Manyezit Manyezit; formülü MgCO3 olup, teorik olarak bileşiminde % 52.3 CO2, % 47.7 MgO ve çok az miktarda Fe2O3 bulunan, sertliği 3.4-4.5 arasında, özgül ağırlığı 2.9-3.1 olan mineraldir. Rengi beyaz, sarı veya gri ve kahverengi arasında değişir. Tabiatta Kriptokristalin (jel/amorf) ve Kristalen (iri kristalli) olmak üzere iki şekilde teşekkül eder. Sert ve kompleks bir mineral olup, serpantin veya benzeri kayaçların alterasyonu veya dolomitlerin kontakt metamorfizması sonucu teşekkül eder. 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 1000oC arasında ısıtılarak kostik kalsine manyezit, 1450-1750oC arasında yapılan ısıl işlemi ile % 0.5 CO2 ihtiva eden oldukça yoğun ve sert sinter manyezit, % 0.1’in altında Fe içeren saf manyezit elektrik fırınlarında 1700 oC’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. 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.
Kriptokristalin (amorf - Jel) Manyezit YataklarıÇok ince kristalli, hatta yer yer amorf olan, hemen hemen hiç demir içermeyen bu tip yataklar, çoğunlukla serpantin kayaçları içinde çeşitli şekil ve boyutlarda bulunur. Serpantin kütlesini kateden filon, damar, network (ağ) şeklinde olabileceği gibi serpantin kayaçların üzerindeki kapalı basenler içinde tortul horizonlar şeklinde de bulunabilirler. En önemli örneklerine Türkiye, Yugoslavya ve Brezilya’da rastlanmaktadır.
Son yapılan araştırmaların ışığı altında kriptokristalin manyezit yataklarının oluşumu şöyle özetlenebilir;
Önemli miktarda CO2 kapsayan yağmur suları, atmosfer ve yer yer biyojen olaylarının etkisiyle ultrabazik kayaç kütlelerini alterasyona uğratmaktadır. De Vietter’in (1995) Küba’da, Schellamnn’ın (1968) Yeni Kaledonya serpantin kütlelerinde yaptığı araştırmalarda ispatladığı gibi, bu alterasyonda ilk mobilize olup suda erir duruma gelen iyon Mg+2 katyonu olmaktadır. Geride ise SiO2 ve oksitlenmiş halde alüminyum ve demir kalmakta ve böylece magnezyum ekstraksiyonu gerçekleşebilmektedir. Serpantin kütlesinden ayrılan Mg+2 katyonları yağmur suları ile mevcut çatlak sistemleri boyunca ya yeraltı suyuna karıştırmakta veya yerüstü su sistemi vasıtasıyla denize ulaşmaktadır. Özellikle magnezyumlu suyun çatlaklar boyunca yeraltı suyuna karışması esnasında çevredeki serpantinden magnezyum ekstraksiyonu gittikçe artarak doyum noktasına erişmektedir. Böylece magnezyumun bir kısmı yağmur suyundan gelen CO2 ile birleşerek manyezit, bir kısmı da Mg(OH)2 şeklinde çatlağı doldurmaktadır.
Bu oluşumu etkileyen en önemli faktörlerden biri bölgenin jeotektoniğidir. Eğer bölgede sıkışma tektoniği olursa çatlak sistemleri sıkıştırılacağından manyezitin çatlak sistemleri boyunca yataklanması engellenmiş olur. Ayrıca, mevcut tektoniğin ne hızla ne de yavaş bir erozyona elverişli olmaması gerekir. Zira birinci halde ultrabazik kütleden magnezyum ayrışması için yeterli zaman olmayacaktır, ikinci halde ise birim zaman başına ayrışan magnezyum miktarı çok düşük olacağından, kalıcı bir yataklanma önlenmiş olur.
Manyezit oluşumunda en uygun şartlar Oligosende Türkiye’de gerçekleşmiştir. Anadolu’nun büyük bir kısmı blok halinde yükselirken, temelleri daha önce belirlenen tektonik yapılar genişleyerek daha iyi bir yataklanmaya sebep olmuştur. Bunun yanında blok halinde yükselme, ölçülü hızdaki erozyonu gerçekleştirerek en uygun oluşum şartlarından birini sağlamıştır. Böylece, Türkiye’de metrelerce kalınlıkta manyezit damarlarının oluşması mümkün olmuştur.
Jeotektoniğin yanında iklim de diğer önemli bir faktördür. Manyezit oluşumuna en uygun iklim yazları nispeten kurak, kışları yağışlı ve subtropik değişim iklimi olduğu tespit edilmiştir. Ancak bu iklim sayesinde, magnezyumu diğer bileşkenlerden (Fe, Si, O2, Al, Ca ve nispeten Cr) ayırmanın mümkün olduğu bilinmektedir.
