkama su miktarı, 1,5 lt/dk pülp besleme hızı, %20 pülp katı oranı ve 800 devir hazne dönüş hızında en yüksek kromit konsantresi %54,68 Cr2O3 tenörle elde edilmiştir. En yüksek konsantre verim değerine ise (%76,85); 6 lt/dk yıkama su miktarı, 1,5 lt/dk pülp besleme hızı, %20 pülp katı oranı ve 1080 devir/dk hazne dönüş hızında ulaşılmıştır. Çalışmada, üç faktörlü Box-Behnken deneysel tasarımı kullanılarak, en yüksek kromit tenörü ve en yüksek verim elde edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan modelleme ve optimizasyon çalışmaları sonucunda, 12 lt/dk yıkama su miktarı, %21,05 pülp katı oranı, 1,5 lt/dk pülp besleme hızı ve 1124,57 dev/dk hazne dönüş hızı ile %50,45 Cr2O3 tenörlü konsantre, %74,24 verimle elde edilmiştir.
Uşak yöresi doğal yapı taşlarının fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, Uşak İlinde bulunan Ulubey, Karahallı ve Sivaslı İlçelerinde işletilmekte olan 9 adet mermer ocağından alınan "Uşak Beyaz- Uşak Yeşil" mermerlerine ait moloz boyutundaki numuneler önce mermer kesme atölyesinde TSE standartlarına uygun olarak hazırlanmış, sonrasında yine ilgili standartlara göre gerçekleştirilen laboratuvar çalışmaları ile fiziksel, mekanik, kimyasal ve mineralojik-petrografik özellikleri belirlenmiştir. Belirlenen bu özelliklerin TS 1910, TS 2513 ve TS 10449 standart değerleri ile karşılaştırılması yapılarak doğal yapı taşı olarak kullanım yerleri belirlenmiş, kullanım yerlerine uygun olup olmadıkları saptanmıştır. Her bir fiziko-mekanik özellik için 5'er adet numune üzerinde deneyler yapılmış, elde edilen sonuçların aritmetik ortalamaları sonuçların değerlendirilmesinde kullanılmıştır. Uşak mermerlerinde yapılan mineralojik-petrografik incelemelere göre mermerlerin granoblastik doku gösteren iyi gelişmiş polisentetik ikizlenmeye sahip kalsit minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir. Kalsit minerallerinde yapılan tane boyut ölçümlerine göre tane boyutlarının 101,7 µm ile 2266,9 µm arasında değiştiği görülmüş olup, Uşak mermerlerinin ince-orta taneli sınıfta yer aldığını belirlenmiştir. Belirlenen fiziko-mekanik değerler standartlarda belirtilen sınır değerleri sağladığını ve Uşak mermerlerinin doğal yapı taşı ve kaplama taşı olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Kil yıkama tesisi atıklarından kuvars kazanımının araştırılması
Bu çalışmada, halen faaliyet göstermekte olan bir kil zenginleştirme tesisi atıklarından kuvars kazanımı amacıyla deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş, sonrasında elde edilen deneysel veriler ve simülasyon yardımıyla bu tesisin akım şeması oluşturularak kullanılacak ana ekipmanlar boyutlandırılmıştır. Tesiste stoklanan atıktan alınan numunelerin boyut dağılımı, kimyasal bileşimi belirlenmiş ve yerçekimiyle zenginleştirme ve manyetik ayırma testleri yapılmıştır. Bu çalışmalarda, kil, kömür ve çoğunluğu sideritten kaynaklanan demirin belirli ölçüde uzaklaştırılmasına karşın, iri tane boyutunda yeterli kalitede bir ürün alınamadığı belirlenmiştir. Zenginleştirme deneylerinde kullanılan numune, 16 farklı ocaktan gelen kil aynı tesiste işlendiğinden, bir ay süreyle iri çakıl, iri kum ve ince kum olmak üzere biriktirilerek elde edilmiştir. ii Yapılan çalışmalar sonunda, cevher içinde bir miktar feldspat kaldığı belirlendiğinden istenen safsızlıkta bir ürün almak için feldspat-kuvars ayrımının gerekli olduğuna karar verilmiş ve hidroflorik asitle feldspat canlandırılarak kuvarstan ayrılmıştır. Deneyler sonunda, -0.5mm malzemeyle elde edilen nihai ürün bileşimi aşağıda verilmektedir. Bileşen, % SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O C A, Z, -0,5mm 97.49 1.49 0.107 0.054 0.04 0.28 0.06 0.11 0.19 0.32 Bu bileşim, çok yüksek saflıkta ürünler dışında, Camiş Madencilik'in ürettiği ve pazarladığı çok sayıda ürüne benzer veya daha yüksek kalitededir. Deneysel çalışmaların tamamlanmasından sonra yılda 140.000 ton kil atığı malzemeyi zenginleştirmek üzere bir tesisin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Öğütme ve sınıflandırma tesisi tasarımında JKSimMet yazılımı kullanılmış ve değirmen boyutlandırılmıştır. Zenginleştirme devresinde ise laboratuvar deneylerinde elde edilen ürünlerin ağırlık oranları kullanılmıştır. Tüm tesisin madde denkliği yine JKSimMet kullanılarak simülasyon yardımıyla belirlenmiştir. Sonuç olarak, kil yıkama tesisinden ortaya çıkacak 140,000 ton atıktan, 61,720 ton cam kalite ürün ve 9,804 ton ince ürün elde edilerek ekonomiye kazandırılması mümkün görünmektedir. Ortaya çıkan toplam atığın yaklaşık yarısı ürün olarak kazanılabilmekte, taşınması ve depolanması gereken atık miktarı da aynı oranda azalmaktadır.
Eğimli kalın kömür damarlarında göçertmeli uzunayak yöntem verimliliğinin fiziksel modelleme ile araştırılması
Kalın kömür damarlarının üretiminde dünya genelinde yaygın bir şekilde kullanılan göçertmeli uzunayak üretim yöntemleri, eğimli kalın kömür damarlarında damarın eğiminde ve literatürde yatay kesitli tavan kömür göçertmeli üretim yöntemi olarak da adlandırılan damarın yatay kalınlığında ayak oluşturulmasıyla 2 farklı şekilde uygulanmaktadır. Damarın yatay kalınlığından bir ayak oluşturarak uygulanan göçertmeli uzunayak üretim yönteminde, göçertmeli yöntemlerde en yaygın araştırma yapılan konu olan ayak arkasındaki tavan kömürü kayıplarına ek olarak, ayağın kuyruk kısmının üzerinde bir tavan kömürü kayıp bölgesi daha oluşmaktadır. Bu bölgedeki tavan kömürü kaybı yöntemin verimliliğini önemli ölçüde etkilemesine rağmen, literatürde iki farklı tahkimat ünitesi çekim sırasının bu bölgedeki tavan kömürü kaybına etkisinin 2 boyutlu fiziksel ve sayısal model kullanılarak araştırıldığı çalışma haricinde başka bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu nedenle bu tez çalışması kapsamında, göçertmeli uzunayak üretim yöntem verimliliği, çalışma kapsamında geliştirilen ve 2 ve 3 boyutlu olarak kullanılabilen fiziksel bir model ile araştırılmıştır. Geliştirilen fiziksel modelin laboratuvar testlerine uygunluğunun testi için ilk olarak Alpagut Dodurga Linyitleri yer altı işletmesinde saha çalışmaları yürütülmüş ve akabinde sahadan elde edilen veriler ile fiziksel model çalıştırılmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde saha verileri ile fiziksel model verileri arasında; tavan kömürü kaybında %93,71, kaya karışım oranında %93,4 ve tavan kömürü akma açısında %93,63 oranında benzerlik tespit edilmiştir. Daha sonra, çalışma kapsamında 7'si 2 boyutlu, 43'ü 3 boyutlu olmak üzere toplamda 50 fiziksel model testi gerçekleştirilmiştir. Yapılan testlerde tavan kömür yüksekliği, kömür damar eğimi ve ayak eğimi parametreleri ile literatürdeki çalışmaya benzer şekilde tahkimat ünitesi çekim sırası değişiminin göçermeli uzunayak üretim yöntem verimliliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. 5 farklı tavan kömür yüksekliği (4, 6, 8, 10 ve 12m) ve 6 farklı kömür damar eğiminde (32, 38, 45, 52, 60 ve 70°) yapılan testlerde, damar eğimindeki dikleşmeyle azalan tavan kömürü kaybının, tavan kömür yükseklik artışıyla arttığı tespit edilmiştir. Yatay ve 10° ayak eğimi ile yapılan testlerde, tavan kömürü kaybında kayda değer bir değişim görülmezken kaya karışım oranının ayak eğimindeki yükselmeyle arttığı tespit edilmiştir. Tahkimat ünitesi çekim sırası değişiminin yöntem verimliliğine etkisi fiziksel modelde 2 ve 3 boyutlu olarak araştırılmıştır. 2 boyutlu testlerde 7 farklı tahkimat ünitesi çekim sırası kullanılmış, en ideal sonuca sahip 5 numaralı tahkimat ünitesi çekim sırası tasarımı (1-5-9-13-3-7-11-2-4-6-8-10-12-14) ile arazide uygulanan tahkimat ünitesi çekim sırasına kıyasla tavan kömürü kaybında %7,89 (%43,1'den %39,7'ye) ve kaya karışım oranında %44,8 (%46,4'den %25,6'ya) azalma sağlandığı tespit edilmiştir. 2 boyutlu fiziksel model testlerinin akabinde 5 numaralı tasarım, fiziksel modelde 3 boyutlu olarak 3 kez test edilmiş ve arazide uygulanan tahkimat ünitesi çekim sırasına kıyasla tavan kömürü kaybında %22,6 (%12,4'dan %9,6'ya) ve kaya karışım oranında %18,3 (%65,4'den %53,4'ye) azalma sağlandığı tespit edilmiştir.
COALSMW: Kömür damarı katı modelleme yardımcı aracı grafiksel kullanıcı arayüzü (GUI)
Maden kaynak kestiriminde cevher katı modelinin dog ̆ruya en yakın s ̧ekilde ortaya konmasının, maden planlaması ve maden is ̧letme stratejisine dog ̆rudan etkisi vardır. O ̈zellikle ko ̈mu ̈r damarı gibi tabakalı yapılarda damar ve/veya damarların geometrik su ̈reklilig ̆i ne kadar gerc ̧ek durumu yansıtırsa, sec ̧ilen madencilik yo ̈nteminin verimlilig ̆i o derece artacaktır. CoalSVModel, Hacettepe U ̈niversitesi Maden Mu ̈hendislig ̆i Bo ̈lu ̈mu ̈'nde MATLAB programlama dilinde yazılmıs ̧, Compiler uygulamasıyla exe uzantılı hale getirilmis ̧ ve ko ̈mu ̈r damarı modelleme ic ̧in yardımcı bir uygulama olarak literatu ̈re kazandırılmıs ̧tır. Programın bu versiyonunun temel amacı, ko ̈mu ̈r damarının tavan es ̧ yu ̈kselti eg ̆rileri ile kalınlık haritasının tematik hale getirilmesidir. Ko ̈mu ̈r damarının dig ̆er tabakalardan ayrılması bir sınıflandırma problemidir. Tez c ̧alıs ̧masında bu sınıflandırma probleminin c ̧o ̈zu ̈mu ̈ destek vekto ̈r makineleri yo ̈ntemine dayalıdır. Ayrıca, tez c ̧alıs ̧ması kapsamında bu programın her bir uygulamasının test c ̧alıs ̧maları gerek sentetik gerekse gerc ̧ek veri tabanlarından elde edilen veriler ile yu ̈ru ̈tu ̈lmu ̈s ̧tu ̈r. i Ayrıca, program exe haline getirildikten sonra Tu ̈rkiye'de bir ko ̈mu ̈r sahasına ait ko ̈mu ̈r veri tabanı kullanılarak bir durum c ̧alıs ̧ması yapılmıs ̧ ve program c ̧ıktıları incelenmis ̧tir. Durum c ̧alıs ̧masında, programın u ̈rettig ̆i ko ̈mu ̈r kalınlık haritası ile ko ̈mu ̈r tavan es ̧ yu ̈kselti eg ̆rileri sonuc ̧larına go ̈re sahadaki tektonizmadan etkilenen olası konumlar belirlenebilmis ̧tir. Ayrıca, fay bo ̈lgesinin daha iyi karakterize edilebilmesi ic ̧in ilave sondajların yapılacag ̆ı konumlar da o ̈nerilmis ̧tir. Bu program modu ̈ler bir yapıdadır ve gelecek c ̧alıs ̧malarda, c ̧es ̧itli aras ̧tırma konuları ile gelis ̧tirilmesi, su ̈rekli gu ̈ncellemeler ile ko ̈mu ̈r damarı modelleme konusunda literatu ̈re katkı sag ̆layacaktır. Bu tez c ̧alıs ̧masının bir bas ̧ka c ̧ıktısı ise gelecekte yapılması planlanan iyiles ̧tirmeler ve gu ̈ncellemelere yo ̈n vermek olmus ̧tur.
