Kırmızı çamur kollodial yapısı nedeni ile bol miktarda su içerir. Bu haliyle barajlarda depolanan atık çeşitli doğa olaylarının etkisi ile çevreye taşınır. İçerdiği alkali nedeni ile çevre sağlığı konusunda endişe uyandırmaktadır. Büyük miktarda açığa çıkan bu maddenin depolanması da ayrı bir problemdir. Kırmızı çamurla ilgili olan çevresel sorunların en köklü çözüm yolu çamurun değerlendirilerek ortadan kaldırılmasıdır.
Kırmızı çamurda bulunan değerli bileşenlerin geri kazanılması için çok sayıda araştırmalar yapılmış fakat ekonomik açıdan uygun olmadığı için bunların üretim uygulaması gerçekleştirilmemiştir. Son dönemlerde bu atığın inşaat malzemelerinin üretiminde kullanılmasına başlansa da bu çalışmalar da henüz küçük çaptadır. Atığın daha verimli ve komple işlenme yönündeki araştırmaları sürdürülmektedir. Bu araştırmalarda iki şekilde devam etmektedir.
1. Atıktaki değerli bileşenlerin geri kazanılması
2. Atığın direkt kendisinin herhangi bir amaç için değerlendirilmesi.
Diğer metalürjik atıklar gibi kırmızı çamur atığı da araştırmacıların dikkatini çekmiş, atıkların çeşitli amaçlar için kullanılması ve değerlendirilmesi yöntemleri üzerinde incelemelerde bulunulmuştur.
Kırmızı çamur atığı birincil alüminyum üretimde ortaya çıkar ve büyük bir çevre sorununa yol açar. Seydişehir Etibank Alüminyum Fabrikası yanında depolanan kırmızı çamur çeşitli metal oksit elemanları ve kostik içermesi nedeniyle zararlı atık olarak kabul edilir. Bu zararlı etkisi iki grup halinde sınıflandırılır; ilk olarak, çevre sağlığı ve ikinci olarak, depolama maliyeti.Var olan kırmızı çamur olumsuz etkisini en aza indirmek amacıyla birçok araştırmalar kırmızı çamurun
inşaat malzemeleri kullanımı üzerinde yürütülmüştür. Ancak, kırmızı çamur değerlendirmek için etkin bir yolu henüz bulunamamıştır. (Akıncı ve Artir,2007)
Son birkaç yıl içinde Kırmızı çamurun 3 milyon ton birikmiş olmasından dolayı bu atığın bertarafı büyük bir sorundur. Kostik soda içeren kırmızı çamur toz halde havayı kirletmekte ve ciddi çevre sorunları yaratmaktadır. (Sanal,t.y.)
Yapılan literatür taramaları sonucunda Seydişehir Etibank Alüminyum Tesisleri kırmızı çamur atığının şimdiye kadar seramik sanatında astar ve bünye olarak kullanılmadığı ve bununla ilgili çalışmaların yapılmadığı saptanmıştır. Bu atık pigment,tuğla üretimi gibi alanlarda kullanılmıştır.
Seydişehir kırmızı çamur atığının seramikte değerlendirilmesine yönelik çalışmaların bazıları şunlardır;
Çengeloğlu,(1991), “Kırmızı çamurun değerlendirilmesi” adlı doktora tezinde, kırmızı çamur içindeki titanı kazanıp bunu kazanırken demir alüminyum ve sodyumun da değerlendirilmesi imkanları araştırmıştır. Atıktan çözelti ile demir titan ve alüminyumu kazanılmasının yanı sıra ayrıştırma sırasında kırmızı çamurdaki Na2O’ın çözeltiye geçmesinden dolayı ayrıştırma işlemi bittikten sonra çözelti buharlaştırılarak Na2SO4 elde edilebileceği görülmüştür.
