DERS-5
ENDÜSTRİYEL
HAMMADDELER
MAGNEZYUM BİLEŞİKLERİ
Prof. Dr. Sezai KIRIKOĞLU
GENEL
• Magnezyum özgül ağırlığı 1.74 g/cm³
olan bir elementtir.
• 651º C’de erir ve 1110º C’de
kaynamaya başlar.
• Kolaylıkla şekil verilebilen bir metaldir.
Önemli alaşımlarda yer alır.
• Refrakter hammaddelerin temel
elementi olmasını oksijene karşı
yüksek afinitesi ve oksijenle birleşerek
oluşturduğu magnezyum oksitin (MgO)
3000º C sıcaklığa kadar ergimeyerek
özelliklerini korumasına borçludur.
MANYEZİTİN TARİHÇESİ
• Manyezit minerali bulunmadan önce 1795 yılında J.E.Delanetherie,
Magnezyum Karbonat, Sülfat, Nitrat ve Klorit gibi tuzlara
“Manyezit” adını vermiştir.
• A.Brongmart ise aynı terimi magnezyum karbonat ve silikatlar için
kullanmış, 1803 yılında “C.F.Ludwing Moravia”da tabii magnezyum
ve 1808 yılında “D.L.G. Karsten” magnezyum karbonata
“manyezit” adını vermiştir.
• Manyezitin, metalurjik işlemlerde refrakter olarak kullanılışına ait
ilk bilgiler 1866-1868 yıllarına aittir.
• 1890 yılında manyezit, Avrupa’da Besemel ve açık fırınlarda astar
olarak kullanılmaya başlanmış, 1913 yılında Pensilvanya ’da (ABD)
dolomitten magnezya (MgO) üretimi yapılmış, 1885 yılında
Fransa’da deniz suyundan magnezyum hidroksit çökeltilerek
sentetik manyezit elde edilmiştir.
MANYEZİT MgCO3
•
•
•
•
•
•
•
•
Manyezit; formülü MgCO3 olup, teorik olarak bileşiminde
% 52.3 CO2,
% 47.7 MgO ve
çok az miktarda Fe2O3 bulundurur.
sertliği 3.4-4.5 arasında
özgül ağırlığı 2.9-3.1 olan mineraldir.
Rengi beyaz, sarı veya gri ve kahverengi arasında değişir.
Manyezit trigonal karbonatlar grubundandır. Bu grubun önemli
mineralleri kalsit (CaCO3), dolomit (CaCO3·MgCO3), breunerit
(MgFeCO3) ve siderittir (FeCO3).
Tabiatta Kriptokristalin (jel/amorf) ve Kristalen (iri kristalli) olmak
üzere iki şekilde teşekkül eder.
OLUŞUMU
• Sert ve kompleks bir mineral olup, serpantin veya benzeri kayaçların
alterasyonu veya dolomitlerin kontakt metamorfizması sonucu
teşekkül eder.
• Serpantinit kütlelerine bağlı olarak ağsı (stockwork), damar veya
mercekler halinde yatak oluştururlar.
• Sedimanter oluşumlu manyezit yatakları da vardır.
• Kriptokristalen manyezit, genellikle saf olarak bulunmakla beraber,
bir miktar demir, kireç, alümin ve pek az serbest silis karışmış
olabilir. Cevherin kalitesi de içerdiği bileşiklerin miktarlarına göre
artar yada azalır.
• Erzincan’da yaklaşık 30 m kalınlığa erişen zonda killi seviyeler
manyezite eşlik etmektedir.
• Kalsit ve dolomit’te olduğu gibi, manyezit ısıtılınca CO2 içeriğini
kaybetmektedir (dekompoze olmaktadır).
• 700 ile 1000 C arasında ısıtılarak kostik kalsine manyezit, (Bu
malzeme refrakter özellikte olmayıp, hayvan yeminden uranyum
karbonatın çözündürme işlemine kadar çok çeşitli alanlarda
kullanılır.)
• 1450-1750 C arasında yapılan ısıl işlemi ile % 0.5 CO2 ihtiva eden
oldukça yoğun ve sert sinter manyezit, (Sinter manyezit refrakter
ürünlerin ana hammaddesidir. Bunlardan yapılan refrakter tuğlalar
ile harçlar metal rafine endüstrisindeki fırınlarda, potalarda ve
çimento fabrikalarında kullanılmaktadır. )
• Sinter manyezit 1700 º C’de kalsine edilirse sert, çakmaktaşı
görümünde bir ürün ortaya çıkar. Doğal minerallerden periklaz
ile aynı kristal yapısına sahip olduğundan bu ürüne periklaz adı
verilir.
