Altın Madenciliğinin Çevresel Etkilerinin Yaşam Döngüsü Analizi Yöntemi İle Değerlendirilmesi

Abstract

Tarih boyunca kıymetli metaller arasında popülerlerliğini koruyan altın, bulunduğu yerküreden çıkartılması ve son kullanıcıya erişmesi için bir dizi süreçten geçmektedir. Süreçlerin en başında altının yaşam döngüsü, madencilik faaliyetleri ile başlamaktadır. Madencilik faaliyetlerinin hava, su, toprak kalitesi, arazi kullanımı, biyoçeşitlilik gibi potansiyel çevresel etkilerinin dikkatlice yönetilmesi ve etkilerin en aza indirilerek sürdürülebilir bir şekilde yürütülmesi önem arz etmektedir. Yaşam Döngüsü Analizi (YDA), madenlerdeki çevresel etkileri belirlemek ve bu etkilerin optimum bir şekilde yönetilmesine rehberlik etmek için etkili bir yöntemdir. Bu çalışmada, bir altın madeninde 'beşikten kapıya' yaşam döngüsü analizi yapılmıştır. Çalışma kapsamında, maden işletmesinden alınan detaylı veriler ve Ecoinvent 3 veri tabanı kullanılmıştır. Veriler, SimaPro 9.1.1.7 yazılımı kullanılarak ReCiPe Midpoint (H) yöntemi ile analiz edilmiştir. Çalışmanın fonkiyonel birimi 1 kg dore altın olarak belirlenmiş ve sistem sınırı madencilik faaliyetleri (cevher-pasa çıkarımı), kırma-eleme tesisi, yığın liçi, ADR (adsorpsiyon-desorpsiyon-rejenerasyon) ve döküm süreçlerini kapsayacak şekilde belirlenmiştir. Bu süreçlerde küresel ısınma, su kullanımı ve emisyonların çevresel etkileri değerlendirilerek etki azaltıcı tedbirler önerilmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde; etki kategorilerinde küresel ısınma 1,91 E4 kg CO2, stratosfer ozon tüketimi 0,0501 kg CFC11 eq, karasal ekotoksiste 2,54E4 kg 1,4-DCB, su tüketimi 156 m3, fosil kaynak tüketimi 3,92E3 kg oil eq, mineral kaynak tüketimi 2,6E3 kg Cu eq, alan kullanımı 162 m2a crop eq, iyonize radyasyon 55,5 kBq Co-60 eq, partikül madde oluşumu 67,3 kg PM2.5 eq, insan kanserojen olmayan toksiste etkisi 2,12E3 kg 1,4-DCB, karasal asidifikasyon 68,3 kg SO2 eq, tatlısu ötrofikasyonu 0,904 kg P eq olarak hesaplanmıştır. İklim değişikliği etkisi değerlendirildiğinde toplam katkı bakımından en yoğun girdi elektrik kullanımından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Süreç bazında değerlendirildiğinde; aglomerasyon ve yığın liçi işleminde kullanılan çimento, elektrik tüketimi ve cevher çıkartma faaliyetlerinde kullanılan dizel yakıt ve patlatma faaliyetlerinde kullanılan patlayıcı madde küresel ısınma kategorisine en çok etki getiren faaliyetlerdir. Su kaynaklarının tüketilmesi konusunda yığın liçi süreci sürecinde kullanılan su etki oluşumuna katkı sağladığı bulunmuştur. Çevresel etkilerin azaltılması ve sürdürülebilir madencilik için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına, enerji verimliliğine, su kayıplarının önlenmesi, temas sularının geri kazanılarak farklı alanlarda sistem içerisinde tekrar kullanımını, patlayıcı madde kullanımında ANFO'ya alternatif HPE kullanılması, çimento kulllanımında teknolojik gelişmeler takip edilerek daha az çevresel emisyonlara sahip ürünlerin tercih edilmesi ve satın alma süreçlerine sürdürülebilir çözümlerin entegre edilmesi konularına odaklanmanın önemini göstermiştir.

Throughout history, gold has maintained its popularity among precious metals and must undergo a series of processes from its extraction from the earth to its delivery to the end user. The life cycle of gold begins with mining activities, which are at the forefront of these processes. It is crucial to carefully manage the potential environmental impacts of mining activities—such as those on air, water, and soil quality, land use, and biodiversity—and to conduct these operations in a sustainable manner by minimizing such impacts. Life Cycle Assessment (LCA) is an effective method for identifying environmental impacts in mining and for guiding the optimal management of these impacts. In this study, a cradle-to-gate life cycle assessment was conducted for a gold mine. Detailed data collected from the mining operation and the Ecoinvent 3 database were used within the study. The data were analyzed using the ReCiPe Midpoint (H) method through the SimaPro 9.1.1.7 software. The functional unit of the study was defined as 1 kg of dore gold, and the system boundary included mining activities (ore and waste rock extraction), the crushing and screening plant, heap leaching, ADR (adsorption-desorption-regeneration), and smelting processes. The environmental impacts of global warming, water consumption, and emissions in these processes were assessed, and mitigation measures were proposed. According to the results, the environmental impact values per 1 kg of dore gold were calculated as follows: global warming: 1.91E+04 kg CO₂-eq; stratospheric ozone depletion: 0.0501 kg CFC-11-eq; terrestrial ecotoxicity: 2.54E+04 kg 1,4-DCB-eq; water consumption: 156 m³; fossil resource depletion: 3.92E+03 kg oil-eq; mineral resource depletion: 2.60E+03 kg Cu-eq; land use: 162 m²a crop-eq; ionizing radiation: 55.5 kBq Co-60-eq; particulate matter formation: 67.3 kg PM2.5-eq; human non-carcinogenic toxicity: 2.12E+03 kg 1,4-DCB-eq; terrestrial acidification: 68.3 kg SO₂-eq; freshwater eutrophication: 0.904 kg P-eq. When analyzing the climate change impact category, electricity use was found to be the dominant contributing input in terms of total impact. On a process level, cement used in the agglomeration and heap leaching processes, electricity consumption, diesel fuel used in ore extraction, and explosives used in blasting were identified as the major contributors to global warming potential. Water used in the heap leaching process was found to significantly contribute to water consumption impact. The study has highlighted the importance of focusing on the use of renewable energy sources, energy efficiency, prevention of water losses, recovery and reuse of contact water within the system for different purposes, replacement of ANFO with HPE as a more environmentally friendly explosive alternative, the adoption of cement products with lower environmental emissions in line with technological advancements, and the integration of sustainable solutions into procurement processes to reduce environmental impacts and promote sustainable mining practices.