sektörmaden 2026 Mart Sayısı

MAKALE
MAKALE
Madencilik ve cevher
zenginleştirme tesislerinde
su kullanımı, yönetimi ve
sürdürülebilirlik yaklaşımları
Gülşah Güven
Araştırma Görevlisi
İTÜ Maden Fakültesi Cevher
Hazırlama Mühendisliği Bölümü
Madencilik sektörü, modern ekonominin temel taşlarından
olan metal ve minerallerin elde edilmesinde kritik
bir rol oynamaktadır. Ancak bu üretim süreci, su kaynaklarıyla
ayrılmaz ve karmaşık bir bağ içerisindedir.
Özellikle cevher zenginleştirme (konsantrasyon) tesisleri,
tuvenan cevherin ekonomik değeri olan son ürüne
dönüştürüldüğü aşama, suyun en yoğun ve en stratejik
biçimde kullanıldığı operasyonel kısımlardır.
Geçmişte su, madencilik faaliyetlerinde yalnızca operasyonel
bir girdi veya bertaraf edilmesi gereken bir atık
durumundayken günümüzde küresel risk algısında ilk
sıralara yerleşmiştir. Dünya Ekonomik Forumu (WEF),
su kıtlığını küresel ölçekte en yüksek endişe kaynağı
olan sistemik risklerden biri olarak tanımlamaktadır
(Hoekstra, 2014). Bu bağlamda su, maden işletmeleri
için sadece çevresel bir sorumluluk değil, operasyonel
sürekliliği belirleyen stratejik bir varlıktır. Su kaynakları
üzerindeki baskı yeraltı su seviyelerinin düşmesi, nehir
akışlarının azalması ve kirlilik gibi fiziksel etkilerin yanı
sıra, artan arıtma maliyetleri ve yerel topluluklarla yaşanan
çatışmalarla kendini göstermektedir (Northey ve
diğ., 2016).
Prof. Dr. Gülay Bulut
İTÜ Maden Fakültesi
Cevher Hazırlama Mühendisliği
Bölümü
Madencilik sektöründe su tüketimi küresel ölçekte toplam
kullanımın nispeten küçük bir bölümünü oluştursa
da (~%1–4), özellikle su stresi altındaki kesimlerde yerel
su kaynakları üzerinde ciddi tüketim baskısı oluşturmaktadır.
Proses bazında değerlendirildiğinde, flotasyon
ve hidrometalurjik işlemler için su tüketimi cevher türüne
bağlı olarak yaklaşık 0,34–6,27 m³/ton aralığında değişmekte
olup, tipik flotasyon tesislerinde bu değer genellikle
0,34–2,07 m³/ton civarında gerçekleşmektedir.
Bir tesiste suyun yeniden kullanımı ve geri dönüşümü
uygulanmıyorsa, işlenen her bir ton cevher için yaklaşık
1,9-3,0 m 3 su gerekmektedir (Gunson ve diğ., 2012). Ayrıca
madencilik sektöründe su tüketimi, cevherin mineralojik
yapısına, proses tipine ve işletmenin bulunduğu
bölgenin iklimsel koşullarına bağlı olarak büyük değişkenlik
göstermektedir (Northey ve diğ., 2019). Özellikle
düşük tenörlü cevherlerin işlenmesi daha fazla su tüketimine
neden olmaktadır (Mudd, 2008).
Literatürde cevher zenginleştirme tesisleri için sabit bir
su kullanım yüzdesi bulunmasa da mevcut çalışmalar
madencilikte su tüketiminin büyük kısmının (%65–80)
öğütme ve flotasyon içeren konsantrasyon devresinde
gerçekleştiğini göstermektedir. Şekil 1’de, literatürde
bildirilen dağılıma dayanarak madencilik faaliyetlerinde
su kullanımının proses bazında yaklaşık yüzdesel dağılımı
şematik olarak sunulmuştur.
Buna karşılık, modern madencilik operasyonlarında
uygulanan su geri kazanım ve arıtma teknolojileri saye-
Şekil 1. Madencilik faaliyetlerinde su kullanımının
proses bazında yaklaşık dağılımı
sinde suyun büyük bir kısmı yeniden kullanılabilmekte
olup, gelişmiş sistemlerde %95’e varan su geri kazanım
oranları rapor edilmiştir (Gunson ve diğ., 2012; Matebese
ve diğ., 2024).
Cevher zenginleştirme süreçlerinde su boyut küçültme-öğütme
devrelerinde pülp taşıyıcı, flotasyonda fizikokimyasal
bir ortam, hidrometalürjide çözücü ve artıkların
taşınma sürecinde ise iletken bir faz olarak görev
yapar. Bu denli geniş bir kullanım yelpazesi, suyun hem
miktar hem de kimyasal kompozisyon açısından titizlikle
yönetilmesini zorunlu kılmaktadır. Suyun yetersiz yönetimi
sadece çevresel riskler doğurmakla kalmaz, aynı
zamanda tesisin durmasına yol açabilecek operasyonel
riskleri ve toplum nezdindeki “sosyal onay” kaybını da
beraberinde getirir.