İlk kaplama betonu tamamlanmış bir natm tünelinde oluşan ani tabaka hareketinin 3B sayısal modellemesi
Bu çalışmada, Ankara-Polatlı-İzmir YHT hattı üzerinde yer alan T-05 Tünelinde meydana gelen ani deformasyonların nedenleri incelenmiş ve duraysızlıklar sonucu oluşan yenilme 3B sayısal model programı (FLAC3D) ile analiz edilmiştir. Tünel kazısı tamamlanmış ve iç kalıp betonu atılmamış durumda iken, ani olarak gelişen yüklemeler sonucunda tünel kaplaması üzerinde deformasyonların oluştuğu ve tünel duraylılığını tehdit ettiği tespit etmiştir. Bunun üzerine tünele gidilmiş ve tünelin kaybedilmemesine yönelik önlemler alınmıştır. Öncelikle tünel altyarısı pasa ile doldurulmuştur. Yükleme mekanizmasını anlamak amacıyla çalışmalara başlanmış ve tünel hattı ve çevresinde açılan sondaj logları incelenmiştir. Tünel geçkisi üzerinde belirlenen kaya kütle sınıfları esas alınarak, T-05 tünelinin inşası sırasında kullanılan kazı destek sınıfları incelenmiştir. Ardından tünel kazısına başlanmadan önce proje aşamasında belirlenen kazı destek sistemleri ile tünel açılırken yaşanan sorunlar (tünel ayna tavanında oluşan akmalar) ve alınan önlemler incelenmiştir. Tünel açılması sırasında gözlenen deformasyonlar alınan önlemler ile kontrol altına alınmıştır. Tünel açılması sırasında 5 farklı lokasyonda tavandan akmalar meydana gelmiştir. Bu akmaların toplam hacmi 840 m³' dür. Tavan duraylılığını sağlamak ve akmaları önlemek amacıyla beton enjeksiyonu yapılmıştır. Bu sayede tünelin duraylılığı sağlanmıştır. Bu aşamada 1293 ton beton enjeksiyonu uygulanmıştır. Ancak oluşan deformasyonlar ve akmalar sonucunda tünelin yaklaşık 12 m üzerinde bulunan sağlam tabaka altındaki destek azalmış ve muhtemelen tabaka ayrışması gerçekleşmiştir. Tünelde ilk kazı aşamasında gözlenen deformasyonlar gevşek kayaç formasyonundaki kazıya bağlı yenilmelerdir. Gevşek kayaç formasyonunun yenilmesi ile üst katmandaki sağlam zeminin altı boşalmıştır. Sağlam kayaç yapısı bu aşamada yenilmeye uğramamıştır. Sağlam kayaçlardaki yenilmeler, formasyonun gevrek olmasından kaynaklı ani bir şekilde oluşur. Zaman içerisinde tünel üzerinde bulunan sağlam tabakanın oluşturduğu kiriş aniden yenilmiştir. Ani yenilme gözlenen sağlam kayaçlar kaldıraç etkisiyle tünel üzerine yük aktarımında bulunmuştur. Tünel yaklaşık olarak merkezde birleştirildiği ve iç kaplama betonu yapım aşamasının devam ettiği süreçte, 16.11.2018 tarihinde tünelde ani deformasyonlar gözlenmiştir. Deformasyon üzerine 20.11.2018 tarihinde Prof. Dr. Bahtiyar ÜNVER ve TCDD mühendisleri tarafından saha gezisi yapılmıştır ve tünelde tabaka hareketleri kaynaklı ani duraysızlığın oluştuğu kararına varılmıştır. Tüneli duraylı hale getirebilmek için ilk olarak tünel altyarısı pasa ile doldurulmuştur. Ardından tahkimat elemanlarında birtakım değişiklikler yapılarak ve enjeksiyon uygulanarak tünel duraylı hale getirilmiştir. Yukarıda açıklanan mekanizma oluşturulan 3B sayısal model üzerinde analiz edilmiştir. Öncelikle deformasyonların oluşumundan önceki safhada kullanılan kazı destek sınıfı kullanılarak modelleme gerçekleştirilmiş ve tünel açılırken meydana gelmiş olan deformasyonlar modelde de gözlenmiştir. Bu aşamada kazı devam ederken alınan önlemler (tahkimat sistemlerinin değiştirilmesi) modele eklenerek model tekrar çözdürülmüştür. Model çözdürüldükten sonra deformasyonların % 24 azaldığı gözlenmiştir. Modelin ilerleyen kısmında tabaka hareketleri kaynaklı ani yenilmelerin 3B sayısal modellenmesi için dinamik analiz paketi kullanılmıştır. Çalışma kapsamında kullanılan dinamik modelleme yönteminin ani deformasyonların tahmininde etkili olduğu gözlenmiştir. Ani deformasyon ihtimali olan kayaç yapısında kazı öncesi dinamik modelleme ile olası kazaların önüne geçilebileceği düşünülmektedir. Ani yükleme sonucunda tünel üzerine etkiyen gerilme ve deformasyonlar analiz edilmiştir. Sonuç olarak tünelde gözlenen koşulların sayısal model kullanılarak büyük ölçüde analiz edilebileceği gösterilmiştir.
İnce öğütmenin karıştırmalı tank liçi atığından altın geri kazanımı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Günümüzde giderek azalan cevher tenörleri ve daha ince boylarda saçınan mineral tanelerine bağlı olarak ince öğütme uygulamalarının madencilik endüstrisinde giderek yaygınlaştığı, öğütme boyunun giderek azaldığı görülmektedir. Bunun yanı sıra altın madenciliği özelinde, cevherin yüzey alanının artırılması suretiyle çözünme kinetiğinin artırılması veya çok ince boylarda kapanım halinde bulunan altın tanelerinin serbest hale getirilerek siyanürle temas etmesinin sağlanması amacıyla çok ince öğütme teknikleri tüm prosesin ekonomikliği açısından bir alternatif olarak yerini almıştır. Bu tez çalışması kapsamında, hâlihazırda işletilen bir altın madeni tesis atığının farklı tane boylarına öğütülmesi sonrası siyanür ile liç edilerek Au çözünme verimindeki değişim gözlemlenmiştir. Mevcut tesis koşullarında P80 ~ 75 mikrona öğütülen cevherden ortalama %87 verim ile altın kazanılmakta ve ortaya çıkan atık detox sonrası atık barajına gönderilmektedir. Çalışma kapsamında, atığa giden akıştan alınan atık numunesi P80 = 38 µm, 31 µm, 21 µm, 13µm ve 6 µm olacak şekilde karıştırmalı değirmende öğütülmüş ve farklı sürelerde siyanür liçi testlerine tabi tutulmuştur. Atık numunesinin liç kinetiğindeki farklılığı gözlemlemek adına, aynı zamanda, aynı madenden temin edilen yüksek ve düşük tenörlü tüvenan cevherlere de benzer incelik değerlerinde siyanür liçi testleri yapılmıştır. Laboratuvar ölçekte gerçekleştirilen şişe çevirme testleri sırasında 2, 4, 8, 24 ve 48 saatlik süreler için Au çözünme verimi hesaplanmış ve kimyasal (NaCN ve CaOH2) tüketimleri kaydedilmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, tane boyu inceldikçe atık numunesinden altın kazanımının belirgin bir şekilde yükseldiği, 75 mikron boyunda 24 saatlik liç süresi sonunda %12,1 olan Au çözünme veriminin 6 mikron boyunda %85,4'e yükseldiği, 48 saat sonunda ise bu değerin %91,5'e ulaştığı görülmüştür. Yüksek ve düşük tenörlü tüvenan cevhere kıyasla atık numunesinin tane boyuna bağlı Au çözünme verimindeki artış hızı daha fazla olmuştur. İnce öğütme uygulamasıyla altın madeni atığından altın kazanımının mümkün olduğu, bu sayede ortalama %87 olan mevcut tesis veriminin atığın yeniden işlenmesi ile %98'lere kadar çıkabileceği laboratuvar testleri sonucunda belirlenmiştir. Ancak yürütülen çalışma kapsamında herhangi bir maliyet analizi yapılmamış olup ilave öğütme ve liç maliyetinin göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: ince öğütme, altın liçi, atık, altın çözünme verimi, karıştırmalı değirmen
Endüstriyel bir yarı otojen öğütme devresinin performansının değerlendirilmesi
Bu tez çalışması kapsamında, endüstriyel yarı otojen öğütme devresinden alınan numuneler ile performans değerlendirme çalışması gerçekleştirilmiştir. Öğütme devresinde yarı otojen değirmen ve bilyalı değirmen ile kapalı devre çalışan olmak üzere iki farklı hidrosiklon grubu bulunmaktadır. Tesisten alınan numuneler %katı ve elek analizleri sonrası madde denkliği çalışması gerçekleştirilmiştir. Alınan numuneler ile cevherin öğütülebilirlik parametrelerini belirlemek üzere ağırlık düşürme, aşınma ve Bond testi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen ağırlık düşürme ve aşınma sonucunda testi A, b ve ta parametreleri sırasıyla 63.26, 1.33, 0.44 olarak bulunmuştur. Bond iş indeksi değeri ise 13.77 kWs/t olarak hesaplanmıştır. Birinci hidrosiklon gurubunda kaçak malzeme miktarı %62 olarak hesaplanırken, bilyalı değirmen ile kapalı devre çalışan hidrosiklon grubunda ise bu değer %30 olarak hesaplanmıştır. Yarı otojen değirmende bulunan kapasite artışı için yeterli marj ve bilyalı değirmen devreden yükünün artırılması ile tüm devrenin kapasitesinin artırabileceği tespit edilmiştir.
Nükleer hammadde yatakları için uygun madencilik yöntemlerinin araştırılması
İnsan nüfusuyla birlikte enerji talebi de doğru orantılı ve çok hızlı bir şekilde artmaktadır. Günümüzde artık enerji kaynakları insanlığın ihtiyaçlarını karşılama noktasında sıkıntıya girmektedir. Bu yılın ihtiyacı artık önümüzdeki yılların kaynaklarını kullanarak karşılanmakta bu da enerji alanında durmadan geriye gittiğimizin göstergesidir. Bu yüzden insanoğlu alternatif enerji arayışlarına girmiş ve yenilenebilir, nükleer ham maddeden enerji üretmek gibi yeni kaynaklar türetmiştir. Nükleer enerji günümüzde en önemli en randımanlı enerji kaynaklarından biridir. Çünkü hem sıfır karbon ideolojisi ile çevreye duyarlı hem de büyük enerji üretimleri nükleer enerjiyle mümkündür. Nükleer enerjide ham madde olarak doğada kendiliğinden bulunan uranyum ve toryum gereklidir. Ülkemizde bu yarışa dahil olmalı ve enerjide dışa bağımlılığımızı en az seviyeye düşürmek için atılımlar gerçekleştirmelidir. Bu çerçeveden baktığımızda bu tez kapsamında ülkemizin kendi öz nükleer ham madde kaynaklarının bir raporunu oluşturup yine kendi öz kaynaklarının hangi madencilik yöntemleriyle üretilebileceğine dair değerlendirmeler yapılmıştır. Nisan 2024, 98 Sayfa Anahtar Kelimeler: Uranyum, toryum, nükleer ham madde, enerji
Kömür uçucu külü ile yapılan çimentolardakı radon yayılımlarının belirlenmesi
Bu tez, Portland çimentosunun ağırlıkça %0, %5, %10, %15, %30 ve %50 oranında uçucu kül ile değiştirildiği sertleştirilmiş çimento harci mühendislik özellikleri üzerine kapsamlı bir araştırma sunmaktadır. Özellikle, sertleştirilmiş çimento harcların birim ağırlığı, basınç ve eğilim dayanımı, ultrasonik özellikleri, mikro yapısal özellikleri ve radon emisyonu incelenmiştir. Bu tez konusu üzerinde önceki yapılmış olan çalışmalar vaka analizi formatında yapılmış olup, uçucu kül içeriğini etkilemesi beklenir şekilde incelememiştir. Araştırma bulguları sonucunda halk sağlığını etkileyen radon gazı emisyonlarına çözüm üretecek araştırmalara yol gösterici olması hedeflenmiştir. Öncelikle, Türkiye'deki büyük ölçekli enerji santrallerinde kullanılan kömür sahalarından elde edilen yerli kömürün radyoaktivite seviyeleri araştırılmış ve Türkiye'deki ortalama radyoaktivite seviyelerini yansıtan Tunçbilek kömür sahası seçilmiştir ve bu sahanın kömürünü kullanan Tunçbilek elektrik santralinden uçucu kül numunesi tedarik edilmiştir. TS EN 196-1 standardına uygun 36 adet sertleştirilmiş çimento harcı numunesi ve agrega, çimento ve uçucu külün 3 adet toz numunesi hazırlanmıştır. Ardından, agrega, çimento ve uçucu külün kimyasal ve fiziksel özellikleri ile sertleştirilmiş çimento harcının mühendislik özellikleri ve mikro yapısı incelenmiştir. Son olarak, tüm bu değişkenlerden radon gazı emisyonları ve konsantrasyonları ölçülmüştür. Sonuçlar, %0 uçucu kül içeren kontrol numunesine kıyasla, birim ağırlık, ultrasonik özellikler ve 2, 7 ve 28 günlük basınç ve eğilim dayanımının uçucu kül içeriği arttıkça azaldığını, gözenekliliğin ise arttığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlara ve EN 197-1'e göre, %5, %10 ve %15 uçucu kül içeren numunelerin basınç dayanımları standartlar dahilinde kalmıştır. Açık döngü radon ölçümünde, kontrol numunesinin radon konsantrasyonu 20,8 Bq/m³ iken, %50 uçucu kül karışımıyla bu değer 32,1 Bq/m³'e yükselmiştir. Kapalı döngü radon ölçümünde de benzer bir eğilim gözlemlenmiş ve kontrol numunesinin radon konsantrasyonu 318 Bq/m³'ten %50 uçucu kül numunesiyle 524,5 Bq/m³'e yükselmiştir. Bu bulgular, yüksek uçucu kül içeriğine sahip çimento harçlarının radon yayıcı olarak etkili bir şekilde işlev gördüğünü ve radon konsantrasyonlarını belirgin bir şekilde artırdığını ortaya koymaktadır. Bu araştırmanın bulgularının Türkiye sınırları içerisinde en geçerli metrikleri sağlaması beklenmektedir.
Yeraltı madenciliğinde bilgisayar destekli havalandırma tasarımı
Yeraltı madenciliğinde havalandırma sistemleri, çalışanların güvenliği ve sağlığı açısından hayati bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, Horzum kurşun-çinko madeninin havalandırma şebekesinin performansını artırmaya yönelik kapsamlı bir optimizasyon süreci gerçekleştirilmiştir. Temel hedef; enerji tüketimini azaltmak ve hava akımının dağılımını daha verimli şekilde yönlendirmektir. Bu doğrultuda, hava akışını modellemek amacıyla Ford–Fulkerson algoritması uygulanmış; galeriler arasındaki her bir bağlantının kapasitesi ayrı ayrı değerlendirilerek sistemin maksimum hava debisi hesaplanmıştır. Elde edilen optimizasyon verileri, Ventsim™ yazılımına entegre edilerek üç boyutlu maden geometrisi üzerinde başarılı bir biçimde görselleştirilmiştir. Optimizasyon öncesinde toplam enerji ihtiyacı saatte ortalama 90.235 kW iken, bu değer 79.309 kW seviyesine düşürülmüş; böylece yaklaşık %12 oranında enerji tasarrufu sağlanmıştır. Bireysel fanlar özelinde de benzer iyileştirmeler elde edilmiştir; örneğin, 18.235 kW güç tüketen bir fanın enerji sarfiyatı 13.709 kW düzeyine indirilmiştir. Ayrıca, yangın senaryoları altında yürütülen simülasyonlar, acil durum yönetimi açısından dikkate değer faydalar sağlamıştır. Eski havalandırma konfigürasyonunda bir yangının tamamen kontrol altına alınması ortalama 6 saat sürerken, optimize edilmiş sistem ile bu süre 4,5 saate düşürülmüş; böylece yangınla mücadele ve soğutma sürecinde yaklaşık 90 dakikalık bir kazanım elde edilmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen özel yazılım aracı sayesinde, Ford–Fulkerson algoritması ile optimize edilmiş yeni havalandırma yapısının mevcut sistemle arasındaki performans farklılıkları detaylı biçimde analiz edilmiştir. Söz konusu araç her bir kaçıș yolunun en geç hangi saniyede geçilmesi gerektiğini de hesaplayarak, tahliye planlarının zaman tabanlı olarak optimize edilmesini mümkün kılmaktadır. Ventsim™ yazılımından elde edilen sensör verileriyle entegre çalışan bu sistem, mühendislerin gerçek zamanlı verilere dayalı olarak dinamik, zaman duyarlı ve etkili tahliye stratejileri geliştirmesine olanak tanımaktadır. Bu sayede, acil durumlarda hızlı ve isabetli kararlar alınması desteklenmektedir. Sonuç olarak, yapılan optimizasyon çalışmaları hem enerji verimliliğinde önemli kazanımlar sağlamış hem de acil durumlara müdahalede sistemin etkinliğini artırarak iş güvenliği açısından önemli katkılar sunmuştur. Ancak, bir saat süresince aktif yangın senaryosu altında yapılan değerlendirmelerde, tahliye süreleri açısından mevcut sistemle karşılaştırıldığında anlamlı bir fark gözlemlenmemiştir.
