Kuvars, Kuvarsit ve Kuvars Kumu

0

Kuvars formülü SiO2 olup, saf halde % 46.5 Si ve % 53.3 O2 içerir. Mohs skalasında sertliği 7, özgül ağırlığı 2.65 gr / cm3, ergime sıcaklığı 1785 °C olan ve yer kabuğunda oldukça sık görülen minerallerden biridir.

Doğal kuvars içerisinde katı eriyik halinde bulunan başlıca elementler; Li, Na, AI, Ti ve Mg’dur. Genel olarak renksiz, ancak çok farklı renklerde de görülebilmektedir. Renkli oluşumlar gaz, sıvı ve katı kapanımlarla oluşmuştur. Bu kapanımlar, CO2, H2O, Hidrokarbon, NaCl, CaCO3, rutil gibi bazı minerallerdir. Kuvars minerali erimemekle beraber, sadece hidroflorik asitte çözünür. Piezoelektrik ve piroelektrik özellikler gösterir.

Kuvars çeşitleri iri kristalli (süt, ametist, mavi, pembe v.s.) ve kriptokristalen kuvars (kalsedon, agat, oniks, akik, çökmetaşı, sard tripoli v.s.) olmak üzere iki ayrı gruba ayrılır. Düzgün ve temiz kristalli kuvars, optik ve elektronik sanayinde frekans kontrol osilatörlerinde, frekans filtrelerinde ve süs taşı olarak kullanılır. Ayrıca, süt kuvars ve camsı kuvars öğütme ve cevher hazırlama işlemlerini takiben cam, detarjan, boya, seramik, metalurji sanayilerinde ve aşındırıcı ve dolgu maddesi olarak kullanılır. Kuvars minerali en çok magmatik kayaçlarda bulunmakla beraber, sedimantasyon yoluyla veya metamorfizmayla da teşekkül edilebilir. Magmatik bir kayacın bünyesindeki veya kumtaşı içindeki kuvarslar bir kuvars madeni olarak nitelendirilemez, ancak fay ve çatlaklarda damarlar halinde seconder olarak oluşmuş kuvars kristalleri veya amorf teşekküller ekonomik değere sahiptir. Kuvarsın GTiP’ i 250.610.000.011 -19 olarak verilebilir.

kuvars

Dünyada en büyük kuvars yatakları Brezilya’ da bulunmaktadır. Bilinen, tabii, ultra-saf kuvars rezervleri Brezilya, A.B.D, Namibya, Angola, Madakaskar, Çin ve Hindistan’da bulunmaktadır. Bu rezervler ya primer veya sekonder oluşumlar olup devamlılık göstermezler. Bu tür kuvarslar elektronik sanayinde kullanılacak kadar iyi vasıftadır. Dünyanın en iyi ve en büyük ametistleri de Brezilya’ da mevcuttur. Amorf veya kriptokristalin kuvars yatakları ise Arjantin, Avusturya, Belçika, Lüksemburg, Macaristan, Güney Afrika Cumhuriyeti, İspanya ve Norveç’te bulunmaktadır. Dünya kuvarsrezervleri ile ilgili güvenilir kaynaklara ulaşılamamıştır. Saf olan kuvarskristalleri optik ve elektronik sanayinde ve süs taşı olarak kullanılmaktadır.

Kimya endüstrisinde, kristal silikon metali ve kroze üretiminde tüketilmektedir. Ultra-saf kuvarslar optik, elektronik ve elektrik sanayilerinde kullanılmaktadır. Ayrıca kuvars öğütülerek, cam, deterjan, boya, seramik, zımpara, dolgu ve metalurji sanayilerinde de tüketilmektedir. Kuvars genel olarak açık işletme yöntemi ile üretilir. Üzerinde örtü hemen hemen yok denecek kadar az olan kuvars patlayıcı madde kullanılarak patlatıldıktan sonra triyaja tabi tutulur. Temiz ve kaliteli olanlar elle toplanarak stoklanır. Öğütme sonundaki Fe2O3 tenörü cevher hazırlama yötemleri ile düşürülür. Bazen kırılan ve ayıklanan kuvars, daha temiz hale getirilmesi için su ile yıkanır. Optik ve elektronik sanayinde kullanılan kuvars kristallerin % 99.99 oranında SiO2 içermesi istenmektedir.