Erol vd,(2007), “Endüstriyel atıklardan, cam, cam-seramik ve seramik üretimi” isimli çalışmasında, termik santral uçucu külü ile alüminyum üretimi sırasında açığa çıkan kırmızı çamurdan cam ve cam-seramik üretimi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, cam üretimini gerçekleştirebilmek amacıyla, Çayırhan uçucu külüne %5 oranında atık kırmızı çamur ilave edilmiştir. Kissinger yöntemi kullanılarak, üretilen cam numunelerinin kristalizasyon aktivasyon enerjisi 370 kJ/mol olarak tespit edilmiştir. Cam numunelerine, cam-seramik malzeme üretebilmek amacıyla sinterleme yöntemi uygulanmıştır. Cam numunelerine diferansiyel termal analiz sonucunda elde edilen bilgiler ışığında, çekirdeklenme ve kristalizasyon ısıl işlemleri uygulanarak cam-seramik malzemeler üretilmiştir. Ayrıca, uçucu külden herhangi bir katkı maddesi ilavesi olmadan, dört farklı sinterleme sıcaklığında ısıl işlem uygulanarak seramik malzemeler üretilmiştir.
Kır,(2002), “Kırmızı çamurdan metallerin geri kazanılması ve değerlendirme yollarının araştırılması” isimli doktora tezinde, Kırmızı çamur çözeltisinden metal iyonlarını(Al(III), Fe(III), Ti(IV) ve Na(I)) donnan dializ işlemi ile geri kazanmak
için ilk grup deneylerde; Kırmızı çamur çözeltisinin konsantrasyonu değiştirilerek taşınmaya; konsantrasyon etkisi, alıcı fazın HCl konsantrasyonu değiştirilerek pH etkisi, membranlar değiştirilerek de farklı membranların metallerin taşınmasına etkisi incelenmiştir. Kırmızı çamur bünyesindeki metallerin ayrılmasında; metallerin değerliğinin, hidratlaşma çapının, iyonların mobilite hızının, çözelti bileşiminin, kompleks oluşum sabitlerinin, şelatlaştırıcıların hidroliz sabitinin ve membran yapısının etkili olduğu tespit edilmiştir.
Kavas,(1997), “Seydişehir kırmızı çamuru ve Kırka Bor atıkları kullanılarak kaliteli yapı malzemesi üretim imkanlarının araştırılması” adlı yüksek lisans tezinde bu iki atığı kırmızı çamur içerisine belli oranlarda karıştırarak tuğla üretimi yapılıp yapılamayacağını denemiş ve bu çalışma sonucunda Seydişehir atık kırmızı çamuruna Kırka bor türevleri tesisi atıklarından d.s.m elek üstü atığı ilave edilerek kaliteli yapı malzemesi elde edilmiş ve yapılan deneyler sonucunda tek başına kırmızı çamur ve tuğla toprağı kullanılarak imal edilen numunelere göre daha üstün özellikler kazandığı görülmüştür.
Acar,(1997), “Kırmızı çamurun değerlendirilmesi” adlı yüksek lisans tezinde çamurun bazı özellikleri göz önüne alınarak diğer endüstriyel atıklardaki Ni,Cd,Cu gibi zehirli maddeleri tutup tutmayacağı üzerine araştırma yapılmış ve olumlu sonuç vermiştir.
Yalçın ve Sevinç,(1998), “Boksit atığı kullanılarak üretilen akçini sırlarının fiziksel özellikleri” adlı araştırmada, kırmızı çamur atığı ile üretilen akçini sırlarının fiziksel özellikleri araştırılmış sır ve bisküvinin birbirine uygunluğu test edilmiş ve bu atığın akçini sırlarda hammadde olarak kullanılabileceği, kırmızı çamur ile hazırlanan sırların parlak çatlaksız desenli ve renkli olduğu, bünye ile uyum sağladığı ve kırmızı çamurun artan miktarı olumsuz özellik sağlamış olduğundan bu sırlara en fazla %30 değere katar katılabileceği açıklanmıştır.
Akgün,(2003), “Seydişehir Alüminyum fabrikası atığı kırmızı çamurdan
hareketle üretilen pigmentlerin seramik sektöründe kullanım kapasitesinin araştırılması” adlı yüksek lisans tezinde, atık çamurun pigment formuna sokulup duvar,yer karosu sırları ve granit karo üzerinde uygulanabilirliğine bakılmış ve olumlu sonuçlar alınmış değişik renk tonlarında sırlar elde edilmiştir.