Yüksek titanyum içerikli boksit cevherinden titanyum kazanım olanaklarının araştırılması
Dayanıklılığı, hafifliği ve korozyona karşı direnci gibi özellikleri sayesinde pek çok endüstri için önemli elementlerden biri olan titanyum (Ti), geleneksel olarak ilmenit ve rutil gibi minerallerden üretilse de bu kaynakların sınırlı olması ve çevresel duyarlılıklar, alternatif kaynakların değerlendirilme ihtiyacını doğurmaktadır. Bu alternatif kaynaklardan biri de içeriğinde Ti barındıran boksit cevheridir. Bu doğrultuda bu tez çalışmasında Gaziantep-İslahiye (Türkiye) bölgesinde yer alan % 26,5 Fe2O3 , % 40,40 Al2O3 , %21 SiO2 ve %6,60 TiO2 tenörüne sahip boksit cevherinden Ti minerallerinin kazanımı çalışılmıştır. Bu kapsamda mekanik karıştırma ve ultrason destekli kil dağıtma ve uzaklaştırma, Knelson konsantratörü ile gravite ayırması, yüksek alan şiddetli, kuru manyetik ayırma ve flotasyon yöntemleri kullanılmıştır. Knelson konsantratörü ile gravite ayırması deneylerinde en yüksek tenör 30 kPa akışkanlaştırma suyu basıncında %5,57 TiO2 olarak elde edilirken, en yüksek verim 20 kPa'da %19,18 olarak elde edilmiştir. Yüksek alan şiddetli, kuru manyetik ayırma ile %17,90 Fe2O3 tenörlü manyetik olmayan malzeme %56,80 verim ile elde edilebilmiştir. Bu şartlarda konsantrenin TiO2 tenörü %6,11 olmuştur. Çalışma sonuçları mekanik karıştırmanın kil uzaklaştırmasında yeterli olmadığını ultrason uygulaması ile ise daha başarılı sonuçlar elde edildiğini göstermiştir. Ultrason destekli kil dağıtma ve uzaklaştırma deneyleri sonucunda malzemenin %6,30'ü şlam olarak uzaklaştırılmış, malzemenin SiO2 içeriği %21,00'den %16,87'ye düşmüştür. Flotasyon deneylerinde ise yeterli bir zenginleştirme olmamıştır. 200 gr/ton R845 ve 600 gr/ton nişasta varlığında %6,37 TiO2 tenörlü bir konsantre %10,3 verim ile kazanılırken, en yüksek verim %33,20 ile 800 gr/ton R845 ve 600 gr/ton nişasta varlığında gerçekleşmiş, bu şartlarda konsantre TiO2 tenörü %6,20 olmuştur. Bu tez çalışması sonucunda titanyumun uygulanan koşullarda flotasyon yöntemiyle verimli olarak kazanılamadığını ortaya konmuştur.
Mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların dayanımı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Kaya delme ve kesme teknolojisi son yüzyılda hızla gelişmiştir. Ancak, çok sert kayaçların delinmesi ve kesilmesinde düşük ilerleme hızı ve yüksek matkap ve keski aşınması gibi problemler bulunmaktadır. Çok sert kayaçların delinmesi veya kesilmesi esnasında ilerleme hızını arttırmak ve aşınmayı azaltmak amacıyla, son zamanlarda mikrodalga destekli kaya parçalama gibi bazı yenilikçi yöntemler üzerinde yapılan çalışmalar dikkat çekmektedir. Mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların mekanik özellikleri üzerinde etkileri konusunda yapılan çalışmalar yeni ve sınırlıdır. Bu nedenle, bu alanda araştırılacak birçok eksiklik bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada, 6 adet granit, 2 adet siyenit ve 1 adet gabro olmak üzere toplamda 9 farklı magmatik kayaca 6 kW' a kadar mikrodalga enerjisi uygulanmıştır. Öncelikle, deneylerde kullanılan her kayacın ince kesiti hazırlanmış ve mineral içerik ve yüzdeleri belirlenmiştir. Sonra tek eksenli basınç (UCS) ve Brazilian çekme dayanımı (BTS), yoğunluk, porozite ve ultrasonik dalga hızı ölçümleri yapılmıştır. Daha sonra, dayanım deneyleri için hazırlanmış 600'den fazla numune mikrodalgaya maruz bırakılmıştır. Mikrodalga enerjisi 60 s'den 420 s'ye kadar farklı sürelerle; 1 kW, 2 kW ve 6 kW güçlerde uygulanmıştır. Ardından mikrodalgaya maruz bırakılmış numuneler üzerinde sıcakken dayanım deneyleri yapılmıştır. Her numunenin yüzey sıcaklığı mikrodalgaya maruz bırakılmadan ve fırından çıkarıldıktan hemen sonra infrared (kızılötesi) termometre ile ölçülmüştür. Sonuçlar değerlendirildiğinde, kayaç dayanımının genellikle artan mikrodalga gücü ve maruz bırakma süresiyle arttığı görülmüştür. Mikrodalgaya maruz bırakılan ve test edilen her kayacın ısınma derecesi ve dayanım kaybı değişen mineral içeriğinden dolayı farklıdır. Uygulanan mikrodalga gücü, maruz bırakma süresi ve mineral içeriğine bağlı olarak bazı numunelerde çatlamalar ve ergimeler görülmüştür. Granitlerin UCS değerleri genellikle 200 ℃ ve BTS değerleri genellikle 100 ℃'den sonra düşmüştür. Metalik mineral içeriği veya yüksek oranda mikrodalgayı soğuran mineralden dolayı 100 ℃'nin altında siyenit ve gabro numunelerinin dayanımlarında önemli kayıplar gözlenmiştir. Sonuç olarak; uygulanan mikrodalga gücü, maruz bırakma süresi ve mineral içeriğine bağlı olarak magmatik kayaçların dayanımını önemli derecede etkilediği söylenebilir.
Isıl önişlemin bir çinko karbonat cevherinin hidrometalurjik olarak işlenmesi üzerine etkileri
Bu çalışmanın birinci adımında, Yahyalı (Kayseri) bölgesine ait bir çinko karbonat (simitsonit, ZnCO3) cevher numunesinin (%24,22 ZnO) sodyum hidroksit çözeltilerindeki çözünme davranımı X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM-EDS), ısıl (TG/DTA) ve kimyasal analiz yöntemleri kullanılarak farklı deneysel koşullar altında ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Sodyum hidroksit çözeltisi derişiminin 1 M'den 4 M'ye artırılmasıyla çinko çözünme oranı değerinin sürekli olarak yükseldiği gözlenmiş ve %70,7 ile %66,5'lik en yüksek çinko çözünme oranı değerlerine sırasıyla 25°C ile 90°C sıcaklıktaki 4 M NaOH çözeltilerinde 60 dakika süreyle yapılan çözme işlemleri sonrasında ulaşılmıştır. Diğer taraftan, çözeltiye alma süresinin 15 dakikadan 60 dakikaya yükseltilmesiyle çinko çözünme oranı sırasıyla %40,0'dan %67,2'ye yükselmekte, ancak sürenin 240 dakikaya uzatılmasıyla çinko çözünme oranı %63,0'a düşmektedir. Cevher numunesi ile çözme işlemleri sonrasında oluşan liç artıklarına uygulanan XRD, FT-IR, TG/DTA ve kimyasal analizler, numune içindeki simitsonit fazının gang minerallerine karşı seçimli bir biçimde çözündüğünü ve daha yüksek sıcaklık (90°C) ile daha uzun çözeltiye alma süresinde (240 dakika) çinko çözünme oranlarında gözlenen düşüşlerin liç çözeltileri içinde sırasıyla çinko oksit ile kalsiyum zinkat fazlarının oluşumundan kaynaklandığını göstermiştir. Çalışmanın ikinci adımında, cevher numunesinin DTA eğrisi dikkate alınarak seçilen farklı sıcaklıklarda (250, 400, 450, 550, 650, 750 ve 900°C) yapılan ısıl önişlemleri takiben numunede meydana gelen yapısal değişimler XRD, FT-IR ve TG/DTA analizleri kullanılarak açığa çıkarılmıştır. Daha sonra, ısıl önişlem uygulanan cevher numunelerindeki çinkonun sodyum hidroksit çözeltilerindeki çözünme oranları belirlenerek farklı sıcaklıklardaki ısıl önişlemlerin sodyum hidroksit liçi üzerindeki etkileri kıyaslamalı bir biçimde gösterilmiştir. 250°C'deki ısıl önişlem cevher numunesinde herhangi bir yapısal değişime sebep olmazken 450°C'de yapılan ısıl önişlem numunedeki simitsonitin tümünü çinko oksite dönüştürmektedir. Daha yüksek sıcaklıklardaki ısıl önişlemler ile sodyum hidroksit çözeltilerinde çözünmeye karşı daha dirençli olan ZnFe2O4 ve Zn2SiO4 gibi fazlar oluşmakta ve bunun sonucunda da cevher numunesinin 4 M NaOH çözeltisinde %70,7 olan çinko çözünme oranı, 450°C ve 900°C'de gerçekleştirilen ısıl önişlemler sonrasında sırasıyla %62,0 ve %31,3'e gerilemektedir. Çinkoya ek olarak ısıl önişlemlerin cevher numunesi içindeki kurşun ile kadmiyumun çözünme oranları üzerinde oluşturduğu değişimler de bu tez kapsamında sunulmuştur. Son adımda ise hem orijinal numune hem de 450°C'de ısıl önişlem uygulanan numunenin 4 M NaOH çözeltilerinde çözeltiye alınmaları sonrasında oluşan yüklü çözeltilerindeki çinkonun çöktürme yoluyla elde edilebilirliğine yönelik kıyaslamalı deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş ve yüklü çözeltilerdeki çinkonun, derişik sülfürik asit ilavesiyle, sırasıyla %96,0 ve %84,1 verimle, farklı morfolojilere ve kristal boylarına sahip çinko oksit katıları olarak çöktürülebileceği bulunmuştur.
Sülfürlü olmayan bir çinko cevherinin amonyak liçiyle değerlendirilmesi
Bu çalışmada, tanımlanmasını takiben, Yahyalı (Kayseri) bölgesine ait sülfürlü olmayan bir çinko (simitsonit) cevherinin (DDM), sulu amonyak çözeltilerindeki çözünme davranımı (aynı bölgeye ait kimyasal ve mineralojik bileşimi farklı bir simitsonit cevheriyle (KM) birlikte) detaylı bir biçimde incelenmiş ve farklı deneysel koşullarda gerçekleştirilen çözme işlemleri sonrasında oluşan yüklü çözeltilerinden çeşitli çinko bileşiklerinin çöktürme (ve/veya kalsinasyon) yoluyla elde edilebilme koşulları ortaya çıkarılmıştır. Yapılan kimyasal, X-ışını kırınımı (XRD) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) analizleri, deneysel çalışmalarda kullanılan DDM (%28,70 ZnO) ile KM (%23,73 ZnO) numunelerinin sülfürlü olmayan tipteki simitsonit (ZnCO3) cevher numuneleri olduğunu ve bunların karbonatlı ana gang minerallerinin de sırasıyla kalsit (CaCO3) ve dolomit (CaMg(CO3)2) olduğunu göstermiştir. Cevher numunelerinin oda sıcaklığındaki sulu amonyak çözeltilerinde farklı koşullarda (NH3 derişimi: 1-13,3 M, karıştırma süresi: 15-120 dakika, katı/sıvı oranı: 0,075-0,50 g kuru katı/mL çözelti) ZnCO3 + NH3 → Zn(NH3)4+2 + CO3-2 genel tepkimesi uyarınca çözeltiye alınmaları neticesinde, seçilen optimum koşulda (4 M NH3 derişimi (başlangıç NH3/Zn mol oranı: 7,52), 90 dakika karıştırma süresi ve 0,15 g/mL katı/sıvı oranı) DDM numunesindeki çinkonun %76,2'si (kadmiyumun %80,4'ü) ve KM numunesindeki çinkonun ise %50,8'i (kadmiyumun %45,4'ü) çözelti fazına alınabilmektedir. Çalışılabilecek en yüksek 13,3 M amonyak derişiminde (NH3/Zn mol oranı: 25,08) ise DDM ve KM numuneleri için sırasıyla %79,7 Zn (%87,6 Cd) ve %65,3 Zn (%61,7 Cd) olan en yüksek çözünme oranı değerlerine ulaşılmıştır. Çözeltiye alma deneyleri sonrasında elde edilen çözünmeden kalan katılar (liç artıkları) üzerinde gerçekleştirilen kimyasal, XRD ve FT-IR analizleri, sulu amonyak çözeltisinin, karbonatlı ana gang minerallerine karşı, çinko cevher minerali olan simitsoniti seçimli olarak çözelti fazına alabildiğini göstermektedir. Amonyak derişimi yanında, bu tez çalışması kapsamında, karıştırma süresi ve katı/sıvı oranının etkileri de detaylı bir biçimde çalışılmıştır. Çalışılan tüm deney koşullarında DDM numunesi için daha yüksek çinko (ve kadmiyum) çözünme oranı değerleri elde edilmesi nedeniyle, gerçekleştirilen çöktürme deneylerinde DDM numunesinin çözeltiye alınmasıyla oluşan yüklü çözeltiler kullanılmıştır. Çöktürme deneylerinde, sabit 7,52 NH3/Zn mol oranında DDM numunesinin (daha fazla miktarda çinko içeren katı eldesi amacıyla) artan katı/sıvı oranı değerlerinde çözeltiye alınması sonrasında elde edilen ve "N60" (4 M NH3 çözeltisinde ve 0,15 g/mL katı/sıvı oranında çözme sonrası elde edilen yüklü çözelti), "N120" (8 M NH3 çözeltisinde ve 0,30 g/mL katı/sıvı oranında çözme sonrası elde edilen yüklü çözelti) ve "N200" (13,3 M NH3 çözeltisinde ve 0,50 g/mL katı/sıvı oranında çözme sonrası elde edilen yüklü çözelti) olarak isimlendirilen yüklü çözeltiler kullanılmıştır. Çöktürme işlemleri, her bir yüklü çözeltinin, ayrı ayrı, 50°C-150°C aralığındaki farklı sıcaklıklarda tümüyle kuruluğa kadar ısıtılmasıyla gerçekleştirilmiş olup her üç yüklü çözeltiden de 50°C'de tümüyle kurutma yoluyla çok düşük miktarlarda hidrozinkit içeren oldukça saf çinko amin karbonat (Zn(NH3)(CO3)) çökeltisi elde edilmiştir. 150°C'de tümüyle kurutma yoluyla ise N60 çözeltisinden saf, N120 çözeltisinden çok düşük miktarlarda çinko amin karbonat içeren oldukça saf ve N200 çözeltisinden ise kayda değer miktarda çinko amin karbonat içeren hidrozinkit (Zn5(CO3)2(OH)6)) katısı elde edilmiştir. Aynı koşullarda gerçekleştirilen deneyler sonrasında farklı çinko çökeltilerinin eldesinin, kullanılan yüklü çözeltilerin farklı miktarlarda amonyak, karbonat ve çinko içermesinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Diğer taraftan, 50°C'de tümüyle kurutma yoluyla N60, N120 ve N200 çözeltilerinden elde edilen çinko çökeltilerinin 450°C'de kalsinasyonuyla da kristal boyutları sırasıyla 27, 28 ve 34 nm olan tek faz çinko oksit katıları elde edilebilmiştir. Son olarak, bu çalışmada, elde edilen tüm deneysel bulgular ışığında, ülkemizde kayda değer miktarlarda rezervleri bulunan simitsonit cevherlerinden hidro(/piro)metalurjik yöntemlerle farklı çinko bileşiklerinin eldesine yönelik bir akım şeması önerisinde de bulunulmuştur.