Kuvars, Türkiye’de genellikle fay zonlarında, çatlaklarda, filonlarda ve cevher yataklarında gang minerali olarak bulunur. Türkiye kuvars rezervlerinin tespitine yönelik araştırma ve etüd çalışmaları yetersizdir. Kuvarscam, seramik, deterjan, dolgu malzemesi, filtre sanayininin önemli bir girdisidir. Kuvars kristallerinin üretimi elle toplama şeklinde sürerken, filonlardan kuvars üretimi açık ocak işletme yöntemi ile yapılmaktadır. Kırılmış kuvars gerekirse su ile yıkanmaktadır. Talep edilen boyuta ve kaliteye, öğütülerek ve cevher hazırlama yöntemleri uygulanarak getirilmektedir.

Kuvarsit

Bir çökelme ortamında, genelde yatay düzlemler boyunca biriken ufak kuvarskristal taneleri geniş alanlara yayılır ve santimetreden başlayıp, metrelere kadar varan kalınlıklar gösterir. Kuvars tanelerinin arasındaki boşluklarda, başlangıçta bir birleştirici yoktur. Bu kütleler kum çökelleridir. Ancak zamanla bu boşluklar, doğal çimento olarak nitelendirilen birleştirici maddelerle doldurulurlar. Doğal çimento maddesi silisyum dioksitten (SiO2) ibaretse, yani kuvars kristalleri yine kuvars olan bir madde ile birleşmekteyse, oluşmuş kayaca “KUVARSİT” veya “ORTO – KUVARSİT” denmektedir. Bu tür kuvarsitin doğal çimentosu çoğunlukla amorftur. Böyle kuvarsitlerin daha sonra metamorfizma geçirmesi durumunda çimento maddesi olan amorfkuvars tamamen kristalleşerek PARA – KUVARSİT olarak adlandırılan ikinci tür kuvarsit meydana gelir.

kuvarsit

Kuvarsitin kimyasal bileşimi, kuvars, kumtaşı (kuvarslı gre) ve kuvarskumu gibi SiO2 olup, az miktarda feldspat, mika, manyetit, hematit, granat ve rutil mineralleri ile kil ve/veya kireçtaşı noktacıkları bulunabilir. Kuvarsit sert, sağlam ve aşındırıcı bir kayaçtır. Bu nedenle istihracı ve öğütülmesi oldukça güç ve pahalıdır. Bu sebeple kuvarsit üretimi, aynı kimyasal bileşimde bulunan kuvars kumu ve kumtaşından ayrıca daha saf olan kuvarstan sonra tercih edilmektedir.

Kuvarsitler cam, ferro-krom, ferro silisyum, demir-çelik, hafif gaz-beton, silika tuğla, seramik, kimya, boya, plastik, sanayilerinde kullanılmaktadır. Kuvarsitlerin G-TİP’İ  “250.621.000.011 ham kuvarsit, 250.629.000.011 kırılmış kuvarsit, 250.629.000.012 öğütülmüş kuvarsit, 250.629.000.013 mikronize kuvarsit ve 250.629.000.019 diğer kuvarsit” olarak verilebilir.

Kuvars kumu ve kuvarsın (ultra – safkuvars dışında) kullanıldığı tüm alanlarda kullanılabilir. Başlıca tüketim alanı; cam, seramik, boya, deterjan, dolgu malzemesi, hafif gaz-beton yapı elemanları, silika tuğla ve ferro silisyum üretim sanayileridir. Ayrıca, alüminyum ve kimya sanayiler için metalurjik kalitede silisyum metali üretiminde kullanılmaktadır.

Madenler yenilenemeyen hammadde kaynakları olup yeryüzünde eşit dağılmamıştır. Dolayısıyla, madenler bulundukları yerde işletilmek zorundadır. Madencilikte hammadde çıkarılan alan (ocak), stok sahası, zenginleştirme tesisi ve atık havuzunun, teknik, ekonomik ve çevre kirliliğini minimuma indirmek gibi nedenlerle bir bütünlük içinde inşa edilmesi gerekmektedir. Bu özellik, yani hammaddenin çıktığı yerde tesislerinin kurulması mecburiyeti sadece madencilik sektöründe bulunmaktadır. Madenciliğin doğada milyonlarca yıl süren bir zaman dilimi içerisinde doğal olarak ve sınırlı miktarda jeolojik şartların uygun olduğu ortamlarda oluşabildiği ve bulunabildiği yerde çevre – ekonomi dengesini gözeterek kullanılması zorunludur.