Mobilize olan magnezyumlu yerüstü sularının kapalı havzalarda toplanması ve çökelmesi sonucu sedimenter manyezit yatakları da oluşabilmektedir. Ancak buradaki nihai manyezit oluşumu daha çok diyajenetik safhada gerçekleşmektedir. Türkiye’de bu tipte bir manyezit yatağı mevcuttur. Denizli’nin Çardak ilçesinde Hırsızdere-Çambaşıköy’de,Erzincan İli Çayırlı İlçesi Aravans köyü civarında sedimenter manyezit yatakları bulunmaktadır.
İri Kristalli (Spatik) Manyezit Yatakları
Bu tipe, iri kristalli, çoğunlukla bol demir içeren ve büyük yataklar şeklinde daha çok, yaşlı kayaçlarla beraber bulunan manyezit yatakları dahildir. Yataklanmanın yer aldığı kayaçlar genellikle dolomit, kireçtaşı ve grafitçe zengin kumlu, killi ve silisli şistler ile yer yer evaporitlerdir. Bu tip örnekleri Pireneler, Doğu Alpler, Karpatlar ve Urallar ile Sibirya ve Çin’de bulunur.
Magnezyayı ( MgO) deniz ve göl sularında bulunan MgCl2 tuzundan da elde etmekte mümkündür. Bu tip magnezya, bazen sentetik magnezya olarak da adlandırılır. Dünyanın 9 Milyon ton dolayındaki toplam magnezya üretiminin % 27'si deniz ve göl sularından, % 63'ü kristalin manyezitten, %10'u kriptokristalin manyezitten üretilmektedir.
Tüketim AlanlarıSinter manyezit, manyezitin 1400 oC nin üzerinde (1750 oC civarı) pişirilmesi (Yakılması-Sinterlenmesi) ile elde edilir. Dünyada sinter manyezitin %75'i manyezit mineralinden üretilmektedir. Sinter manyezit üretiminin hemen hemen tamamına yakın kısmı refrakter endüstrisinde bazik refrakter tuğla ve monolitik malzeme olarak tüketilir. Bazik refrakter tuğla metalürji sanayiinde fırınlar, potalar ile çimento döner fırınları ve çelik endüstrisinde toplam üretimin en az %70'i oranında tüketilmektedir. Monolitik harçlar ise fırın ve potalarda dövme, dökme püskürtme tamir malzemesi olarak kullanılmaktadır. Tüketim içindeki şekilsiz refrakter malzemelerin kullanımı şekilli (Tuğla) refrakter malzemelere göre artış göstermektedir.
Kostik kalsine manyezit 900 oC civarında kalsinasyon (Pişirilmesi) işlemiyle elde edilir. Hayvan yeminden uranyum karbonat liçing sistemlerine kadar geniş bir tüketim alanı vardır. (1)
Kullanım alanları aşağıda sıralanmıştır.
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.
Uranyum cevherlerinden uranyum oksit eldesindeki karbonat devrelerinde absorbent ve katalizör olarak kullanılmaktadır.
Üretilen manyezit cevherinin % 90’dan fazlası kostik kalsine manyezit ve sinter manyezit’e dönüştürülerek bazik refrakter tuğla yapımında kullanılmaktadır. %10 oranındaki ham manyezit ise, magnezyum tuzları ve bazı ilaç yapımı ile çimento, kağıt ve şeker sanayiinde kullanılır.
Magnezyum bileşiklerinin kullanım alanları;1. Magnezyum Karbonat:İzolasyon, lastik, mürekkep, cam, seramik, boya, eczacılık ve kozmetik sanayi.
2. Magnezyum Hidroksit:Eczacılık ve şeker rafinasyonu.
3. Magnezyum Klorür:Magnezyum metal üretimi, tekstil, kağıt, seramik ve çimento.
4. Magnezyum sülfat:Eczacılık, suni gübre sanayi.
Üretim TeknolojisiManyezit teknolojisi, maden yatağından cevherin üretimi ile başlar. Maden yatağından genellikle açık işletme metodlarıyla, nadiren de kapalı işletme metodlarıyla üretilen cevher genel olarak bir zenginleştirme işlemine tabii tutulur. Zenginleştirme işlemi; cevheri, gang minerallerinden ayırmadan ibarettir. Kristalin manyezitin karakteristik gang mineralleri dolomit, biyotit, gröna, talk, kuvars, jel manyezit’in ise serpantin ve opal’dir.