Farklı flotasyon davranımına sahip sfalerit minerallerinin incelenmesi
Bakır-çinko kompleks sülfürlü cevherlerin flotasyonunda, farklı cevher yataklarında ve bazen aynı cevher yatağının farklı bölgelerinde Cu-Zn seçimli flotasyonu performansının farklılıklar gösterdiği bilinmektedir. Bu farklılıkların nedenleri arasında cevher oluşumu sırasında sfaleritin kristal yapısında ve yüzey kimyasında meydana gelen değişimler, cevherin kimyasal ve mineralojik yapısı ve buna bağlı olarak sfaleritin zenginleştirme işlemi sırasında canlandırılması, cevherin oksidasyonu (oluşum sırasında ve/veya stok sahasında) ve uygulanan flotasyon işlem koşulları sayılabilmektedir. Bu tez kapsamında, bakır-çinko cevherlerinde farklı oluşum ve yüzey özelliklerine sahip sfalerit minerallerinin farklı flotasyon davranımlarının nedenleri araştırılmıştır. Bu amaçla, farklı flotasyon davranımına sahip olduğu bilinen Gediktepe Cu-Zn sülfürlü cevheri ve Balya Pb-Zn sülfürlü cevherinden elde edilen sfalerit numuneleri deneysel çalışmalarda kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında flotasyon deneyleri, SEM-EDS (Taramalı elektron mikroskobu - Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi) ve XPS (X-ışını fotoelektron spektroskopisi) ile yüzey karakterizasyonu, temas açısı ölçümleri, dönüşümlü voltametri deneyleri ve detaylı elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) çalışmaları yapılmıştır. Farklı bastırıcı türleri ve karışımları kullanılarak gerçekleştirilen flotasyon çalışmalarında, optimum koşullarda (0.5 kg/t Na2S, 3 kg/t MBS, 1 kg/t ZnSO4) %13,86 Cu ve %5,34 Zn tenörlü bir kaba flotasyon konsantresi %60 bakır verimi ve %8 çinko verimi ile elde edilmiştir. SEM-EDS çalışmaları Balya sfalerit ve Gediktepe sfalerit örneklerinin kimyasal yapı ve yüzey özellikleri açısından farklı olduklarını göstermiştir. Gediktepe cevherindeki sfalerit yüzeyinde Cu-S benzeri oluşumlar gözlenmiştir. İki sfalerit örneği arasındaki farklılıklar temas açısı ve EIS deneyleri ile de belirlenmiştir. Toplayıcı olarak SIPX kullanılarak yapılan temas açısı ölçümleri, Gediktepe sfaleriti ile 65° ve Balya sfaleriti ile temas açısı ölçülemediğini (0°) göstermiştir. EIS deney sonuçlarına göre SIPX eklendiğinde Gediktepe sfaleritinin kaplama direnci (Rc) artmakta iken Balya sfaleritinin direnci önemli derecede değişmemektedir. Her iki ölçüm yöntemi de herhangi bir aktivatör kullanmadan Gediktepe sfalerit örneğine toplayıcının soğrulduğunu, ancak Balya sfaleritine soğrulmadığını göstermektedir. Bunun nedeninin Gediktepe sfaleritinde gözlenen Cu-S oluşumları olduğu düşünülmektedir. Bastırıcıların (Na2S, MBS ve ZnSO4) eklenmesi ile Gediktepe sfaleritinin yüzey özellikleri değiştirilmiş ve Cu-S oluşumlarından kaynaklanan aktivasyon engellenmiştir. Bunun sonucunda, kuvvetli bir toplayıcı olan SIPX kullanılması durumunda temas açısı değeri 40°'ye, seçimli bir toplayıcı olan Na-AF kullanılması durumunda ise 0°ye kadar düşürülmüştür. Bu sonuçlar bastırıcı türü ve dozajı kadar toplayıcı türü ve dozajının da seçimli Cu-Zn flotasyonunda etkili olduğunu göstermiştir. Sfaleritin işlem görmemiş haline çekilen XPS analizlerinde sülfat piki gözlenmemiş, ancak tek başına MBS, ZnSO4, ve karışım halinde Na2S+ZnSO4+MBS bastırıcıları eklenmesi durumunda yüzeyde 168 eV'ta sülfat (SO4-2) piki görülmüştür. Bu durum, bastırıcı kullanımının sfalerit yüzeyinde hidrofilik ve duraylı metal-sülfat bileşiklerini oluşturarak sfaleritin flotasyonunu bastırdığını göstermektedir. Bastırıcı molekülleri sfalerit yüzeyindeki Zn atomları ile etkileşime girdiği kadar Cu-S tabakasındaki Cu atomları ile de etkileşime girmektedir. Bu etkileşimin sonunda mineral yüzeyinde bakır ve çinko sülfat bileşikleri oluşmakta ve bakır flotasyonu aşamasında sfalerit tanelerini bastırmaktadır. Benzer bir etki bakır mineralleri yüzeyinde de gözlenebilmektedir. Yüksek bastırıcı dozajlarında bakır minerallerinin flotasyon performansının etkilenmemesi için bu çalışmada kullanılan bastırıcıların dozajı ve toplayıcı türü ile dozajının çok önemli olduğu belirlenmiştir.
Bir bakır-çinko öğütme ve zenginleştirme tesisinde çoklu bileşenli öğütme model yapısının geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, Eti Bakır A.Ş' ye ait bir bakır zenginleştirme işletmesinin öğütme ve sınıflandırma devresinden alınan numuneler ile mineralleri oluşturan tüm bileşenlerinin ayrı ayrı öğütme davranışlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda modelleme ve simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Madde denkliği çalışmalarında JK SimMet v6.02 yazılımı ve element bazında Microsoft Excel programının içinde bulunan çözücü fonksiyonundaki Genel İndirgenmiş Gradyan Metodu (GRG) kullanılmıştır. Çalışmada 15 ton/saat ve 17ton/saat taze besleme koşullarında öğütme ve sınıflandırma performansları değerlendirilmiştir. Değirmenler için modelleme çalışmasında mükemmel karışım modeli, hidrosiklonlarda ise performans eğrisi modeli kullanılmıştır. Tez çalışmasında bilyalı değirmenler ve hidrosiklonlar için yeni modeller türetilmiştir. Öğütme modelinde özgül ağırlıkla, kırılma hızı parametresinin ilişkisi ortaya konulmuştur. Ayrıca değirmenlerdeki katı oranı değişiminin model değişkenleri üzerinde farklılık yarattığı gözlemlenmiştir. Diğer çalışma koşullarının da (bilya yüzey alanı, doluluk oranı vb.) katı oranı ile ilişkilendirildiği bir model yapısının geliştirilebileceği anlaşılmıştır. Hidrosiklon modelinde Whiten eşitliğinden yararlanılarak, alfa, ayrım keskinliği ve kaçak gibi değişkenler, işletmesel değişkenler ile ilişkilendirilmiştir. Hidrosiklonlara ait farklı geometrik ve operasyonel koşullar baz alınarak ve Plitt eşitliğinden yararlanılarak düzeltilmiş kesme boyu modeli geliştirilmiştir. Türetilen bu model ile alfa değişkeni, hidrosiklon geometrisi ve element özgül ağırlığına bağlı olarak hesaplanabilmektedir.
Yerel Bir Çinko Karbonat Cevherinin Sodyum Hidroksit Liçiyle Değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasının ilk adımında ana safsızlıkları götit ile kalsit olan Yahyalı/Kayseri bölgesine ait %29,16 ZnO, %26,51 Fe2O3 ve %7,37 CaO içerikli bir simitsonit (ZnCO3) cevher numunesinin, tanımlanmasını takiben, farklı derişimlere sahip sodyum hidroksit (NaOH) çözeltilerindeki çözünme davranımı, farklı analiz (kimyasal, XRD, TG/DTA, FT-IR ve SEM-EDS) yöntemleri kullanılarak detaylı bir biçimde incelenmiştir. Çözeltiye alma işleminde kullanılan NaOH çözelti derişiminin 1 M'den 4 M'ye yükseltilmesiyle çinko çözünme oranının, ZnCO3 + 4OH− → Zn(OH)4−2 + CO3−2 genel çözünme tepkimesi uyarınca, sürekli olarak arttığı gözlenmekte ve %70,9 ile %57,1'lik en yüksek çinko çözünme oranlarına sırasıyla 25°C ile 90°C sıcaklığa sahip 4 M NaOH çözeltilerinde 1 saat süreyle yapılan çözeltiye alma işlemleri sonrasında ulaşılmaktadır. Bununla birlikte, optimum olarak seçilen 3 M derişimindeki NaOH çözeltisi kullanılarak 1 saat süreyle yapılan çözme deneylerinde çözelti sıcaklığının 25°C'den 90°C'ye yükseltilmesi, çözünmüş zinkat türlerinin duraylılığının azalarak Zn(OH)4−2 → ZnO + 2OH− + H2O tepkimesi uyarınca katı çinko oksite (ZnO) dönüşmesi sebebiyle, çinko çözünme oranının %70,1'den %40,5'e düşmesine sebep olmaktadır. Diğer taraftan, 25°C sıcaklıktaki 3 M derişime sahip NaOH çözeltisinde karıştırma süresinin 0,25 saatten 1 saate uzatılması çinko çözünme oranını %57,8'den %70,1'e yükseltmekte iken karıştırma süresinin 4 saate uzatılması, katı haldeki sulu kalsiyum zinkat (CaZn2(OH)6·2H2O) oluşumu sebebiyle, çinko çözünme oranını %60,6'ya düşürmektedir. Cevher numunesi ile çözeltiye alma işlemleri sonrasında elde edilen çözünmemiş katılara uygulanan kimyasal analizler ile XRD, TG/DTA, FT-IR ve SEM-EDS analizleri, numune içindeki simitsonit fazının numunedeki var olan safsızlıklara karşı seçimli olarak çözündüğünü göstermektedir. Bu tez çalışması kapsamında, NaOH derişimi ve karıştırma süresinin etkilerinin yanında, katı/sıvı oranının (0,075, 0,10 ve 0,15 g/mL) etkisi de farklı NaOH derişimlerinde (2 ve 3 M) incelenmiştir. Ayrıca, numunedeki kurşun bileşeninin (%2,07 PbO) çözünme davranımı da belirlenmiş ve kurşun için elde edilen çözünme oranları da tezde sunulmuştur. Tez çalışmasının son adımında, cevher numunesinin sodyum hidroksit çözeltilerinde çözeltiye alınması sonrasında elde edilen ve çözünmüş halde hem çinko hem de karbonat içeren yüklü çözeltilerdeki çözünmüş karbonatın (CO3−2) toprak alkali elementleri (Mg, Ca, Sr ve Ba) içeren reaktif kalite (r-) ve doğal (n-) malzemeler kullanılarak uzaklaştırılmasına/kazanılmasına ilişkin 'doğrudan dönüşüm' deneyleri yürütülmüştür. İlk olarak, reaktif kalite stronsiyum sülfat (r-SrSO4) ve sölestin konsantresinin (n-SrSO4) çözünmüş karbonat içeren yüklü çözeltilerdeki davranımları SrSO4 + CO3−2 → SrCO3 + SO4−2 doğrudan dönüşüm tepkimesi uyarınca incelenmiş olup NaOH derişimi 3 M olan çözeltide cevher numunesinin çözündürülmesiyle elde edilen yüklü çözeltiye 1:2 r-SrSO4:CO3−2 mol oranında katı r-SrSO4 ilavesini takiben 2 saat karıştırma sonrasında oluşan dönüşmüş katının XRD deseni, kullanılan r-SrSO4'ün hemen hemen tümüyle çözünmüş CO3−2 ile etkileşerek SrCO3'e dönüştüğünü işaret etmektedir. Aynı deneysel koşullar altında, katı n-SrSO4 daha iri tane boyuna sahip olduğundan tümüyle SrCO3'e dönüşmemektedir. Dönüşmüş katıların XRD desenleri, 3 M ve 4 M başlangıç NaOH çözelti derişimlerinde elde edilen yüklü çözeltilere 1:2 n-CaSO4·2H2O:CO3−2 veya 1:2 r-Ca(OH)2:CO3−2 mol oranında jips veya reaktif kalite kalsiyum hidroksit ilavesinin ardından 1 saatlik karıştırma süresi sonunda, CaCO3 yerine, Ca(OH)2 + 2Zn(OH)4−2 + 2H2O → CaZn2(OH)6·2H2O + 4OH− tepkimesi uyarınca baskın faz olarak CaZn2(OH)6·2H2O oluşumunu işaret etmekte iken 8 M başlangıç NaOH derişimindeki çözelti kullanımı sonrasında baskın fazlar olarak CaCO3 ve Ca(OH)2'nin oluştuklarını göstermektedir. En saf CaZn2(OH)6·2H2O oluşumu başlangıç NaOH derişimi 4 M olan yüklü çözelti kullanımında gözlenmiş olup çözünmüş çinko %85'in üzerindeki verimlerde çözelti fazından sulu kalsiyum zinkat olarak kazanılabilmektedir. Son olarak, reaktif kalite magnezyum hidroksit (r-Mg(OH)2) ve reaktif kalite baryum sülfat (r-BaSO4) kullanımlarında, beklenildiği üzere, yüklü çözeltideki karbonat iyonuyla herhangi bir etkileşim gözlenmemekte iken reaktif kalite baryum hidroksit oktahidrat (r-Ba(OH)2·8H2O) BaCO3'e dönüşmektedir. Doğrudan dönüşüm deneyleri sonrasında elde edilen sonuçlar, simitsonit cevherlerinin sodyum hidroksit çözeltilerinde çözündürülmesi sonrasında oluşan yüklü çözeltilerin ilgili literatürde bulunmayan yeni ve farklı yöntemlerle değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Farklı öğütme mekanizmalarının bileşen davranımı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Son yıllarda, karıştırmalı değirmenlerin kullanımı, performansı, model yapılarının geliştirilmesi ve cevheri oluşturan mineral davranımının tesis boyunca izlenmesi üzerine yapılan çalışmaların hız kazanması, karıştırmalı değirmende gerçekleştirilecek öğütme işleminin, ürüne ait boyut bazlı mineral dağılımındaki etkisinin araştırılmasını ve farklı öğütme mekanizmalarını kullanan diğer öğütme sistemleri ile karşılaştırılmasını gerekli kılmaktadır. Özgün yapısı ile literatürdeki bu eksikliğin giderilmesini amaçlayan bu çalışmada; kuru olarak çalıştırılan karıştırmalı değirmende klinker ile kalsit ve manyetit minerallerinin farklı oranlardaki bileşimlerinde ve bakır cevheri üzerinde öğütme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ardından ürünlerin boyut bazlı mineral dağılımları belirlenmiş ve öğütme üzerindeki mineral etkileri tartışılmıştır. Nihayetinde elde edilen sonuçlar bilyalı değirmende benzer şekilde yapılmış olan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Bu tez kapsamında, değirmenlerin farklı öğütme mekanizmalarına ve bileşen özelliklerine bağlı olarak, ürünlere ait boyut bazlı mineral dağılımında farklı davranımlar sergilendiği ortaya çıkarılmıştır. Kalsit ile karışımlarında, kalsite kıyasla daha sert olan klinker ve manyetit malzemelerinin iri elek aralıklarında, diğerlerine kıyasla yüksek öğütülebilirliğe sahip kalsitin ise daha alt elek aralıklarında yoğunlaştığı ve karışımdaki kalsitin, tekli kalsit öğütmesine oranla daha iyi öğütülmüş olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca bileşenlerin indirgeme oranları da hesaplanarak; tüm öğütme sürelerinde kalsite ait indirgeme oranlarının, diğer bileşenlerin indirgeme oranlarına kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca Mohs ölçeği bazında nispeten sert olan manyetit ve klinker bileşenlerinin karışımları ile yapılan öğütmelerde, kalsitin öğütülmesine katkı sağladığı saptanmıştır. Karıştırmalı ve bilyalı değirmende, bakır numunesinin öğütülmesiyle elde edilen ürünler üzerinde gerçekleştirilen MLA çalışmasına ait değerlendirmelerde bakır cevheri içerisindeki minerallerin fraksiyonel dağılımları incelenmiş; pirit dağılımının öğütme süresine bağlı değişkenliği, kalkopirit, sfalerit ve galenit minerallerinin ise, her iki değirmende de kendi içerisinde benzer dağılım değerleri gösterdiği görülmüştür. Ayrıca karıştırmalı değirmen teknolojisinin, bilyalı değirmene kıyasla mineral fark etmeksizin daha yüksek serbest mineral değerlerini sağladığı belirlenmiştir.