• % 0.1’in altında Fe içeren saf manyezit elektrik fırınlarında 1700
C’nin üstünde ısıl işleme tabi tutularak çakmaktaşına benzer
yoğun bir madde olan ergitilmiş magnezyum oksit (fused
magnesit) elde edilir.
• Fused manyezitin özgül ağırlığı 3.65 olup çok yüksek sıcaklıklara
dayanabilmektedir.
• Magnezyum, gerek metal olarak ve gerekse bileşik halinde
bugünkü teknolojinin önemli bir hammaddesidir.
• Otomobillerde paslanmaya karşı kullanımı sürekli olarak
artmaktadır. Öte yandan her bir uçak ağırlığının yaklaşık % 20 ile
30’u magnezyumdan oluşmaktadır.
• En geniş magnezyum tüketimi, magnezyum bileşikleri şeklinde
gerçekleşmektedir (MgO, MgCl2, Mg(OH)2, MgSO4 vb.).
• Bütün bunların başında toplam dünya tüketiminin % 80’ini
kapsayan ve MAGNEZYA adı verilen MgO (Sinter Manyezit)
bulunmaktadır. Zira MgO yüksek ergime noktası nedeni ile refrakter
malzeme endüstrisinin en önemli girdisi durumundadır. İşte bu
magnezyanın ve hatta diğer magnezya bileşiklerinin en önemli
kaynağı MANYEZİT’tir.
• Manyezit bir magnezyum karbonat minerali olup tabiatta sık
rastlanan bileşiklerden birisidir.
• Manyezite tabiatta, kullanım alanlarının gereklerine uygun
özelliklerde rastlamak oldukça zordur. Çünkü herhangi bir yabancı
elementin manyezit içerisinde % 0.1 mertebesinden az veya çok
bulunması, manyezitin bugünkü teknoloji ile ekonomik olarak
değerlendirilip değerlendirilemeyeceğini belirleyebilmektedir.
Ancak memleketimiz dünyanın en kaliteli manyezitlerini
bünyesinde bulundurması yönünden oldukça şanslıdır.
• Manyezitte düşük porozite, yüksek refrakterlik, yüksek
mukavemet, hacim istikrarı, kimyasal dayanıklılık aranır.Özgül
ağırlık 3,0 gr/cm3 den büyük, Bor oranı ise azami %0,17
olmalıdır.
• Kaliteli amorf manyezitler Türkiye’den başka Yunanistan,
Yugoslavya ve Brezilya’da bulunmaktadır.
• M.T.A. Enstitüsü raporlarına göre,
Türkiye’de manyezit aramaları ilk olarak 1808 yılında “Fransa
Elektore Coulant” firması tarafından Sakarya’da yapılmıştır.
• İlk manyezit üretimi ise 1929 yılında başlamış, 1962 yılına
kadar artarak devam etmiş, 1962 yılından itibaren süratle
artmıştır.
• Kalsine manyezit üretimi 1940 yılında başlamış, 1964 yılına
kadar önemli bir artış göstermemiş, bu tarihten itibaren
üretimin arttığı gözlenmiştir.
• 1960’lı yıllarda Eskişehir merkez ilçe Sepetçi köyü ve Margı
(Kozlubel) köyünde Fransız ve Avusturyalılar tarafından
Kalsine manyezit üretmek amacıyla bir tesis kurulmuştur
ancak bu tesisler şimdi çalışmamaktadır.
MANYAS MANYEZİT MADENİ
• Yılda yaklaşık 500.000 ton ham
cevher konsantre edilerek, sinter
manyezit tesislerine
gönderilmektedir. (KÜTAHYA
MANYEZİT İŞLETMELERİ)
• Ham manyezit cevheri,
Cevher Zenginleştirme
Tesislerinde, kırma, eleme
ve manyetik ayırım
yöntemi ile
zenginleştirilmektedir.
TÜRKİYE MANYEZİT YATAKLARI
Yıllık toplam 10.6 milyon ton olan Dünya magnezya üretiminin;
% 22.2’si MgCl2’den,
% 67.8’i kristalin manyezitten,
% 10’u da amorf manyezitten üretilmektedir.
REZERVLERİ
Türkiye’nin manyezit rezevleri (hepsi jel manyezit tipinde),
görünürü 44 milyon ton olmak üzere toplam 155 milyon
tonun üzerindedir.
Ülkemizde Denizli iline bağlı Çambaşıköy ve İspartaYalvaç’ta sedimanter manyezit yatakları da vardır.