İnceefe,(2003),”Endüstriyel Atıklardan Pigment Üretimi” adlı yüksek lisans tezinde, Samsun bakır üretimi proses atığı, Küre pirit atığı, Seydişehir kırmızı çamur atığı, Kumlama atığı (Entil A.Ş.) çeşitli oranlarda karıştırılıp pigment elde edilmesi amaçlanmış ve ilave oksit kullanılmadan yapılan denemelerde duvar karosu şeffaf sırda atık kırmızı çamur açık yeşil, pirit atığı açık sarı, bakır üretimi proses atığı yeşil renk vermiştir. Farklı ilavelerle farklı renklerde gözlenmiştir.
Şayan ve Bayramoğlu,(2005), “Atık kırmızı çamurdan TiO2’nin seçimli liçinginin modellenmesi” isimli çalışmasında,atık kırmızı çamurdan TiO2’nin ultrases ve sülfürik asit yardımıyla seçimli liçingi üzerine sıcaklık, asit konsantrasyonu, ultrases gücü, katı/sıvı oranı ve süre gibi parametrelerin etkisi araştırılarak, fraksiyonel faktöriyel tasarım ve ortogonal merkezi tasarım yöntemleriyle istatistiksel modellenmesi çalışılmış ve sonuç olarak kırmızı çamurdan TiO2 nin seçimli liçingi verimi ile ilgili parametreler arasında varyans analizi yardımıyla bir model geliştirilmiştir.
Yalçın ve Vahdettin,(1999), “Use of red mud fort he production of aventurine glazes” isimli çalışmada, Seydişehir Etibank Alüminyum Tesisleri kırmızı çamuru aventürin sırlar üretimi için kullanılmıştır. Kimyasal ve mineralojik incelemelerin yanı sıra kırmızı çamur tane boyut analizi, bu atıkların aventürin sır için bir hammadde olarak kullanılabilir olduğunu göstermiştir. Seydişehir kırmızı çamurunda % 20-37 arasında değişen Fe2O3 oranı aventürin sırlarda başarılı olasına yardımcı olacağı düşünülmüştür. Başarılı fritli sırlarda, kırmızı çamur değerlerinin %7-24 arasında, boraks değerlerinin ise % 10-50 olduğu görülmüştür. Sırların renkleri sarı ile siyah arasında değişen geniş bir yelpazede yer almış ve parlak bir yüzeye sahip olmuştur.
Atıklar ve çalışmanın konusu olan kırmızı çamur üzerine yapılan literatür taramalarında atıkların en büyük problemlerinin çevreye verdikleri zararlar oldukları gözlenmiştir. Üretimler sonucunda açığa çıkan bu atıklar yaşadığımız çevreyi ve insanları olumsuz yönde etkilemekte ve atıkların bertaraf yolları aranmadığı takdirde bu olumsuz etkilenmeler devam edecektir. Kırmızı çamur atığı ve bunun gibi atıkların çevreye verdikleri en büyük zararlardan bazıları şöyledir;
- Bu atıkların en büyük sorunu içerisinde zararlı metal oksitlerin bulunmasıdır. Suyu buharlaşan atık bir süre sonra toz haline gelip çevreye rüzgarlar ile
dağılarak büyük bir çevre problemine sebep olmaktadır. Üretim yapan endüstri kuruluşunun üzerinde bulunduğu yerleşim merkezinde ve civarında solunan havanın kalitesini düşürdüğü gibi ciddi sağlık problemlerine sebep olacağından kuşku yoktur.
- Bu atıklar toz haline geldikten sonra yağmur suları ile çevreye taşınmakta bunun yanında içme suları, civarda bulunan göl yada deniz gibi su havzalarının içerisine karışarak tehdit unsuru oluşturmaktadır.
- Kırmızı çamur atığı da bu belirtilen kirlilik unsurlarını çevreye yaymaktadır. Bunun yanında fabrikanın bulunduğu alan görüntü kirliliğine sebep olduğu gibi, yüksek ses düzeyinden dolayı gürültü kirliliği de oluşturmaktadır.