Metalik bir maden yatağında tenör dağılımı benzetimi yapılarak maden bloklarının kazılma olasılıklarının tahmini
Tez çalışması, bir altın yatağının jeoistatistiksel yöntemlerle incelenmesini içermektedir. Değişkenliğin gerçekçi olması, belirsizliklerin karakterize edilebilmesi ve aykırı değerlerden etkilenmemesi adına yatağın benzetimi yapılmıştır. Analize hazır kompozit verilerinden katı model elde edilip sınırlar içerisine blok model tanımlanmıştır. Kompozit verilerin tahmin edilecek alana oranla hacimce çok düşük olması, o alanda bir belirsizlik oluşturur. Tenördeki bu belirsizliğin ortaya koyulmasında ve konuma bağlı değişkenliği yeniden üretme amacıyla benzetim yöntemlerinden, doğrudan ardışık benzetim yöntemi kullanılmıştır. Ham verilerin herhangi bir veri dönüşümünü gerektirmeden mekânsal dağılımını karakterize edebilen Doğrudan Ardışık Benzetim Benzetim (Direct Sequencial Simulation (DSS)) yöntemi uygulanmıştır. Benzetimlerin kullanılabilirliğinin belirlenmesi için, benzetim ortalamalarının ve variogramlarının doğruluğu test edilmiştir. Uygun olmayan benzetim sonuçları yerine yeni benzetimler üretilerek benzetim sayısı 100'e tamamlanmıştır. Yüzeye yakın cevherleşme görülen yataklarda ekonomik karlılığı belirlemek adına en yaygın açık ocak optimizasyon yöntemi Lerch & Grossman yaklaşımıdır. Bu yaklaşımla nihai sınırların ortaya koyulabilmesi için en önemli parametrelerden birisi ilgili maden bloklarının tenör değerleridir. Tenör değerlerindeki belirsizliklerin nihai sınırlar üzerindeki etkisinin modellenebilmesi amacıyla her bir benzetim sonucu üzerinden optimizasyonu yapılmıştır. Tenör değer aralıklarının tahminiyle, farklı ekonomik öneme sahip birden çok ocak geometrisi ortaya çıkmıştır. Değerlendirmeler sonucu kazılma olasılıkları hesaplanmıştır. Böylece, mevcut kaynakların daha verimli üretilebilmesi için tenör belirsizliklerine karşı çeşitli risk analizleri yapılabilir.
Kütahya-Cebrail antimon ocağının kaynak kestirimi
Tez çalışmasını amacı, Kütahya ili Gediz ilçesi Cebrail köyü sınırında bulunan antimon sahasına ait Maden Kaynak kestiriminin yapılmasıdır. Bu amaçla sahada yapılan jeolojik etüd verileri, sondajlar, yüzey numuneleri ve sondaj karot analizleri kullanılarak veri tabanı oluşturulmuştur. Jeolojik veriler yorumlanarak katı model çizilmiştir. Daha sonra variogram analizi yapılarak Maden Kaynak kestirimi için gerekli parametreler bulunmuştur. Blok modeli takiben ortalamasız kriging yötemi kullanılarak kestirimi blok merkezine değer atanmasıyla Maden kaynak Kestirimi yapılmıştır. Bir sonraki aşamada tenör-tonaj eğrisi çizilmiş ve Maden Kaynağı bakımından potansiyel alanlar elde edilmiştir. Bu tez sonucunda Cebrail sahasındaki potansiyel alanlar tahmin edilmeye çalışılmıştır. Maden kaynağını, Maden Rezerv'ine dönüştürmek için daha fazla sondaj ve analiz yapılması gerekmektedir.
Elektronik ve elektriksiz ateşleme sistemlerinin patlatma verimliliği ve çevresel etkilerinin karşılaştırılması
Literatürde ve dünyada 30 yıllık yeri olan ve halen 5. nesli kullanılan elektronik ateşleme sistemleri ülkemizde halen özel uygulamalar dışında kullanım alanı bulamamıştır. Bunun sebepleri arasında ülkemiz maden mühendislerinin bu konuya yeteri kadar eğilim göstermemeleri, birim fiyatların görece çok daha yüksek olması, konu üzerine yeterli çalışmanın yapılmış olmaması, yeterli Türkçe kaynak bulunmaması ve insanların elektronik ateşleme sistemi ile yapabileceklerinin farkında olmaması sayılabilir. Elektronik ateşleme sistemlerinde gecikmeler piroteknik gecikme elemanı yerine kullanılan yonga ile 1 ms aralıklarla programlanabilmektedir. Piroteknik gecikme elemanı kullanılan sistemlerde yaşanan %10'luk gecikme sapmaları elektronik ateşleme sistemlerinde 0,1 ms'lere kadar düşmektedir. Bu durum mühendisin tasarımını yaparken esneklik kazanmasına ve tasarladığı gecikmeleri birebir uygulamasına olanak sağlamaktadır. Buna bağlı olarak da elektronik ateşleme sistemleri patlatma verimliliği ve patlatmanın çevresel etkileri konusunda birçok fayda sağlamaktadır. Elektronik ateşleme sistemlerinin avantajlarının ön plana çıkarılması ve Türkiye'de kullanımının artması için önayak olunması hedeflenerek bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında Türkiye'de bulunan 2 farklı polimetalik madende elektronik ateşleme sistemi kullanılarak 3 adet patlatma gerçekleştirilmiş ve veriler kayıt altına alınmıştır. Bu veriler elektriksiz ateşleme sistemi kullanılarak yapılan patlatmalar ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda elektronik ateşleme sisteminin patlatmanın çevresel etkilerine ve patlatma verimine olumlu katkıları açıkça ortaya çıkmaktadır.
Kül sınıflandırma tesisinde farklı akış kolları için çimento ve beton kalite değerlendirmesinin yapılması
Dünyada ve ülkemizde giderek artan nüfus ve sanayileşme, yoğun enerji ihtiyaçlarını beraberinde getirmekte ve bu sebeple enerji üretimi giderek artmaktadır. Ülkemizde enerji üretiminde termik santraller önemli bir role sahiptir. Türkiye'de özellikle düşük kalorili kömürlerin kullanıldığı santrallerde büyük kapasiteler tercih edilmiştir. Kömürler toz haline getirildikten sonra termik santrallerde yakılarak istenilen enerji üretimi sağlanırken, bunun yanında atık olarak uçucu kül üretilmektedir. Uçucu küller doğaya doğrudan salınamazlar. Bu sebeple filtre aracılığıyla tutularak depolanmaktadırlar. Fakat bu kül depolanma işleminin çevreye olağan etkileri bulunmaktadır. Öte yandan, uçucu küller su ile olan reaktivitesi dolayısıyla beton ve çimento sektörü tarafından tercih edilmektedir. Dünya'da harcanan toplam enerjinin %2'si çimento üretim işleminde harcanmaktadır. Aynı zamanda, insan kaynaklı karbondioksit salınımının %7'si çimento sektörü tarafından gerçekleşmektedir. Bu kadar büyük enerji tüketimine ve karbon salınımına sahip çimento sektörü, uçucu kül kullanımı ile daha çevreci hale gelebilecektir. Bu tez çalışması kapsamında, Seyitömer uçucu külünün çimento sektöründe kullanım olanaklarının araştırılması ve Seyitömer uçucu külü hakkında kapsamlı bilgiler elde edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmada Seyitömer kül sınıflandırma tesisinden alınan kül numuneleri ve Bursa Çimento Fabrikasından alınan CEM I 42.5 ve Cem II/A-M (P-L) 42.5 R numuneleri kullanılmıştır. Çalışma 3 ana başlık altında gerçekleştirilmiştir. İlk kısımda kül sınıflandırma tesisinde bulunan havalı sınıflandırıcının parametreleri değiştirilerek farklı incelikte kül numuneleri elde edilmiş ve %25 oranında çimentoya katılarak dayanım testlerine tabii tutulmuştur. En ince kül değerinde (D50: 19µm) 7 günlük dayanımda %10, 28 günlük dayanımda ise %7,8 artış sağlanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında; ham, atık ve ince/ürün akış kolundan alınan numuneler Bond değirmeni yardımıyla farklı incelik değerlerine öğütülmüştür. Elde edilen farklı inceliklerdeki uçucu küller, %25 oranında çimentoya katılmıştır. Yapılan değerlendirmelerde benzer inceliklere sahip farklı akış kollarından kül içeren çimento numunelerinde yakın dayanım değerleri elde edilmiştir. Ek olarak, numuneler beton testlerine de tabii tutulmuştur. Atık ve ham kül öğütüldüğünde referans olarak belirlenen ince/ürün kül ile benzer çökme değerleri yakalamıştır. Çalışmanın son kısmında, birlikte öğütme kullanılarak erken dayanımda meydana gelen kaybın önüne geçilmesi ve kül eklemesinin artırılabilirliği incelenmiştir. Birlikte öğütmenin uygulandığı karışım numunelerin dayanım değerleri yalnızca külün öğütüldüğü karışımlardan daha yüksek çıkmıştır. Birlikte öğütme ile kül katkısı %45'e kadar çıkartılabilmiş ve karışımın 28 günlük dayanımı referans numunesinden hala %4,6 yüksek elde edilmiştir. Ek olarak, kalite verileri göz önünde bulundurularak ince öğütme sistemi ile yapılabilecek olası iyileştirme değerlendirmelerinde bulunulmuştur.
Bir kömür madeninde iş sağlığı ve güvenliği risk değerlendirmesi için uygun yöntem seçimi
İş sağlığı ve güvenliği yönetim sistemi içindeki önemli adımlardan biri risk değerlendirmesidir. Risk değerlendirmesinde kullanılan birçok nicel ve nitel yöntem bulunmaktadır. Bunlar arasından işletme için uygun yöntemi seçmek, amacına uygun ve başarılı bir risk değerlendirmesi yapılması açısından oldukça önem arz etmektedir. Bu amaç doğrultusunda Türkiye Taşkömürü Kurumu (TTK) Kozlu Müessesesi için en uygun risk değerlendirme yöntemini seçmek amacıyla bulanık TOPSIS kullanılmıştır. Çalışmada L Tipi 5×5 Matris, Olası Hata Türleri ve Etki Analizi (FMEA), Papyon Analizi, İş Güvenliği Analizi olmak üzere dört yöntem ele alınmıştır. Bu yöntemler belirlenen yedi kriter doğrultusunda değerlendirilmiş ve belirlenen uygun yöntem papyon analizi olmuştur. Çalışma müessesede risk değerlendirme ekibinde yer alan iki maden mühendisi ile birlikte yürütülmüştür. Aynı zamanda bir çalışma ve sosyal güvenlik eğitim uzmanı gözlemci olarak katılmıştır. Papyon analiziyle yapılan örnek çalışmada BowTieXP programı kullanılmıştır. Kimyasal tehlikeler altında metan gazı ve yer altı yangını analiz edilmiştir. Çalışmada tepe olaylar sırasıyla patlayıcı ortamın oluşması ve ateşleme kaynağının yanıcı madde ile temasa geçmesi olarak tanımlanmıştır. İlk analiz için 11 tehdit ve 9 sonuç, ikinci analiz için 9 tehdit ve 9 sonuç tanımlanmıştır. Her iki analizde de tehditler ve sonuçlar için kontrol tedbirleri belirlenmiş ve bunların ayrıntılı analizi yapılmıştır. Sonuçları değerlendirmek için risk matrisleri kullanılmıştır. Genel olarak risk azaltma önlemlerinin alınması ve sürekli iyileştirme ve izlemenin gerekliliği sonucuna varılmıştır. Kabul edilemez risk düzeyi tanımlanmamıştır.
