Erzincan altın sahası örneğinde arseniğin kökeni, taşınımı ve tutunumu

Abstract

Özet: Bu çalışma kapsamında Çöpler bakır-altın porfiri mineralizasyon sahasında arseniğin mobilitesini ve taşınımını etkileyen süreçler değerlendirilmiştir. Bu amaçla sahanın farklı noktalarında açılmış sondajlardan sahadaki mevcut litolojileri ve oksit ve sülfür mineralizasyon zonlarını temsil eden toplam 9 kompozit örnek alınmış ve bu örnekler üzerinde bir dizi laboratuar çalışmaları yürütülmüştür. Bu çalışmalar kapsamında örneklerin jeokimyasal karakterizasyonu yapılmış, arsenik salınımının boyutlarını tespit edebilmek için ise örnekler üzerinde bir dizi batch ve liç testi deneyleri gerçekleştirilmiştir. İncelenen kayaç örneklerinin çoğunluğunda arsenik salınımı içme suları için müsaade edilen limitin üzerinde gerçekleşmiştir. Ancak, sızıntı sularında ölçülen arsenik konsantrasyonları, kayaçların arsenik içeriği ile birlikte değerlendirildiğinde ise genelde düşük düzeylerde kalmıştır. Arseniğin su fazına geçişinde mineral çözünme ve desorpsiyon süreçlerinin kinetiği etkili olmuştur. Özellikle oksit zonundaki örneklerde nötr pH koşullarında arsenik içeren jarosit mineralinin çözünmesi arsenik salınımını arttırmıştır. En yüksek arsenik salınımları, madenin bu zonundan alınan litolojilerde gözlenmiştir. Arseniğin desorpsiyonu başlangıçta hızlı ve daha sonra yavaşlayan bir kinetik sergilemiştir. Arseniğin hızlı desorpsiyonunda, mineral yüzeylerine (Fe-oksit/hidroksit, kil, karbonat) zayıf tutunmuş arsenik fraksiyonunun, ortamın pH'ındaki pozitif yöndeki değişime ve aynı tutunma yüzeyleri için arsenikle yarış eden sülfat iyonlarının varlığına ve konsantrasyonuna bağlı olarak serbest kalması etkili olmuştur. Mineralizasyon sahasının sülfür zonundan alınmış örneklerde, sülfür minerallerinin oksidasyonunun etkileri olan asidite, asit nötralizasyon kapasitesi düşük olan örneklerde gözlenmiştir. Diğer kayaç örneklerinin pH'ı zayıf asidik-nötr bir pH sergilemiştir. Bu örneklerin tümünde yüksek konsantrasyonlarda meydana gelen sülfat salınımları ise arseniğin mobilizasyonunu arttırmıştır.

Abstract: In the scope of this work, mobility of arsenic and the processes controlling its transport were evaluated in Çöpler Copper-Gold Porphyry mineralization. With this goal, nine core samples representing different lithologies and mineralization zones were obtained from different drill locations and depths in the mining area and then a series of laboratory studies were conducted on these samples. In the scope of laboratory works, geochemistry of samples was characterized and then a number of batch experiments and leaching tests were performed to determine the degree of arsenic release from the rock samples. In the majority of rock samples examined, arsenic release occurred above the limits allowed for drinking waters. However, arsenic concentrations measured in the leachates generally remained low when compared to the arsenic contents of the rock samples. Dissolution of arsenic bearing minerals and desorption processes controlled the release of arsenic to the water phase. Especially in the samples obtained from oxide mineralization zone, dissolution of arsenic bearing jarosite increased the arsenic release from the rock samples at neutral pH values. The highest arsenic releases were observed in the lithologies taken from this zone. Desorption of arsenic was initially fast then exhibited much slower kinetics. For the fast desorption rate of arsenic, arsenic fraction that was weakly hold on mineral surfaces (Fe oxides/hydroxides, clay, carbonate) were desorbed based on the positive change in pH, the presence and concentration of sulphate anion. In the samples obtained from sulfide mineralization zone, acidity formed as a result of sulphide minerals oxidation was observed in the samples having low acid neutralizing capacity. pH of remaining rock samples exhibited weak acidic-neutral behavior. In these samples, sulfate release occurred at the high concentrations increased the mobility of arsenic.