Bu sorunları görmezden gelmemek ve endüstri kuruluşları ile işbirliği yaparak bu atıkların ortadan kaldırılmasını sağlamak mümkündür. Bazı sektörlerde denemeleri yapılmış ve olumlu sonuçlar alınmış olan bu atıkların, işletmeler ile ortaklaşa bir plan içerisinde olarak değerlendirilmesi ve ortadan kaldırılması düşünülmesi gereken ciddi bir meseledir.
Görüldüğü gibi kırmızı çamur atığı çevreye zararı nedeni ile bertarafı düşünülmüş ve birçok alanda değerlendirilmiştir fakat seramik sanatında bu atığın değerlendirilme çalışmaları çok geniş kapsamlı olmamıştır. Bu sebepten dolayı bu çalışmada kırmızı çamur atığının seramik sanatında hangi alanlarda değerlendirilebileceği araştırılmıştır.
BÖLÜM.2.
SEYDİŞEHİR ALÜMİNYUM FABRİKASININ KIRMIZI ÇAMUR ATIĞI VE ONUN ÖZELLİKLERİ
Bu tez çalışmasında araştırma objesi olarak Seydişehir Etibank Alüminyum A.Ş’ inde alümina üretimi sürecinde medyana gelen, kırmızı çamur atığı seçilmiştir. Seydişehir Etibank Alüminyum Fabrikası Konya şehir merkezine 90 km. mesafe uzaklıkta bulunan Seydişehir girişindedir.
Tez çalışmasında kullanacağımız kırmızı çamur atığı ile ilgili mevcut
bilgilerin toplanması ve bunların detaylı bir şekilde incelenmesi ilerideki araştırmamız açısından çok önemlidir. Özellikle, atığın nasıl ortaya çıktığı, onun sahip olduğu özellikleri, hangi kimyasal bileşenlerden oluştuğu ve benzeri bilgiler bu atığın gelecek değerlendirme ve kullanım yönlerinin belirlenmesine ışık tutan bilgilerdir.
Alüminyum, yirminci yüzyılın son yıllarında sanayileşme sürecini tamamlamış memleketlerin gelişmişlik ölçüsü olmuştur. Alüminyum, kullanım alanlarının çok çeşitli olması nedeniyle bazı endüstrilerin vazgeçilmez temel yapı elemanıdır. Sanayileşmesini tamamlamış ülkelerde vuku bulacak alüminyum krizi bu ülkelerin ekonomilerine çok büyük zararlar verebilir. Gelişmiş ve doğal kaynakları zengin ülkeler, boksit madeninden alümina üretimi, alüminyum üretimi ve alüminyum mamulleri üretimini bir entegrasyon içinde kurmaktadırlar. Sanayileşmiş ülke olabilmek için metalürji sektörünün bir dalı olan alüminyum endüstrisinin önemi küçümsenemez. Ülkemiz, sınırlı olan yatırım imkânlarını en hayati alanlarda değerlendirmek zorundadır. Gerçek ve sağlıklı sanayileşme yönünden katkısı olması, yurt ekonomisine yüksek düzeyde yarar sağlaması, verimli ve dışa bağımlı olmayan sanayi yatırımlarına öncelik verilmesi için ülkemizde entegre alüminyum tesisleri kurulmuştur. (Şahin,2008c:292)
Araştırdığımız atığın alüminyum sanayisine ait olmasının yanı sıra, alüminyum ve onun bileşenleri seramiğin temel elemanlarından olduğu için, alüminyum hakkında bazı bilgileri hatırlatmakta fayda vardır. Ayrıca kullandığımız kırmızı çamur atığının üretim sürecinde nasıl ortaya çıktığını, kullanılmış
hammaddenin, uygulanan teknolojik şemanın ve atığın kendisinin sahip olduğu özellikleri incelememiz gerekir.
