Kuvars Kumu

[ozguryolcu]

1. GÄ°RÄ°Åž
1.1.Tanım ve Sınıflandırma

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
kuvars kumu az miktarda kil, feldspat, demir oksitler, karbonatlar ihtiva edebilir. DoÄŸada 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 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.

2. DÃœNYADA MEVCUT DURUM
2.1. Rezervler

Dünya kuvars kumu rezervleri sıhhatli bir şekilde hesaplanamamasına rağmen milyar ton
seviyelerinde olduğu bilinmektedir. Kuvars kumu 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.

2.2. Tüketim
2.2.1. Tüketim Alanları

Kuvars kumları genel olarak cam ve döküm sanayinde kullanılmakla birlikte, inşaat, boya ve
plastik sanayiinde, kimyasalların ve aşındırıcıların üretiminde de kullanılmaktadır. Kuvars
kumlarının Amerika’ daki kullanım alanları, kullanım yüzdeleri ve fiyatları Tablo-1' de
verilmiÅŸtir.


2.3. Ãœretim
2.3.1. Üretim Yöntemi ve Teknoloji

Kuvars kumu 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 kuvars kumu üretilmesi gerekebilmektedir.

2.3.2. Ürün Standartları

Kuvars kumu 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.

a 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.

b Silika tuğla üretiminde kullanılacak kuvars kumunun ateşe dayanımı minimum 1700
°C olmalıdır. Ayrıca SiO2 oranının % 95-99, Fe2O3 oranının % 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.

c 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.

d Silikon ve ferrosilikon üretiminde kullanılacak kuvars kumunun SiO2 oranı
mimimum % 96-98, AI2O3 ve Fe2O3 oranı maximum % 0.2 olmalıdır.

e 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.

f 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.

2.3.3. Sektörde Üretim Yapan Önemli Kuruluşlar

Dünyada kuvars kumu tüketen endüstrilerde birleşme olduğu için kuvars kumu üreticileri de
konsolidasyona gitmişlerdir. Amerika’ da 36 eyalette mevcut 141 işletmenin 56'sına sahip olan
10 üreticinin kuvars kumu üretimindeki payı % 71' dir. Avrupada da SCR- Sibelco SA
(Belçika) firması dört kıtada 120 tesisi ile dünyada kuvars kumu üretiminde lider konumdadır.
Dünyada kuvars kumu üretimini ve pazarını aşağıdaki firmalar kontrol altında tutmaktadır.
Amerikan Firmaları : Unimin, US Silica, Fairmount Minerals, O glebay Norton Industrial
Sands, Badger Mining, Nugent Sand, Simplot Industries, Owens-Ä°llinois, Construction
Aggregates, W.R. Bonsal.

Avrupa Birliği Firmaları : SCR - Sibelco (Belçika), Quarzwerke GmbH (Almanya), Hepworth
Minerals ve Chemicals Ltd. (Ä°ngiltere) Saint - Gobain (Fransa), Samin (Fransa), Sifraco (Fransa).

2.3.4. Mevut Kapasiteler ve Kullanım Oranları

Dünya kuvars kumu üretim kapasiteleri ve kullanım oranları ile ilgili güvenilir bilgilere
ulaşılamamıştır. Ancak dünya kuvars kumu üretim kapasitesinin 150 milyon ton
seviyesinde olduÄŸu bilinmektedir.

2.3.5. Ãœretim Miktar ve DeÄŸerleri

Önemli kuvars kumu üreticisi ülkeler ve dünya toplam kuvars kumu üretimi Tablo-3' de
verilmiÅŸtir.

5 Yıllık Kalkınma Planı

[ozguryolcu]

Çevre Sorunları

Faaliyetler esnasında üç ayrı çevre sorunu ile karşılaşılmaktadır.
a- Tesis havasında ince toz halinde silis emisyonu
b- Proses suyunun atılması
c- Gürültünün azaltılması
Hazırlama tesislerinde, kurutma ve paketleme ünitelerinde oluşan silis tozlarının havaya
karışması, ana problemdir. Silis tozları, gerekli tedbirler alınmadığı taktirde, çalışanları silikoz
hastalığı ile karşı karşıya getirmektedir. Bunlar yanında kristalin silis karsinogenik madde olarak
sınıflandırılmış olup, ortamda % 0.1' den az olması gerekmektedir.
Tesislerde kuru ve yaş toz toplama üniteleri ve koruyucu malzemeler ile gerekli tedbirler
alınmaktadır. Proses sularının arıtılması tesisteki arıtma birimlerinde gerçekleştirilmektedir.
Oluşan titreşim ve gürültünün asgariye indirilmesi için tesis planlamasında ve ocak üretim
sistemlerinin oluşturulmasında tedbirler alınmaktadır.


Ãœretim
a- Üretim Yöntemi - Teknoloji :
Kuvars kumu üretiminde açık işletme yöntemi uygulanır. Kumun üzerindeki örtü malzemesi
nispeten sert ise patlayıcı madde kullanılır. Örtü malzemesi dozer, loder, ekskavatör gibi kazıyıcı
ve yükleyici iş makinaları kullanılarak ya kuvars kumu yatağının hemen mücavirinde uygun bir
yere itilir veya dekapaj döküm alanı olarak tespit edilen alana kamyonlar ile taşınarak
uzaklaştırılır. Üzerindeki örtü tabakası alınan kuvars kumunun kalite açısından uygun olmadığı
için, ocaktan üretildiği gibi kullanılması, genelde mümkün olmamaktadır. Elde edilen kuvars
kumunun kullanılır hale getirilebilmesi için, önce eleme, sonra kil türü yabancı malzemelerin
bünyeden uzaklaştırılması amacıyla yıkama, daha sonra, gerekiyor ise, flotasyon ve manyetik
separasyon uygulanır. Böylece, hem Fe2O3 oranı açısından hem de diğer özellikleri açısından
istenilen kalitede kuvars kumu üretilmiş olur.
Kuvars kumu üretim teknolojisi kullanım alanına göre bazı değişiklik gösterse bile genel yapısı
ile birbirinin benzeri prosesleri içermektedir.
Kuvars kumu madenciliği ve zenginleştirilmesi konularında dünyadaki teknolojik gelişmeler
ülkemizde de takip edilerek uygulanmaktadır.

b- Ürün Standartları :
Cam sanayiinde, döküm sanayiinde, seramik sanayide ve kuvars kumu tüketen diğer
sanayilerde hammadde kaynaklarına ve teknolojilerine göre kuvars kumu standartları
geliÅŸtirilmektedir.

5 Yıllık Kalkınma Planı