Genel olarak manyezit için; tavuklama (el ile zenginleştirme), ağır ortamla zenginleştirme, magnetik ayırma, elektrostatik ayırma, flotasyon ile zenginleştirme ve optik zenginleştirme yöntemleri söz konusudur. (1,4)
Triyaj (el ile ayıklama)
Ağır Ortam İle Zenginleştirme
Magnetik Ayırma
Elektrostatik Ayırma
Flotasyon ile ZenginleÅŸtirme
Optik Ayırma
Lazerli ayırıcılar
Kamera ayırıcıları
Diğer Zenginleştirme Yöntemleria- Hidratasyon yoluyla ayırma
b- Dereceli kalsinasyon yoluyla ayırma
c- Kalsinasyon ve Gravite yoluyla ayırma
Manyezitte Aranan ÖzelliklerBazik refrakter malzeme üretiminin temel hammaddesi olan manyezit cevherinin, refrakter malzeme üretiminde kullanılabilmesi için;
jel manyezitte ortalama :max % 1 SiO2, max % 1,5 CaO ve max % 0,5 Fe2O3,
kristalli manyezitte :max % 3 SiO2, max % 2,0 CaO ve max % 6,0 Fe2O3
bulunması istenmektedir. İstenen bu rakamlar cevher zenginleştirme tekniklerinin gelişmesiyle değişebilir. Bu oranların artması halinde cevher kullanılmaz hale gelir. Refrakter tuğla yapımında kullanılacak cevherin CaO/SiO2 oranının 2/1 olması istenir. Bu oranlarda, kalsiyum ve silisyum tuğla bünyesinde bağlayıcı görevi yapmaktadır.
Manyezit’te genellikle Fe2O3 oranının %20, Al2O3 oranının ise % 0,10 civarında olması istenmektedir. Son yıllarda özellikle tamir harçları ile Forsterit tuğla üretiminde kullanılmak amacıyla SiO2 / CaO oranı ½ olan (SiO2 = %1-1.5 , CaO = %0.50 – 0.75) manyezit’te alıcı bulmaktadır.
Kostik Kalsine üretiminde kullanılan manyezitte ise demir (Fe2O3) % 0.10 ‘dan az olmak zorundadır. Bu Sektörde SiO2 %3 ‘e kadar kullanılabilirken CaO = %1-1.5 civarında istenmektedir.
Refrakter üretiminde kullanılan Manyezit’teki Empüritelerin Refrakter malzemelere etkisi.
i-)
Demir Oksidin Etkisiİyi bir sinterleşme için manyezitin % 4-8 oranında demir oksit içermesi yeterlidir. Bu oran % 2-3 olması halinde tuğlanın ateşe ve ani sıcaklık değişmelerine karşı mukavemeti artar. Oran % 10 civarında ise tuğlanın erime noktası 2000 oC 'ye kadar düşer. Manyezitin sinterleşmesi demir oranı azaldıkça güçleşir. (4)
ii-)
Silisin EtkisiAl2O3 yumuşama noktasına çok az etki yapar. CaO muhtevası yumuşama noktasını düşürür. Silis miktarının artması ise gene aynı etkiyi yapar ve tuğlanın erime noktasının düşmesine neden olur. Böylece sıcaklık değişimlerine karşı tuğlanın mukavemeti azalır. (4)
iii-)
Kalsiyum Oksidin EtkisiManyezit tuğla üretiminde manyezit cevherinin içerdiği kalsiyum oksidin serbest halde tuğlaya geçmemesi gerekmektedir. Kalsiyum oksit etkisine karşı tuğlanın mukavemetini azaltır.(4)
CaO / SiO2 Faktörü
Bu oranın refrakterin davranışı üzerinde önemli etkisi olduğu gözlenmiştir. Yani CaO ve SiO2'nin değişik oranlarda değişik bileşikler olmakta ve bu bileşiklerin özelliklerine bağlı olarak refrakter nitelikleri etkilenmektedir. Örneğin CaO/SiO2 oranı genellikle 2.0 dolaylarında tutulmak istenmektedir. Nedeni bu oranda oluşan 2 CaO, SiO2 bileşiğinin 2130 C gibi yüksek ergime sıcaklığına sahip olmasıdır. Ayrıca özellikle ısıya dayanımı azaltan borun etkisini daha az göstermektedir. Bu nedenle fiyatlandırmada da bu nitelik çok önemlidir. Diğer yandan bu oranda oluşan Ca2SiO4 bağlayıcılık görevi de yapmaktadır. (4)
Dökme Özgül AğırlıkDökme özgül ağırlık, refrakter malzemenin fiziksel dayanıklılığı için önemli faktör olup, fiyatlandırma 3.39 gr/cm3'ün üzerinde olması halinde prim verilebilmektedir. (4)
Periklas Kristal Ebadı (Kristalin)Büyük kristal tane boyu MgO'in cürufa karşı reaktivitesini azaltmakta ve aşınma direncini arttırmaktadır. Bu nedenle özellikle refrakter amaçlı sinter manyezitlerde kristallerin mümkün olduğu kadar büyük fakat düzensiz bir dağılım içinde bulunması istenir ve fiyatlandırmada kristalinite göz önüne alınır. (4)
MgO OranıRefrakter olarak kullanılan sinter manyezitte ergime sıcaklığı çok yüksek olması nedeniyle (2800 oC) kimyasal yapı olarak MgO oranı sinter manyezitte yapıda bulunan SiO2, CaO, Fe2O3 ve Al2O3 oranına bağlı olarak % 92 ile % 96 arasında değişmektedir. (4)
madencilik.net
Konu: Manyezit Genel Bilgi (Okunma sayısı 5418 defa)