Literatürdeki kaynaklar, su yönetiminin maden ömrünün
her aşamasında (planlama, toz baskılama süreçlerinde,
enerji üretim etrafındaki soğutma sistemlerinde,
ekipman yıkama işlemlerinde, fiziksel ve kimyasal
zenginleştirme işlemleri sırasında, işletme ve kapatma)
hidroloji ve su kalitesi üzerinde potansiyel riskler barındırdığını
vurgulamaktadır (Northey ve diğ., 2019). Bu
nedenle, döngüsel ekonomi prensipleri çerçevesinde
“sıfır deşarj” hedefleri ve suyun tesis içinde maksimum
oranda yeniden kullanımı, modern tesislerin temel tasarım
parametresi haline gelmiştir (Vargas ve diğ., 2025).
Pülp içindeki katı oranı (yoğunluk), öğütme verimliliğini
ve enerji tüketimini doğrudan etkiler. Suyun yetersiz
olması değirmen içi aşınmaları artırırken, aşırı su kullanımı
pülpün viskozitesini bozarak boyuta göre sınıflandırma
(siklon vb.) verimini düşürür. Flotasyon ise suyun
en hassas kullanıldığı zenginleştirme işlemidir. Burada
su, mineral yüzeylerinin hidrofobik (suyu sevmeyen)
veya hidrofilik (suyu seven) özellik kazanmasını sağlayan
kimyasal reaktiflerin (toplayıcı, bastırıcı, canlandırıcı,
köpürtücü vb.) taşınmasını ve etkileşime girmesini
sağlar. Bu nedenle flotasyon işlemleri sırasında su kritik
bir öneme sahiptir. Literatürdeki kaynaklar, suyun sertliği
(Ca²+ ve Mg²+ iyonları) ile pH değerinin flotasyon verimi
üzerindeki baskın etkisini vurgulamaktadır (Northey
ve diğ., 2019). Örneğin, devridaim edilen sudaki
biriken artık reaktifler veya çözünmüş iyonlar, mineral
yüzeylerine adsorblanarak değerli mineralin yüzmesini
engelleyebilir ve bu durum da ciddi ekonomik kayıplara
yol açar. Tamamen veya kısmen kapalı devre çalışan
tesislerde ise suyun sürekli devridaim etmesi sodyum
(Na+), kalsiyum (Ca²+), magnezyum (Mg²+) ve sülfat
(SO₄²−) gibi iyonların konsantrasyonunu artırmaktadır.
Elektrolitlerin varlığı, kabarcık birleşmesini engelleyerek
daha stabil ve küçük kabarcıklı bir köpük fazı
oluşturur. Bu durum bazı durumlarda verimi artırsa da
aşırı stabilite selektiviteyi (seçiciliği) bozabilir (Rao ve
diğ., 2017). Ayrıca yeniden kullanılan sudaki karbonat
ve sülfat iyonları, pülpün pH değerini stabilize ederek
reaktiflerin optimum çalışması için gereken pH aralığına
ulaşılmasını zorlaştırabilir.
Su kıtlığı veya kalitesiz su kullanımı, tesislerin tam kapasiteyle
çalışmasını engelleyen “darboğazlar” yaratır.
Kaynaklar, su yönetimi stratejilerinin maden ömrü boyunca
değişen cevher türlerine ve iklim şartlarına uyum
sağlayacak kadar esnek olması gerektiğini göstermektedir
(Vargas ve diğ., 2025). Su stresi altındaki bölgelerde
(örneğin Şili’deki bakır madenleri), maden işletmeleri
yeraltı sularına alternatif su kaynakları aramaktadır. Bu
amaçla, deniz suyunun arıtılarak (desalinizasyon) tesise
pompalanması yaygınlaşan bir uygulama haline gelmiştir.
Ancak bu durum, yüksek enerji tüketimi ve artan
maliyetler gibi yeni zorlukları beraberinde getirmektedir
(Lima ve diğ., 2025; Donoso, 2018).
Ayrıca deniz suyu ile bakır-molibden flotasyonu yapılırken,
molibdenit verimini korumak için çok spesifik pH
ayarlamaları ve iyonik baskılama yöntemleri gerekmektedir
(Rao ve diğ., 2017). Bununla beraber, devridaim edilen
sulardaki artan tuzluluk oranı, ekipmanlarda korozyona
ve tıkanıklıklara neden olarak duruş sürelerini artırır.
66 | SEKTÖRMADEN 2026 OCAK, ŞUBAT, MART
SEKTÖRMADEN 2026 OCAK, ŞUBAT, MART | 67