Alüminyum endüstriyel anlamda üretimi 1886 yılında elektroliz yönteminin kullanılmaya başlanması ile gerçekleşmiştir. Alüminyumun bulunuşu ve endüstriyel anlamda üretilmesi ise 19. yüzyılın buluşu olarak nitelendirilmektedir. 1855-1900 yılları arasında birçok alüminyum üretim firması kurulmuştur, ancak bunların birkaçı 20. YY.’ da da varlıklarını sürdürebilmişlerdir. Alüminyumun kullanılmaya başlanması ile ilgili ilk olarak bakır, pirinç ve bronz metallerin alüminyum ile ikame edilmesi amaçlanmıştır. Başlangıçtaki güçlüklere rağmen dünyada birincil alüminyum üretimi 1855 yılında 200 ton/yıl iken bu rakam 2000’li yıllarda ikincil alüminyum hariç 22 milyon tonlara ulaşmıştı. (İşte Seydişehir Alüminyum Gerçeği, 2003: 15)
Dünya alüminyum üretimi her yıl % 6 ila 9 arası bir hızla artmaktadır. 1966 yılında alüminyum üretimi 7 milyon ton, 1975 yılında ise 12 milyon ton ve 1980 yılında da 16 milyon ton olmuştur. Buna paralel olarak alümina üretimi de artmıştır. Alüminyum oksitlerin değişik modifikasyonları mevcut olup en sağlam yapılı olanı korunttur. Metalik alüminyum üretiminde alfa-alümina ve ara alümina modifikasyonları kullanılmaktadır. Değişik türde alüminyum hidroksitlerin yüksek sıcaklıkta kalsine edilmesi sonucu alfa-alümina elde edilir. (Şahin,2000d:71)
Ülkemizdeki alüminyum sektörü, cevherden birincil alüminyum ve hurdadan ikincil alüminyum üreten, bunları kullanım amaçlarına göre alaşımlandırarak üretilen ve ithal edilen külçe döküm ve işleme ingotlarını, dökme, haddeleme, çekme ve dövme işlemlerine tabi tutarak piyasaya uç ürünlere kadar mal üreten kuruluşları kapsamaktadır. Söylenenin göstergesi olan Tablo.1. aşağıda sunulmaktadır.
Tablo.1. Alüminyum Sektörü Üretim Raporu
BOKSİT Birincil alüminyum üretiminde temel girdi olan
alüminanın elde edildiği cevher Gurubu
ALÜMİNA (Al2O3) Birincil alüminyumun elde edildiği hammadde
BİRİNCİL ALÜMİNYUM Alüminanın elektroliz yöntemiyle indirgenmesi
ile üretilen alüminyum
İKİNCİL ALÜMİNYUM Yeni ve/veya eski hurdadan üretilen
alüminyum
DÖKÜM ÜRÜNÜ Sıvı metalin kalıp içine çeşitli yöntemlerle
dökülmesi ve katılaşarak kalıbın şeklini alması ile elde edilen ürün.
EKSTRÜZYON ÜRÜNÜ Alüminyumun bir kalıp içerisinden preslenerek
elde edilen boyu kesitine göre
oldukça uzun ürün (boru, çubuk,profil)
İLETKEN Elektrik enerjisinin iletimi için sürekli döküm,
ekstrüzyon yöntemleri ile elde
edilen filmaşinin soğuk çekilmesiyle üretilen örgülü tel halat
YASSI ÜRÜN Hadde tezgahlarında elde edilen ürün (levha,
folyo, şerit, disk).
YARI ÜRÜN Alüminyumun işlenmesi sonucunda elde
edilen, fakat kendisi de başka bir
işlemde girdi olabilen ürün (profil, levha, folyo, şerit, disk).
Yeni hurda Üretim ve metal işleme kademelerinde çıkan
alüminyum artık HURDA
Eski hurda Çeşitli kullanım alanlarında ömrünü doldurmuş
alüminyum parçalar Kaynak; TMMOB,t.y.:1
Şu anda ülkemizde birincil alüminyum üretimi yapan tek fabrika Seydişehir Eti Alüminyum A.Ş.’dir. Birincil alüminyum denildiğinde, alüminyumun direkt doğal hammaddeden elde edilmesi anlaşılır.