Galvanik etkileşimin sülfürlü minerallerin temas açısına etkisi
Kompleks sülfürlü cevherlerde bulunan bakır, çinko gibi metaller pirit cevheriyle birlikte bulunduklarından öğütme ortamında ve sonrasındaki işlemlerde yüksek konsantrelerde bakır veya çinko istenilen durumlarda piritin yüzey ve kimyasal özelliklerinden dolayı flotasyonda yüksek konsantrelerde bakır ve çinko elde edilememektedir. Çünkü kompleks sülfürlü minerallerin yapısal, kimyasal ve fiziksel özelliklerinden dolayı elektrokimyasal özellikleri birbirlerinden farklılık göstermektedir. Pirit, kalkopirit ve sfaleritin elektrokimyasal olarak farklılıkları ve yarı-iletken durumları nedeniyle galvanik etkileşimleri temas açılarına ve palp potansiyellerine etki etmektedir. Bu durum minerallerin flotasyon davranışlarına etki etmektedir. Temas açısı flotasyon verimliliğini doğrudan etkileyen önemli parametrelerden bir tanesidir. Bu çalışmada pirit, kalkopirit ve sfalerit mineralleri örnekleri ile yapılan deneyler ile galvanik etkileşimin, saf suda ve farklı toplayıcı derişimlerinin bulunduğu durumda temas açısına etkileri gözlemlenmiştir. Tek başına ve saf suda yapılan ölçümlerde artan pH'a bağlı olarak kalkopirit ve pirit minerallerinin temas açılarında azalmalar gözlemlenirken; sfalerit saf su ve toplayıcı olarak potasyum amil ksantat (KAX) kullanılarak yapılan ölçümlerde temas açısı vermemiştir. Galvanik etkileşimi incelemek amacıyla yapılan deneylerde sfaleritin, pirit ve kalkopirit ile temas etmesinden sonra temas açısı verdiği görülmüştür. Ayrıca galvanik etkileşimi incelemek amacıyla yapılan deneylerde palp potansiyellerinde azalmalar gözlemlenmiştir. Bununla beraber, minerallerin tek başına yapılan temas açısı ölçümlerinde pH' ın önemli bir faktör olması galvanik etkileşim durumunda aynı etkiyi göstermemektedir.
Kömür ocaklarında kullanılan kollu galeri açma makineleri performansının dolaylı deneylerden tahmin edilmesi
Kollu galeri açma makineleri (GAM) 1960'lardan bu yana yeraltı madenciliğinde ve tünel projelerinde yaygın bir şekil de kullanılmaktadır. Bazı dezavantajları olsa da önemli avantajlarından dolayı kullanımı hızlı bir şekilde yaygınlaşmıştır. Galeri açma projelerinde planlama ve maliyet tahmini yapmak amacıyla GAM performans tahminine gerek duyulmaktadır. GAM performans tahminiyle ilgili literatürde çeşitli modeller bulunmaktadır. Fakat bu modellerin çoğu laboratuvarda elde edilen kayaç özelliklerini içermektedir. Arazide uygulanabilen deneyler yerinde kayaç özelliklerini daha iyi temsil etmektedir. Mevcut modellerin diğer bir eksik yanı, genellikle tek bir makine verisinden geliştirildiklerinden genellik göstermemeleridir. Ayrıca, literatürdeki modellerin çoğu süreksizlik özelliklerini içermemektedir. Literatürdeki bu açığı kapatmak amacıyla bu tez çalışmasında, arazide kolaylıkla uygulanabilen Schmidt çekici ve iğne penetrasyon indeksi yardımıyla eksenel ve eksene dik makineler için süreksizlik özelliklerini içeren genelleştirilmiş performans tahmin modelleri geliştirilmiştir. Çayırhan, Soma ve Dodurga'da bulunan kömür ocaklarında kömür ve kayaç kazısı esnasında hem eksenel, hem de eksene dik GAM üzerinde ölçümler yapılmıştır. Ayrıca, performans ölçümü yapılan lokasyonlarda Schmidt çekici ve iğne penetrometresi ölçümleri ile süreksizlik ölçümleri de gerçekleştirilmiştir. Performans ölçümleri, süreksizlik ölçümleri (hacimsel eklem sayısı) ile Schmidt çekici ve iğne penetrasyon indeksi değerlerini kullanarak çoklu regresyon analiziyle hem eksenel, hem de eksene dik GAM'lar için genelleştirilmiş performans tahmin modelleri geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerin geçerliliği F-testi ile doğrulanmıştır. Sonuç olarak, geliştirilen modellerin özellikle kömür ve kömür yan kayaçların kazılarında GAM'ların performans tahmininde güvenilir bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Gördes ve karaçam lateritik nikel cevherlerinin YBAL sonrası CCD prosesinde çökme davranımının incelenmesi
Bu tez çalışmasında, Manisa-Gördes ve Eskişehir-Karaçam lateritik nikel cevherleri ile Yüksek Basınçlı Asit Liçi (YBAL) prosesi dahilinde yer alan ters akışlı dekantasyon (Counter Current Decantation, CCD) tikinerlerindeki çökme performansının incelemesi yapılmıştır. Çalışma kapsamında, kullanılan tüm test numuneleri farklı zamanlarda çalışan tesis akışından alınmış ve çeşitli iyonite ve molekül ağırlıklarındaki anyonik, katyonik ve noniyonik flokülantlar kullanılarak bir dizi çökme testi uygulanmıştır. Çökme performansı; çökme süresi, berraklık ve sıkışma gibi parametreler doğrultusunda değerlendirilmiştir. Kullanılan flokülantlar her test öncesi taze olarak hazırlanmış ve %0,1 derişimde stok çözelti olarak iki kademe dozajlama ile uygulanmıştır. Flokülantlar molekül ağırlığı ve iyonite bakımından geniş bir skala içerisinde ele alınmış ancak herhangi bir flokülasyon etkisi göstermeyen flokülantlar değerlendirme kapsamına alınmamıştır.Testlerin yapılacağı optimum şartların belirlenmesi amacı ile ön test yapılarak çamur katı oranı %7 ve flokülant dozajı 850 g/t olarak belirlenmiştir. Test sonuçlarına göre bir değerlendirme yapıldığında noniyonik ve çok düşük anyonik flokülantların daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Anyonikliğin artması ile birlikte flokülasyonun olumsuz yönde etkilendiği tespit edilmiş ve yalnızca çok düşük anyonitedeki flokülantlar ile sonuç elde edilebildiği görülmüştür. Katyonik flokülantlar ile çökme oranı çok hızlı ancak bilhassa Gördes cevheri için sıkışma miktarları olumlu değildir. Fakat özellikle Karaçam cevheri için katyonik flokülant kullanımı durumunda tüketim miktarının azaltılabileceği öngörülmektedir. Cevherler arasında bir kıyaslama yapıldığında ise genel anlamda benzer sonuçlar alınmış olup, yalnızca Karaçam cevheri için tikiner alt akım yoğunluğu tüm flokülant performansları için başarılı bir sonuç vermiştir. Öte yandan cevher yapılarının değişken ve proses parametrelerinin stabil olmamasının flokülant adsorbsiyon mekanizmalarının değişmesine ve dolayısıyla çökme davranımı üzerinde etkisi olduğu sonucuna varılmıştır.
Bir mermer ocağında faaliyet tabanlı maliyet analizi
Globalleşen dünyada işletmeler açısından rekabet koşulları gittikçe sertleşmektedir. En az maliyetle maksimum kârlılığa erişmek, firmaların göz ardı edemeyeceği bir noktaya ulaşmıştır. Gerek yerel gerekse de uluslararası pazarlarda söz sahibi olabilmek için işletmelerin maliyet hesaplamalarını sağlam bir temele oturtmaları gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, maliyet muhasebesi sistemindeki eksiklikleri gidererek mermer ocağı işletmesinde verimliliği arttırma amacı taşımaktadır. Çoğu işletmenin maliyet muhasebesi başarılı yapılmamakta ve doğru maliyet değerleri tespit edilememektedir. Bu nedenlerden dolayı işletmelerin maliyet, kar ve satış fiyatı hesaplarında hatalar ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada Faaliyet Tabanlı Maliyetleme (FTM) sistemi kullanılarak bir mermer ocağında üretilen 1 m3 mermer bloğunun birim maliyetinin hesaplanarak maliyet analizi yapılmıştır. Yapılan çalışmada, işletmenin mevcut maliyet sistemi analiz edilmiş olup, elde edilen sonuç FTM uygulamasından elde edilen sonuç ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta, geleneksel maliyet muhasebesi sistemi ile 1 m3 mermer blok üretim maliyeti 204,4 TL, faaliyet tabanlı maliyet muhasebesi sisteminin uygulanması ile 1 m3 mermer bloğun birim maliyeti 129,3 TL olarak hesaplanmıştır. Buna göre, firmanın kullandığı geleneksel maliyet muhasebesi sisteminin üretilen malzemeye daha fazla maliyet yüklediği tespit edilmiştir.
Türkiye kömür işletmeleri (TKİ) kömürlerinden farklı kalitelerde kömür üretim olasılıklarının araştırılması
tesislerinde temizleyerek farklı kalitelerde ürünler halinde ayırarak pazarlamaktadır. Günümüze kadar birçok tesiste yıkanarak farklı özelliklerde satışa arzedilen kömür çeşitleri uygulamalarda bir gelenek haline gelmiş olan standart özelliklerde hazırlanmakta ve satışa sunulmaktadır. Özellikle satışa sunulan yıkanmış kömürlerin tane boyu aralıklarında yapılacak değişikliklerle hem daha kolay ve verimli zenginleştirme sağlanabilecek, hem de farklı özelliklerdeki kömür ürünleri arzı mümkün olacaktır. Bu amaç doğrultusunda bu tez kapsamında TKİ bünyesinde bulunan Dereköy Lavvarı, Tunçbilek Lavvarı ve Ömerler Lavvarına beslenen tüvenan kömürlerin -150+6.3 mm fraksiyon aralığında yıkanabilirlik özellikleri laboratuvarda yapılan çalışmalar sonucunda yeniden belirlenmiştir. TKİ bünyesinde mevcut olan Çan, Eynezaçıkocak, Eynez yeraltı, Güney Kısrakdere, Işıklar A,Işıklar ED Panosu, Sarıkaya kömürlerine ait -150+0.5mm fraksiyon aralığındaki yıkanabilirlik verileri TKİ Genel Müdürlüğünden temin edilmiştir. Tüm sahalar için elde edilen yıkanabilirlik verileri, yıkanabilirlik eğrileri çizilerek değerlendirilmiştir. Bununla birlikte Tunçbilek, Ömerler ve Dereköy yıkanabilirlik verileri %kül ve % ağırlık bazında incelenmiştir. Tunçbilek Lavvarına tüvenan kömürleri -75+6.3 mm fraksiyon aralığına laboratuvarda kırılarak yıkanabilirlik verileri elde edilmiştir. Tunçbilek Lavvarı -150+6.3 mm ile - 75+6.3 mm fraksiyon aralığındaki kömürlerin farklılıkları ve benzerlikleri ortaya konulmuştur. Bununla birlikte Dereköy, Tunçbilek ve Ömerler lavvarlarına beslenen tüvenan kömürler -150 mm'den kömürler simulasyonla -75 mm'ye indirgenerek elde edilen -75+6.3mm fraksiyon aralığında yıkanabilirlik verileri ile laboratuvar ortamında -75+6.3mm fraksiyon aralığında elde edilen veriler karşılaştırılarak değerlendirmeler yapılmıştır. iii Tüm sahalara ait yıkanabilirlik verileri simulasyonda kullanılanılarak yeni akım şemaları oluşturulmuştur. Her saha için tasarlanan tesisteki ekipmanların modelleme parametreleri belirlenerek simulasyonla ürün elde edilmiştir. Bu ürünler ile mevcut tesislerdeki ürünler karşılaştırılmış ve simulasyonun iyi çalıştığı kanıtlanmıştır. Ayrıca her saha için simulasyonla tasarlanan tesis ekipmanları için performans değerlendirmeleri yapılmıştır. Böylelikle iyi çalıştığı kanıtlanan simulasyonla, bu bölgelerdeki kömürlere ait yeniden belirlenen ve temin edilen kömürlerin yıkanabilirlik özellikleri kullanılarak +18 mm elek aralığı ile birlikte +12 mm, +25 mm ve +30 mm elek aralığında farklı kömür üretim olasılıkları araştırılmış ve bunların ekonomik getirileri değerlendirilmiştir. Sonuç olarak yapılan çalışmalar neticesinde; Tunçbilek, Ömerler, Dereköy, Soma Bölgesi ve Çan için elde edilen yıkanabilirlik verileri simulasyonda ekipman parametreleri ile birlikte uygulanarak farklı kömür üretim olasılıkları ortaya konulmuştur. Farklı kömür üretim olasılıkları ile geleneksel kömür üretimlerinin getirdiği avantaj ve dezavantajların farkına varılması sağlanmıştır. İyileştirmelerin yapılması halinde piyasa ve sanayinin aydınlatılması amaçlanmıştır
Karşılaştırmalı tekno-ekonomik fizibilite çalışmasına dayalı olarak güneş enerjili su ısıtma sistemlerinin optimum seçimi
Güneş enerjisi, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına nazaran daha büyük bir potansiyele sahip ve yaygınlaşma olasılığı daha yüksek olan bir enerji kaynağıdır. Bu sebeple güneş enerjili sistemlerin teknolojilerinin geliştirilmesi ve kullanım alanlarının artırılması önem arz etmektedir. Güneş enerjisi, evlerde sıcak su sağlamak ve endüstriyel süreçlerde faydalanmak için yaygın olarak kullanılan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Evsel sıcak su ve endüstriyel buhar üretiminde güneş enerjisinin kullanımı hem ekonomik hem de çevresel faydalar sağlar. Bu çalışmada F-Chart Yöntemi kullanılarak düzlemsel ve vakum tüplü 8 farklı kollektörün performans analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada Aydın, Samsun, Afyonkarahisar, Niğde, Erzurum ve Sivas ili meteorolojik şartlarına göre belirli bir sıcak su talebi için analiz yürütülmüştür. Örnek bir il (Niğde) ve örnek bir kollektör için ekonomik analiz yapılarak geri ödeme süresi hesaplanmıştır. Çalışmada güneş enerjili su ısıtma sistemlerinin hava kirliliğinin azaltılması için önemi vurgulanmıştır.
Büyük kesitli tünel kazısı sırasında çevre yapılarda meydana gelen oturmaların sayısal modelleme ile analizi
Bu çalışmada Karayolları Genel Müdürlüğü tarafından ICA İÇTAŞ - ASTALDI adi ortaklığına inşa ettirilen ve EMAY Uluslararası Mühendislik ve Müşavirlik A.Ş. tarafından projelendirilen Çamlık Tüneli ile çevresinde bulunan bir su deposunun etkileşimi incelenmiştir. Öncelikle Çamlık Tüneli ve bulunduğu alan bir bütün olarak jeolojik ve hidrojeolojik açıdan araştırılmıştır. Tez çalışmasına konu olan kesimde yapılan sondajlar ve laboratuvar deneyleri sonuçlarına göre, tespit edilen jeolojik birimler için mühendislik jeolojisi çalışmaları yapılmıştır. Bu birimlere ait yerinde (in-situ) kaya dayanım parametreleri hesaplanmıştır. Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM) esaslarına göre inşa edilecek olan tünel için kazı ve destekleme tip kesitleri oluşturulmuştur. Ardından ilgili kesim için, sonlu elemanlar yöntemi ile çalışan PLAXIS 2D programı kullanılarak stabilite analizleri yapılmıştır. Tünel imalatı sırasında arazide yapılan jeomekanik ölçümlere ait sonuçlar gösterilerek elde edilen veriler değerlendirilmiştir.