Madencilikte kullanılan alanların rehabilite edilerek ekosisteme kazandırılması ve sektörde bertaraf, arıtma, yeniden kazanım teknolojilerinin gelişmiş olması, madenciliğin sürdürülebilir kalkınma prensiplerine uygun bir faaliyet dalı olmasını sağlar. Faaliyete konu olan madenin karekteristiklerine bağlı olarak o atığa özgü çevresel tedbirlerin getirilmesi anlayışı ile ele alınması gerekir. Kuvarsit üretimi süreci içinde örtü tabakasının stoklanması, ocak üretim alanlarının rehabilitasyonu, cevher hazırlama tesislerindeki katı, sıvı, gaz tipi atıkların bertaraf edilmesi hem madencilik yatırımlarına % 30’a varan yük getirmektedir hem de üretim maliyetinin % 20 ile % 30’unu oluşturmaktadır.

Kuvars Kumu

Kuvars kumu, kuvarsca zengin magmatik, metamorfik kayaçların ayrışması sonucu oluşan 2 mm’den küçük kuvars(SiO2) tanecikleridir. Kuvars kumları beyaz renklidir; demir oksit içeriyorsa, renkleri pembeden kızıla veya kahverengine kadar değişir. Silisten (SiO2) oluşan kuvarskumu az miktarda kil, feldspat, demir oksitler, karbonatlar ihtiva edebilir. Doğada saf olarak bulundukları gibi istenmeyen safsızlıklar ile karışmış olarak da bulunabilir. Kuvars kumları kullanma amaçlarına göre gerek fiziksel, gerekse kimyasal açıdan istenen özelliklere getirilebilmeleri için cevher hazırlama işlemlerine tabi tutulabilirler.

Kuvars Kumu

Kuvars kumları oluşumları açısından ikiye ayrılırlar. Birincisi allokton oluşum dediğimiz, kuvarsca zengin magmatik ve metamorfik kayaçların ayrışmasından sonra serbest kalan kuvarsların taşınarak, killi gevşek bir çimento ile istiflenmesinden meydana gelir. İkincisi otokton oluşumdur. Bunlar silisçe zengin kayaçların bir faylanma veya metamorfizmanın etkisiyle yerinde ayrışmasıyla meydana gelirler. Bu tip kuvars kumları allokton oluşumlara göre daha az impürite içerirler. Kuvars kumunun yer kabuğundaki egemenliğine karşın, tüketici kuruluşların üründe birtakım fiziksel ve kimyasal özellik aramalarından ötürü, çok az bir kısmı ticari öneme sahip olmaktadır.

Kuvars kumlarının ana kullanım alanları cam ve döküm sanayileri olup inşaat sanayinde, aşındırıcıların üretiminde, metallurji, deterjan, boya plastik, lastik, seramik sanayilerinde ve petrol üretiminde de kullanılmaktadır. Kuvars kumlarının GTİP’ i 250.510.000.000’dır. Dünya kuvarskumu rezervleri sıhhatli bir şekilde hesaplanamamasına rağmen milyar ton seviyelerinde olduğu bilinmektedir. Kuvarskumu rezervleri; Avrupa’ da; Belçika, Almanya, Hollanda, Fransa, İngiltere, ispanya, İtalya, Avusturya, Rusya, İsveç, Kuzey Amerika’ da; A.B.D, Kanada, Güney Amerika’ da; Arjantin, Brezilya, Paruguay, Asya’ da; Filipinler, Hindistan, Malezya, Afrika’ da; Mısır, Madagaskar, Güney Afrika Cumhuriyeti, ve Avusturya’ da bulunmaktadır. Kuvars kumları genel olarak cam ve döküm sanayinde kullanılmakla birlikte, inşaat, boya ve plastik sanayiinde, kimyasalların ve aşındırıcıların üretiminde de kullanılmaktadır.