Rezervlerin dağılımı ŞÖYLEDİR:
İLLER
Konya
Eskişehir
Kütahya
Erzincan
Diğer
Toplam
GÖRÜNÜR
16.905.000
12.487.000
10.154.000
4.200.000
463.659
44.059.659
MUHTEMEL
22.850.000
18.209.000
8.958.560
128.600
5.201.701
55.198.111
MÜMKÜN
39.861.000
?
9.713.000
5.200.000
882.000
55.747.000
TOPLAM
79.616.000
30.616.000
28.825.560
9.528.600
6.547.360
155.199.520
İHRACAT RAKAMLARI
Mal Grubu /
Ülke Perf.
2010
USD$
MiktarKG
MANYEZİT
231.921.177,98
2011
USD$
USD$
69.520.770,00
MiktarKG
276.597.479,29
DEĞİŞİM
(%)
USD$
91.198.156,37
19,26
İSTANBUL MADEN İHRACATÇILARI BİRLİĞİ VERİLERİNE GÖRE
31,18
ÜRETİM
• Büyük, yüzeye yakın manyezit yatakları çoğunlukla açık işletme
yöntemiyle işletilmektedir. Ancak yer altı işletmeciliği de manyezit
üretiminde sıklıkla uygulanmaktadır.
• Ocaktan çıkarılan cevher genellikle zenginleştirilir. Zenginleştirme
istenmeyen bileşiklerin uzaklaştırılması şeklinde yapılmaktadır.
Ocaktan çıkarılan jel manyezite genellikle serpantin ve opal eşlik
etmektedir. Zenginleştirmede aşağıdaki işlemler sıra ile takip
edilmektedir.
• Tavuklama (triyaj = el ile ayıklama), kırma, dereceli kalsinasyon,
manyetik ayırma, flotasyon, kimyasal süreçlerle zenginleştirme.
Piyasalara sürülen manyezitlerde aranan kalite özellikleri şu
şekilde özetlenebilir.
• Jel manyezitte SiO2 en çok % 3, CaO % 3 ve Fe2O3 % 1 oranında
olmalıdır.
• Bu oranlar kristalin manyezit için sırasıyla % 6, % 5 ve % 11’dir.
• Refrakter malzeme üretimi için CaO : SiO2 oranının 2 : 1 olması
koşulu aranmaktadır.
Manyezitin özgül ağırlığı da üretilecek refrakter malzemenin
fiziksel dayanımı için oldukça önemlidir. Yoğunluğunun 3
g/cm3’ten fazla olması gereklidir. Yoğunluğun bu değerden her
0.1 g/cm3 fazlası için prim ödenir.
• Refrakter malzeme üretiminde kullanılacak manyezitlerde bor
oranının % 0.17’den az olması istenir. Bu daha ziyade kristalin
manyezitte aranan bir özelliktir.
• Ham manyezitte MgO2 oranının % 42-43 ve kalsine
manyezitte ise % 93.5 olması gereklidir. Bu değerlerin fazla
veya az olması durumlarında ödemede prim veya ceza
uygulamaları yapılır.
• Manyezitin kristallik derecesi de satışını etkileyen önemli bir
faktördür. Refrakter amaçlı sinter manyezitlerde kristallerin
olabildiğince büyük, ancak düzensiz dağılım göstermesi istenir.
• Bu dayanımı artırıcı bir etkendir ve satışta göz önünde
bulundurulur. Kalsinasyon işlemi sırasında cevherin bu özelliği
kazanması için oldukça titiz davranılmalıdır.
• Refrakter malzeme yapılacak manyezitlerde ayrıca porozite,
yüksek ısıya dayanım, curufa karşı yüksek kimyasal dayanım
ile yüksek ısılardaki hacim duyarlığı kalite ve fiyat açısından
önemli etkenlerdir
Kullanım alanları sırasıyla;
1) Tarım endüstrisinde, ince tarım şeklinde hayvan yemine katılarak: iri
taneliler gübre endüstrisinde kok oluşturmayan ince tozlar pastörize
tossuzlaştırma malzemesi olarak.
2) İnşaat endüstrisinde; askı taban, izolasyon inşaat blokları ve hafif
yapı elemanı olarak.
3) İlaç endüstrisi ve tıpta.
4) Genel kimya endüstrisinde; magnezyum bileşiklerinin üretimini
başlangıç malzemesi olarak.
5) Lastik ve plastik endüstrisinde; stabilizatör madde vulkanizör madde
olarak.
6) Kağıt endüstrisinde.
7) Otomotiv yağlama yağlarında; hızlı çalışan motorlar için etkin olarak
asitlerin nötrleştirilmesinde katkı maddesi olarak.
8) Uranyum cevherlerinden uranyum oksit eldesindeki karbonat
devrelerinde absorbent ve katalizör olarak kullanılmaktadır.
Download

Manyezit