Karayolu tünellerinin projelendirilmesi aşamasında kullanılan kayaç parametreleri ile kaya sınıflama sistemleri arasındaki ilişkinin araştırılması
Tünel tasarımları, yapısı çok karmaşık olan jeolojik birimlerin özel etkileşimlerinden dolayı farklı disiplin mensubu teknik elemanların bir arada çalışmasını gerektirir. Uzmanların kısa zamanda hem ekonomik hem de güvenli bir tünel tasarımı yapabilmesi için teknik anlamda aynı dilden konuşmaları gerekmektedir. Bu amaçla standartlar ve şartnameler oluşturulmuş olup, farklı alanlardan uzmanlar bir araya gelerek daha kısa sürede en doğru, güvenli ve ekonomik tünel tasarımı yapabilirler. Ülkemizde bulunan tünellerin kazı ve desteklemesi Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) tarafından hazırlanmış olan Karayolları Teknik Şartnamesine (KTŞ) göre yapılmaktadır. Bu sınıflandırma kaya kütle davranışını yansıtmaktadır. Tünelde uygulanacak olan destek sistemi RMR ve Q sınıflamaları ile ilişki kurulan KTŞ sınıfları ile belirlenmektedir. Tünel yapım kararı alındıktan sonra tünelin açılabilmesi için yapılması gereken çalışmalar; zaman alıcı, çok detaylı, tünel hattını resmeden ve buna bağlı olarak da en iyi inşa yönteminin seçilmesi ve uygulanmasını gerektiren bir işlemler bütünüdür. Bu aşamaların titizlik ve hassasiyetle yapılması hem tünel açımı sırasındaki belirsizlikleri minimize edecek hem de tünelin yaşamı boyunca oluşabilecek olumsuzlukları en asgari düzeye indirecektir. Bununla birlikte kaya sınıflandırma sistemlerin de en üst seviyede ve nitelikli bilgi sağlayacak, doğru ortam sınıflaması yapmaya olanak sağlayacaktır. Kayaçların mühendislik amaçları için sınıflandırması, projelerin maliyet analizlerinin yapılmasında, en ekonomik ve güvenli çözümlerin saptanmasında kolaylık sağlar. Bu nedenle pek çok araştırmacı değişik özelliklere göre değişik sınıflandırma yapmıştır. İleri derecede eklemli kaya kütlelerinde inşa edilen kaya yapılarının tasarımında karşılaşılan başlıca sorunlardan biri, kaya kütlelerinin dayanım ve deformasyon özelliklerinin tayin edilmesiyle ilgili güçlüklerdir. Kaya kütleleri için bu özelliklerin nasıl tayin edileceği konusunda kuramsal ve deneysel güçlüklerle karşılaşılmaktadır. İçerdiği süreksizlikler ile birlikte kaya kütlelerinden laboratuvar deneyleri için temsil edici boyutlarda örnek alınamaması, ayrıca kaya kütlelerinin davranışının hem kaya malzemesi, hem de süreksizlikler tarafından ortaklaşa bir biçimde denetlenmesi bu güçlüklerin başında gelmektedir. Bununla birlikte söz konusu güçlüklerin aşılması konusunda yapılan çalışmalar sonucunda kaya kütlelerinin dayanımının tayinine yönelik amaçlarla geliştirilen yöntemlerden en yaygın kullanılanlarına yer verilmiştir. Hazırlanan tez çalışması 6 bölüme ayrılmıştır. İlk bölümde tünellerin proje ve inşası sırasında ele alınan önemli olan hususlar özetlenmiş, tez çalışmasının amacı ve çalışma sırasında izlenen yöntemler açıklanmıştır. İkinci bölümde yeraltı kaya yapıları projelendirilirken uygulanan güzergâh çalışmaları, jeolojik – jeomekanik - jeoteknik modellerin oluşturulması ve destekleme sistemlerinin boyutlandırılması gibi adımlar üzerinde durulmuştur. Üçüncü bölümde kaya kalite ve kaya destek sistemleri hakkında yapılan literatür çalışması listelenmiş, ulusal ve uluslararası çapta kabul görmüş sınıflama sistemleri ile ilgili ayrıntılı bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde kayaçların arazide sahip oldukları jeomekanik büyüklükleri belirlemek için daha önce yapılan çok sayıdaki araştırma yöntemi ele alınmış ve irdelenmiştir. Beşinci bölümde ise kaya kalite sınıflamaları ile yerinde kaya dayanımları arasındaki ilişkiler incelenerek, elde edilecek bağıntılar ile destekleme sistemlerinin belirlenmesini esas alan bir model ortaya konmuştur. Altıncı bölümde elde edilen tüm sonuç ve değerlendirmeler yer almakta ve kullanılan yeni modelin kaya destek sistemleri arasındaki ilişkisi ortaya konulmaktadır. Bununla beraber; tünel projelendirme aşamaları genelleştirilirse, sistematik adımların takip edildiği bir iş akışı ortaya çıkmaktadır. Bu tezin amacı da ortam özelliklerini yansıtan jeomekanik parametrelerle, yine ortam özelliklerinden yola çıkarak yapılmış kaya sınıflamaları arasındaki ilişkilerin ortaya konulmasıdır.
Ground control conditions of the mechanized longwall mining at Alpu lignite deposit
Ground control is one of the four subsystems of underground coal mining. Beside the roof control, it covers also rib control, floor control, pillar design, shield design, overburden failures and subsidence. Ground control condition of the presumed mechanized longwall mining in study area was taken into the consideration in this study. Ground control condition of the study area was obtained by the following steps. Classification of the geotechnical units, rock mass classification, cavability index, required shield capacity, floor bearing capacity, critical cutting height and support design of gateroads. Geotechnical classification of the strata layers and rock mass classification was done due to the lithology of the boreholes and laboratory test analyses of them. According to layers position to the lignite seam and their lithological data, they separated into the geotechnical units. RMR rock mass classification was applied. Results classified major part of the structure as "poor rocks" and in some cases "fair rocks". Caving behavior of the roof strata was predicted by polish scientists' method. In addition, by applying the US National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) roof rating system in possible roof strata results are compared. In conclusion roof strata is classified as "immediately caving" strata in all production alternative. Required shield capacity was estimated by detached roof method. The caving height, calculated due to the bulking factor of the lignite and roof strata. Low strength floor strata act as a limitation to mining height increasing in all production alternative. Possible mining height was determined as five and six meter at LTCC method. In normal longwall method inside the critical cutting height, floor strata in all production alternatives can provide the required bearing capacity. Required shield capacity in each production alternative is rising by increasing in cutting height. Stability of the coal wall in face analyzed in numerical model at different cutting height. Face daily advance was accepted as two meter per day. In this condition, critical cutting height was determined as three meter. Support design for main road and longwall panel headgate and tailgate was designed in numerical model. As a result, recommended support system in main road is selected as GI 140 profiles with 0.5 m spacing, wire mesh with 0.1 m spacing and 0.01 thickness and Shotcrete with 0.12 m thickness. In headgate and tailgate, support system is selected as GI 140 profiles with 0.7 m spacing, wire mesh with 0.15 m spacing and 0.004 thickness and shotcrete with 0.1 m thickness. To avoid failure during the production supports should be advance with pressure by touching the roof and right after the cutting. In addition cutting height should be control to the critical height.
Investigation into spatial variability of rock cutting data of a conical tool
The main purpose of this thesis is to analyze the one dimensional rock cutting signals by geostatistical methods. To provide for better understanding of rock cutting mechanisms. At the first part of thesis, descriptions of rock cutting theory and geostatistical methods are briefly summarized. Secondly, variogram analyses are applied to rock cutting signals obtained from linear cutting tests of 6 different rock samples with a conical cutting tool by using GS+ software to calculate variogram parameters which are sill, nugget and range. Then, the variogram parameters are correlated to cutting performance parameters obtained in relieved and unrelieved cutting modes such as depth of cut, average and maximum cutting cutting and normal forces, specific energy, optimum specific energy, coarseness index and optimum coarseness index previously obtained from linear cutting tests and rock properties. The relationship between variogram parameters and depth of cut indicate general and positively proportional trends for both relieved and unrelieved cutting modes and for both normal and cutting force data. Analysis of the unrelieved normal force data indicates that while the sill has good correlations (positively proportional trends) with the tool forces at both 5 and 9 mm depths of cut, the nugget and range do not have any significant relationships. Specific energy and coarseness index do not significant relationships with variogram parameters at these cutting conditions for normal force data. Analysis of the unrelieved cutting force data indicates that while the sill and nugget have good correlations (positively proportional trends) with the tool forces and specific energy at both 5 and 9 mm depths of cut, the range does not have any significant relationships. Specific energy and coarseness index do not significant relationships with variogram parameters at these cutting conditions for cutting force data. Analysis of the relieved normal and cutting force data obtained at optimum cutting conditions indicates that all the variogram parameters have promising correltaions with the cutting performance parameters, except for coarseness index, at both 5 and 9 mm depths of cut. Any significant relationships can not be found between the rock properties (uniaxial compressive strenght, tensile strenght, static and dynamic elasticity modulus) and the variogram parameters. This study shows that some of the cutting performance parameters of conical tools can be generally predicted by variogram parameters determining spatial variability of regionalized parameters. However, it is indicated that the range parameter is not enough to explain chip size and/or chipping mechanism for conical tools.
Şemikan fosfatlarının zenginleştirilmesi
Mazxdagx Şemikan fosfat cevherleri günümüzde ETİBMK'ın çalxş- malarxnxn ©dak noktasxdxr. Karataş bölgesinden temsili olarak alx- nan örneğin petrografik incelenmesinde, numunenin kalsit ve kuvars tan oluşan çimento maddesi içinde kollofonit ve dahlit minerallerin den oluştuğu belirlenmiştir. Numunenin ortalama tenörü $9.65 P?Oj. dir. Bu galxsmada düşük P?0t- tenorunun, endüstriyel kullanxm için yeterli değere yükseltilebilmesi olanagx arastxrxlmxstxr. Yapxlan calxsmalarda, iri boyutta kalsinasyon ve kalsinasyon sonrasx sili kat flotasyonunun uygulanabilirliği denenmiştir. Denemeler sonu cunda $22. 79 Pp°5 tenörlü fosfat konsantresi $8004 verimle elde edil miştir. İnce boyutta ise öğütme işlemini takiben karbonat -silikat flotasyonu uygulanmxs $20. $3 ?2 % tenörlü konsantreler $90.00 *v - verimle elde edilmiştir. Yapxlan calxsmalarda $ 30 P?0,- lik konsantre tenörüne ulasxla- mamxstxr. Ancak bu sonuçlar bir ön zenginleştirme için yeterli sayx- labilir.
G.L.İ.Tunçbilek yeraltı ocağı 45-C panosu tabanyollarında gerilmelerin ve deformasyonların incelenmesi
iv ÖZET Tunçbilek yeraltı ocağı 'nda tek taban ayak ve tavan- taban ayak çalışmasının yapıldığı bölümlerde tabanyolla rında basınç gerilmesi ve konver jansların ölçülüp değer lendirildiği bu çalışmada ilk bölümde, işletme tanıtıl mıştır. Daha sonra Jeolojik yapı, üretim yöntemi ve ça lışma yapılan pano anlatılmıştır. Beşinci bölümde tabaka ların jeomekanik özellikleri belirtilerek kayaçlar sınıf landırılmıştır. Altıncı bölümde gerilmeler teorik olarak anlatılmış, manometrelerden alınan ölçüm ve değerlendirme ler verilmiştir. Yedinci bölümde ise} konverjans ölçüm değerleri ve bunların değerlendirilmesi verilmiş, basınç gerilmesi - konver jans ilişkileri anlatılmıştır. Son bö lümde sonuçlar ve öneriler açıklanmıştır. Anahtar kelimeler: Tavan - taban ayak, taban ayak, basınç gerilmesi, konver jans.
Kütahya Gümüşköy tesis atıklarından gümüş ve baritin kazanılması
IV ÖZET Bu çalışmada, Kütahya Gümüşköy Tesis artıklarından sondaj ve kimya sanayinin önemli bir maddesi olan Barit'in ve ayrıca ekonomik değeri büyük olan Gümüş'ün zenginleştirme olanakları araştırılmıştır. % 70'i 74 mikron boyutunun altında bulunan, % 20,62 BaS04, % 51,15 Si02, % 11,5 CaC03, % 3,84 Fe203, % 4,76 A1203 ve diğer elementleri (Zn, Pb, Cu, Ag, v.s.) içeren artıktan sallantılı masa, flotasyon ve M.G.S ile barit kazanılmaya çalışılmıştır. Aynca kanştırmalı NaCN liçi ile Gümüş çözeltilmeye çalışılmıştır. Sallantılı masa ile -74+37 mikron boyutunda % 48,26 verimli % 78,43 BaS04 tenörlü, flotasyonla ise -37 mikron boyutunda %48,26 verimli % 51,33 BaS04 tenörlü konsantreler elde edilmiştir. M.G.S ile orijinal artıktan % 35,62 verimli % 65 BaS04 tenörlü, -37 mikron boyutunda ise % 22,85 verimli % 81.42 BaS04 tenörlü konsantreler elde edilmiştir. Elde edilen konsantreler kimya ve sondaj sanayiinde kullanılabilir nitelikte değildir. Gümüş kazanımı ise % 20-30 arasında gerçekleşmiştir. Bu ekonomik bir değer değildir.
Eskişehir yöresi yarı kıymetli süs taşlarının boyama ile değer kazandırılması ve parlatma özellikleri
Sertliği Mohs Sertlik skalasına göre 7 ve 7'nin altındaki yarı kıymetli taşların çeşitli boyar maddeler ile boyanması, bu çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Bu amaçla beyaz ve yeşil renkli opaller önce kırılarak Covington marka tambur sisteminde yaklaşık altı hafta tamburlanmış, daha sonra değişik boyar madde solüsyonlarında boyanmıştır. Yeşil renkli opaller kırılarak özel olarak hazırlanmış yağ çözeltilerinde zaman kontrollü olarak bekletilmiştir. Sonuç olarak renksiz opaller mavi ve yeşilin değişik tonlarında gayet güzel renkler kazanmıştır. Yeşil opallerin sabit renkleri değişik tonlarda sabit hale getirilmiştir.