Avrupa Birliği’nde ise üretilen kumun % 45’i cam sanayinde, % 35’i döküm sanayiinde ve geri kalan kısmı ise elektrometalürji, inşaat sanayi, boya ve plastik üretiminde tüketilmiştir. Kuvarskumu açık işletme metodu ile üretilmektedir. Üretimde, dozer, loder, ekskavatör, kamyon ve konveyörler kullanılır. Ekonomik olarak kum üretilebilmesi için kumun üzerindeki kaldırılacak olan örtü tabakasının kalınlığının kum kalınlığına oranı maksimum 4 m3 / ton seviyesinde olmalıdır. Tüketicilerin taleplerine göre ocaklardan üretilen kuvars kumları cevher hazırlama tesislerinde eleme, scrup, yıkama, de-şlam, flotasyon ve / veya magnetik separasyon, klasifikasyon ve kurutma işlemlerine tabi tutularak yüksek silisli (SiO2), düşük oksitli ve az miktarda ağır mineral içeren kaliteli kuvarskumu üretilmesi gerekebilmektedir. Kuvarskumu standartları kullanıldıkları sanayi dalına ve tabiatta bulunuş kalitesine göre değişiklikler göstermektedir. Bazı ortak özellikler üzerinde tüketiciler birleşmekle beraber her tüketicinin kullandığı kuvars kumunun standardı da değişik olabilmektedir. Kuvars kumu standartları : Dökümde kullanılan kuvars kumunun -0,7 mm +0.1 mm boyutunda olması ve bu boyut aralığında dengeli bir dağılıma sahip olması ayrıca 1500°C’ nin altında sinterleşmemesi gerekir. Bu alanda kumun minimum % 95 -96 SiO2 içermesi, Fe2O3, CaO ve alkali toplamının % 0.6′ nın üzerinde olmaması gerekir.

  • Cam üretiminde hammaddeyi teşkil edecek kuvars kumunun minimum % 98 SiO2, maksimum % 0.1 Fe2O3 içermesi ve tane boyutu aralığının -0,5 +0.106 mm olması gerekmektedir.
  • Silika tuğla üretiminde kullanılacak kuvars kumunun ateşe dayanımı minimum 1700 °C olmalıdır. Ayrıca SiO2 oranının % 95-99, Fe2O3oranının % 0,3 -1.3, AI2O3 içeriğinin % 0.1-2.8, CaO içeriğinin % 0.2-2.4, Na2O ve K2O içeriğinin ise % 0.2 – 1.5 olması gerekmektedir. Düşük kalitede silika tuğla üretimi ise % 87 -96 oranında SiO2 içeren kuvars kumlarından yapılmaktadır.
  • Curuf yapıcı olarak kullanılacak kuvars kumunun SiO2 oranı minimum % 90, AI2O3 ve Fe2O3 oranı maksimum % 1.5, MgO ve CaO içeriği ise maksimum % 0.2 olmalıdır.
  • Silikon ve ferro silikon üretiminde kullanılacak kuvars kumunun SiO2 oranı mimimum % 96-98, AI2O3 ve Fe2O3 oranı maximum % 0.2 olmalıdır.
  • Gaz beton üretiminde (ytong tipi) kullanılacak kuvars kumu ve kuvarsitin SiO2 oranının en az % 75.5, yapı kumunda en az % 95, pres tuğla yapımında ise en az %80 olması gerekmektedir.
  • Seramik çamurunda kullanılan kuvars kumunun SiO2 içeriği % 90 -92, AI2O3 içeriği % 6-8, Fe2O3 içeriği % 0.5, TiO2 oranı % 0.45 olmalıdır. Frit ve Sır üretiminde kullanılacak kuvars kumunun SiO2 içeriği minumum % 99.4, AI2O3 oranı % 0.01, Fe2O3, TiO2, CaO, MgO ve Na2O içeriği % 0.03 ve K2O oranı % 0.06 olmalıdır. Bu amaçla kullanılacak kuvars kumlarının; +0.032 mm boyut grubunda % 8,0 -26.5 ve 0.032 mm boyutunda ise % 73.5 -92,0 oranında malzeme olmalıdır. şeklinde özetlenebilir. Ayrıca BS 2975:1988 standardı cam kumları kaliteleri hakkında bir fikir verebilir.

 

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.