Leaching behavior of a low grade gold ore: A performance comparison of column and tank leaching
Today, with the rise of gold prices, exploration activities in Turkey have increased. As a result of this increase, the number of gold mines opened has increased day by day, and gold production has gained a great speed. As a result of these, the start of the operation of low-grade gold mines has also come to the agenda. The operation of low-grade or high-grade gold mines is made possible by the application of many chemical processes. This study was conducted by taking samples from Balıköy area of Tavşanlı District of Kütahya. Firstly, samples were sent to MTA laboratories for mineralogical-petrographic analysis in order to determine mineralogy. According to the laboratory results, the particle size ranges of which gold is heavily present were determined as -1000+500, -500+300 and -212+106 µm. In order to study the behavior of low-grade gold reserves belonging to the region in leaching tests, 2 different laboratory tests were applied and these were compared. These tests were column and tank leaching tests and examinations were carried out for different particle sizes. Column tests were applied for -20 mm and -12.5 mm breaking particle size and tank leaching tests were applied for -0.075 mm. NaCN was used in the leaching tests and Ca(OH)₂ (slaked lime) was preferred as the pH regulator. As a result of tests performed in different particle sizes, consumption values for both chemicals were calculated and comparisons were made. As a result of this research, gold recovery rates for low-grade gold ore were calculated and the maximum gold yield was realized at a particle size of -0.075 mm. As a result of this research, leaching behavior in different tests for low-grade ore was examined and appropriate methods were proposed for the gold acquisition process to be applied. Keywords: Gold Ore, Column Leaching, Tank Leaching, NaCN, Ca(OH)₂, Recovery.
The investigation of the use of marble plant wastes in composite slab production
Drastic advances in civilization, and therefore developments in building industry have caused uncontrollable increase in the consumption of natural stones like marble and granite. Marble is generally consumed as countertops, floor tiles, wall tiles (panels), steps and table tops. Slab production for those application areas causes generation of huge volume of marble dust (~ -100 µm), which refers to about 20-40% of marble block depending on the thickness of used saw. Marble sludge contains significant environmental risks due to high surface area which is reasonably reactive. It may cause aridity in the region, reduces soil fertility, adversely affects the breathable air quality due to pollination, and affects negatively the ecosystem of disposed region. These potential environmental hazards could not be mitigated at acceptable rates due to insufficient waste recycling todays. Nowadays, high strength quartz composite slabs have taken great interest especially due to its high flexural strength and impact resistance in addition to its low water absorption rate compared to marble slabs. Engineered stones exhibit those appreciable properties due to usage of quartz both in aggregate and micronized sizes. Preparation of micronized quartz as filler component of composite slab production is an energy intensive process due to its high hardness. The underlying idea in defining the objective of this thesis was the possibility of marble dust usage over micronized quartz filler in composite slab production. Because marble dust has closer size distribution to that of micronized quartz filler. However, low hardness of CaCO3, the main mineralogical phase of marble dust, was thought to affect adversely the physical properties of composite slab. Therefore, aim of the thesis was stated as to determine potential usage rate of marble dust as filler material, to investigate the effect of sintering roasting on phase distribution of artificial filler mixture to overcome the hardness drawback of calcite, to clarify the phase distribution of sintered product, and to determine the different sinter phases on the physical properties of composite slab. Thesis works were held by supplying marble sludge from Yatağan Marble Processing Plant of Ermaş Mining Company. Micronized quartz filler was also supplied from the same company (Coante Quartz Surfaces Plant of Ermaş Mining Company). Characterization test of filler materials held by XRD, XRF, SEM-EDX and size analysis revealed that they were highly pure, and had closer size distribution. SEM imaging has shown that quartz filler contained sharp edged particles while marble dust particles were irregular, semi spherical, and needle like shaped ones. Slab production was performed by using marble dust as filler material at different rates in addition to micronized quartz. Filler mixtures were either used in its natural form and after roasting at 900ºC-1100ºC for 3 h and at 1200ºC for 1 h, 3 h, 5 h and 10 h to investigate the effect of hardness of phases present in filler material on the physical properties of slab. SEM imaging was applied to characterize filler mixture. SEM image analysis clarified that mixing by rod milling helped for accumulation of calcite on the sharp edges of quartz particle as centers for complex calcium silicate formation. Applied sintering roasting at different temperatures for different times and marble dust ratios caused the formation of xCaO.ySiO2 complex phases in those centers as spurrite, larnite, calcio olivine and wollastonite. Composite slabs produced by unroasted filler mixture exhibited appreciable physical properties at lower marble dust rate than 50%. On the other hand, roasting of 25% marble dust containing filler at 1200ºC for 10 h resulted in excellent mechanical data, even better than those of quartz composite slab. This finding was explained with the formation of hard-rounded larnite particles by roasting the filler. However, roasting was determined to reduce the product quality when marble dust rate is increased up to 50% due mainly to presence of free lime in the roasted filler mixture.
Şırnak asfaltitinin piroliz özelliklerinin termal analiz yöntemiyle belirlenmesi
Bu tez çalısmasında Sırnak-Avgamasya asfaltitinin piroliz özellikleri, termal analiz yöntemleriyle belirlenmistir. Bu amaçla yöreden yaklasık 25 kg örnek temin edilmis ve -2360 mm boyutuna indirilen temsili örnegin kısa analizi ve elementel analizi yapılmıstır. Elde edilen sonuçlara göre, havada kuru örnek agırlıkça %0.40 nem, %47.28 kül, %34.30 uçucu madde, %18.02 sabit karbon, %42.1 C, %3.57 H, %0.50 N, %5.55 S ve %47.88 O içermektedir. Ayrıca, temsili örnegin karakterizasyonu için XRD ve FTIR analizleri de temin edilmistir. Örnegin piroliz özelliklerinin belirlenebilmesi için termal analiz yöntemlerinden DTA ve TGA kullanılmıstır. DTA ve TGA deneyleri yaklasık 10 mg örnek kullanılarak, 50 ml/dk azot gazı akısında, oda sıcaklıgı ile 900°C sıcaklık aralıgında gerçeklestirilmistir. Tane boyunun ve ısıtma hızının piroliz özelliklerine etkisini inceleyebilmek için, 3 farklı tane boyut fraksiyonu ve 5 farklı ısıtma hızı kullanılarak TGA deneyleri yapılmıstır. Deneylerden elde edilen verilerden pik sıcaklıkları ve kütle kayıp miktarları belirlenmistir. TG/DTG termogramları incelenerek, nem kaybı, uçucu çıkısı ve mineral madde bozunmasına baglı olan 3 farklı sıcaklık bölgesi bulunmustur. Ayrıca örneklerin TG/DTG verileri kullanılarak Arrhenius ve Coats-Redfern kinetik modelleriyle görünür aktivasyon enerjileri ve Arrhenius sabitleri hesaplanmıs ve sonuçlar birbirleriyle karsılastırılmıstır. ANAHTAR KELMELER : Asfaltit, termal analiz, piroliz, TGA, DTA, kinetik analiz
Malatya baseninin sismik kesitlerle yorumlanması
Bu çalışma kapsamında, Malatya baseninde TPAO ve yabancı şirketler ile ortak yapılan sismik kesitler yorumlanarak; farklı kaya istiflerinin ayırtlaşması ve dağılımı, büyüme fayları, kıvrımların oluşum ve gelişiminin ortaya çıkarılması ve olası bir petrol ve doğalgaz rezervi hakkında bazı bilgilerin elde edinilmesi amaçlanmıştır.Malatya baseni DB yönünde 100 km, KG yönünde ise 90 km uzanımlı olan bir basendir. TPAO tarafından yapılan jeofizik çalışmalar ile elde edilen sismik kesitler jeolojik harita ve genelleştirilmiş istif incelenerek kesitlerin yorumlanması yapılmış ve Malatya Baseni hakkında bilgilendirilmeye gidilmiştir. Sismik kesitlerde 4000 ? 4500 m kalınlıkta volkano-sedimanter bir istifin varlığı saptanmıştır. Malatya ? Ovacık fayı geç Miyosen'e kadar büyüme fayı, geç Miyosen'den sonra ise sol yönlü doğrultu atımlı bir faydır.
Akçadağ (Malatya) batısındaki eosen yaşlı mermerlerin optimum işleme koşullarının belirlenmesi
Bu çalışmada Malatya (Akçadağ) yöresinde işletilmekte olan mermerlerin mermercilik açısından önemli olan mineralojik-petrografik, fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin ve bu mermer birimi için ekonomi ve kalite açısından en uygun işleme (kesme, aşındırma, cilalama) koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır.Arazi çalışmalarında, örnek derleme, jeolojik kesit ölçme, katman kalınlığı, çatlak ve kırık ölçümü ile kireçtaşının blok verme özelliği saptanmıştır. Çalışılan mermerlerden seri ve nokta örnekler derlenmiştir. Derlenen örnekler ile mermerlerin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri belirlenmiş ve bu özellikler mermercilikte yaygın olarak kullanılan TSE ve ISRM standartlarına göre yorumlanmıştır. Çalışılan mermerlerin birim hacim ağırlığı, özgül ağırlığı, su emme özelliği, suda dağılma dayanımı, porozite, sertlik, doluluk oranı deneyleri TSE, tek eksenli basınç dayanımı ise ISRM standartlarına göre uygun sonuçlar vermiştir. Yapılan XRD, XRF analizlerinde mermerlerin kalsit bileşimli olduğu saptanmıştır.Mermerlerin uygun işleme koşullarının belirlenmesi için yapılan deneysel çalışmalar sonucunda kesim aşamasında düşük enerji kullanımı için en etkili parametrenin kesim hızı olduğu ve kesim hızı artışının düşük enerji tüketimine olanak sağladığı ve pürüzlülük üzerinde dar alanda dalgalanmalar şeklinde değişiklik yarattığı belirlenmiştir. İstatistiksel analizler sonucunda geliştirilen modellerin performansları değerlendirilmiş belirleme katsayısı (R2) % 90'ın üzerinde bulunmuştur.Yapılan aşındırarak parlatma deneylerinde pürüzlülüğü maksimum düzeyde azaltabilmek için en etkili faktörün aşındırıcı serinin tane boyu olduğu görülmüştür. Tane boyutu birbirinin iki katı olan ve serinin sonunda oldukça küçük tane boyutlu aşındırıcıların bulunduğu serinin kullanımının uygun olduğu belirlenmiştir. Aynı koşullarda yapılan deneyler sonucunda en düşük pürüzlülük değerini Best Krem, en yüksek pürüzlülük değerini ise Rozalya Mermeri vermiştir. Geliştirilen modeller değerlendirildiğinde, başarılı sonuçlar (R2>0,95) elde edilmiştir.
Dış manyetik alanın flotasyon sistemine entegrasyonu ve manyetik flotasyonda demir minerallerinin bastırılması
Bu çalışmada, dış manyetik alanın demir minerallerinin bastırılmasına olan etkisi bir manyetik flotasyon kolonu kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaç için tasarlanan huni biçimli eksenel manyetik alan, farklı sarım sayısında üç selenoid bobinin mikro-flotasyon kolonuna giydirilmesiyle oluşturulmuştur.Manyetik alan şiddeti ve manyetik kuvvet gibi manyetik sistem parametrelerinin etkisi, deneysel ölçümler ve çeşitli teorik yaklaşımlar kullanılarak analiz edilmiştir. Manyetik kuvvetin yanında, flotasyonda etkili olan yerçekimi, hidrodinamik ve yüzey kuvvetleri gibi diğer kuvvetler de belirlenmiştir. Analiz sonuçları, manyetik kuvvetin diğer kuvvetlerden çok daha büyük olduğunu göstermiştir. Ancak, demir minerallerinin başarılı bir şekilde bastırılmasında yalnızca manyetik alan büyüklüğünün yeterli olmadığı; çeşitli flotasyon değişkenleri ile beraber manyetik alanın flotasyon kolonu üzerindeki şekli ve konumunun da manyetik flotasyonda önemli etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir.Manyetik flotasyon deneyleri ilk olarak saf mineraller üzerinde denenmiştir. Kuvars-manyetit ikili karışımının 6×10-5 M dodesilaminle flotasyonu, pH 6,5'te ve manyetik alansız-manyetik alanlı koşullarda gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta %0 olan kuvars ile manyetit arasındaki selektivite, manyetik alan varlığında %90'a kadar çıkarılabilmiştir. Selektivitedeki bu anlamlı artış, manyetitin manyetik alan tarafından başarılı bir şekilde bastırıldığını kanıtlamaktadır.Daha sonra manyetik flotasyon, düşük demir içerikli bir fosfat konsantresi elde etmek amacıyla, yüksek oranda manyetit içeren fosfat cevheri üzerinde uygulanmıştır. Flotasyon sonuçları göstermiştir ki; kimyasal bastırıcılara kıyasla manyetik alan manyetit içeren tanelerin bastırılmasında çok daha etkili olmaktadır. Sonuçta, %8,53 P2O5 ve %14,69 Fe2O3 içeren fosfat cevherinin manyetik flotasyonla zenginleştirilmesiyle %27,78 P2O5 tenörlü bir yüzen ürün %86 P2O5 verimi ile kazanılmıştır. Aynı ürünün Fe2O3 tenörü %2,42 değerine kadar düşürülebilmiştir.Bu çalışma, flotasyon sistemine entegre edilen dış manyetik alanın manyetik demir mineralleri için seçimli bir bastırıcı olarak kullanılabileceğini göstermektedir.ANAHTAR KELİMELER: Flotasyon, manyetik flotasyon, dış manyetik alan, manyetik kuvvet, kuvars, manyetit, fosfat
Pirofillitin seramik bünyelerde kullanım özelliklerinin araştırılması ve değerlendirilmesi
Bu tezde pirofillit hammaddesinin fiziksel ve kimyasal özellikleri saptanmış, elde edilen veriler ile pirofillitin seramik hammaddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar ile üç adet reçete hazırlanmıştır. Pirofillit kullanılarak hazırlanan reçetelerin deneysel çalışmaları yapılmış, pirofillitin seramik bünyede kullanıma uygun olup olmadığı incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; pirofillit hammaddesinin hazırlanan döküm çamurlarında katkı olarak kullanılmasının mümkün olabileceği, yüksek silis içeriğinden dolayı pirofillitin, kuvarsa ve kimyasal bileşim bakımından benzer olduğu kaolene alternatif olabileceği görülmüştür.Pirofillitin; XRD, XRF, EDX analizleri, SEM mikrofotoğrafları, tane boyut dağılım analizi, kuru, pişme ve toplam küçülmeleri, yoğunluk ve su emme değerleri, porozite, basma deneyi, termal genleşme katsayısının belirlenmesi, BET Yüzey Alanı ve 800, 900, 1000, 1100°C' de fırın kullanımları yapılarak, yapısı ve karakterizasyonu incelenmiştir.Pirofillitin düşük maliyeti nedeniyle, seramikte kullanıldığında, maliyeti düşürülebileceği görülmüştür. Nispeten düşük olan sertliği nedeniyle, hammadde hazırlama sırasında, enerji ve zaman tasarrufu sağlayabileceği, pirofillitin kendine has beyaz pişme rengi ve yüksek sıcaklıklara dayanıklılığı özelliklerinden dolayı seramik sektöründe kullanımının mümkün olabileceği saptanmıştır.Pirofillit kullanılması ile döküm hızını dolayısıyla da üretim hızını önemli ölçüde artırmaktadır. Pirofillit bakımından zengin seramik malzemeler oldukça beyaz ve her türlü korrozif etkiye karşı oldukça dayanıklı oldukları için, nihai ürün kalitesi bakımından da pirofillit kullanım miktarının artırılması teknolojik açıdan önemli bir katma değer sağlayacaktır.