4.6.1 Zeolit işletme yöntemi
Türkiye’de işletilen zeolit madenlerinin tümü açık işletme tipindedir. Cevher ocaktan delme-patlatma veya ekskavatörle kazılarak çıkarılmaktadır. Daha sonra üstü örtülü bant konveyorlerle veya kamyonlarla taşınarak kırma-öğütme tesisine götürülmektedir. Zeolitin nem tutma kabiliyetinin çok yüksek olması nedeniyle, ocaktan çıkarılan cevherin en kısa sürede üstü kapalı tesise gönderilmesi ya da kazıldığı yerde üzerinin kapatılarak muhafaza edilmesi gerekmektedir. Aksi takdirde, yağmur ve kar gibi hava koşulları nedeniyle zeolitler yoğun nem tutmakta ve kırma- eleme tesislerinde problem yaratmaktadır. Bu yüzden, zeolit madenciliği genellikle yaz aylarında yapılmakta, kış aylarında ise yazın stoklanan cevher işlenmektedir. Şekil 4.4’te Gördes’de bulunan bir zeolit ocağında kazılmış ürünün nem tutmaması için branda ile kapatılarak muhafaza edilmesi gösterilmiştir.
Şekil 4.4 Zeolit madenciliğinde kazılmış ürünün açık ocakta branda ile muhafazası
4.6.2 Zeolit hazırlama ve zenginleştirme yöntemi
Kırma-eleme tesisine getirilen kuru cevher, bant konveyörlerle çekiçli kırıcıya beslenir. Çok iri boyutlu taneler (+30 cm) ihtiva etmesi durumunda ise önce bir çeneli kırıcıdan geçirilmektedir. Cevherin kolay ufalanabilir (tozlaşabilir) olması nedeniyle çekiçli kırıcılar birkaç mikron düzeyinde ürün verebilmektedir. Çekiçli kırıcıdan çıkan ürün önce 5 mm’lik titreşimli bir eleğe beslenmekte ve elek üstü diğer iri cevherlerle karıştırılarak tekrar kırıcıya verilmektedir. Bazı işletmelerde çekiçli kırıcı ürünü çok ince boyutlu malzeme havalı separatörlerle de alınabilmektedir. 5 mm’lik eleğin altına geçen ürün ise önce 1 mm’lik bir döner elekten elenmekte ve elek üstü (-5+1 mm) iri boyutlu ürün olarak satışa sunulmaktadır. 1 mm’nin altına geçen ürün ise talebe göre 0.5 veya 0.2 mm’lik döner elekten elenerek mikron boyutlu ürünler elde edilmektedir. Zeolit madenciliğinde tercih edilen bir döner elek Şekil 4.5’de, çekiçli kırıcı ise Şekil 4.6’da gösterilmiştir.
Şekil 4.5 Zeolit mineralinin elenmesinde kullanılan bir döner (silindirik) elek
Kuru eleme işlemi prosesin en zor kademesi olup, cevherin bundan önceki aşamalarda minimum düzeyde nem tutması sağlanmalıdır. Aksi taktirde, nemli bir zeolitin çok ince boyutlarda elenmesi neredeyse imkansızdır. Eleme işlemlerinde çok fazla toz meydana gelmesi nedeniyle üstü kapalı eleklerin tercih edilmesi gerekmektedir. Daha sonra farklı boyutlardaki cevher torbalama ünitesine girmekte ve 25 kg’lık paketler halinde satışa sunulmaktadır.
Yukarıda da bahsedildiği gibi, zeolit madenciliğinde herhangi bir ön zenginleştirme işlemine ihtiyaç duyulmadan, yalnızca kırma ve eleme işlemi ile satılabilir ürün elde etmek mümkündür. Ancak burada dikkat edilmesi gereken en önemli husus, cevherin mümkün olduğunca nemden uzak tutulması veya ön bir kurutmanın yapılmasıdır.
Her ne kadar Türkiye’de yüksek kalitesi nedeniyle zeolit mineraline zenginleştirme işlemi uygulanmasa da bazı ülkelerde zeolitler zenginleştirilmektedir. Düşük oranda zeolit minerali içeren cevherler genellikle gravite yöntemleri ile konsantre edilmektedir. Arizona’da düşük kaliteli zeolitlerin iyileştirilmesi için uygulanan bir zenginleştirme yöntemi Şekil 4.7’de verilmiştir. Bu yöntemde düşük tenörlü zeolit önce bir hidrosiklondan geçirilmekte ve içeriğindeki killer uzaklaştırılmaktadır. Daha sonra sallantılı masa ile zeolite göre daha ağır olan emprüteler (demiroksit, kuvars, feldispat vb.) artık olarak atılmata ve temiz bir zeolit minerali elde edilmektedir. Elde edilen ürün elenmekte ve daha sonra kurutularak satışa sunulmaktadır. Yaş olarak yapılan zenginleştirme işlemlerinde kurutma ek bir maliyet teşkil etmektedir.
Şekil 4.7 Düşük tenörlü zeolit mineralinin yaş olarak zenginleştirilmesi Cevher
Sallantılı Masa (-65 mesh) Çeneli Kırıcı Merdaneli Kırıcı Artık (Kil) Sınıflandırıcı
Sallantılı Masa (+65 mesh)
Hidrosiklon
4.7 Doğal Zeolitin Ekonomisi
Üretilen ürünler, genellikle tarımda gübre katkısı ve toprak düzenleyici, hayvan beslemede yem katkısı, içme atık suların temizlenmesinde filtre malzemesi, hayvanların yaşadıkları ortamda altlık olarak değerlendirilmekte ve ticari kodlu ürünler olup, yurt içinde temsilciler ve yurtdışında dağıtıcı veya aracı firmalar vasıtasıyla pazarlanmaktadır. A.B.D., bazı A.B. ülkeleri ve İsrail’e ticari kodlu klinoptilolit ürünlerinin ihracatı yapılmaktadır. Zeolit fiyatları irdelendiğinde, ürün kalitesine bağlı olarak, yurt içinde 60-100 TL/ton, 60-120 USD/ton(İzmir liman teslimi, FOB fiyatı) şeklinde bir fiyat değişimi olduğu görülmektedir(Kırveli, 2005; Özaydın, 2005).
Doğal zeolit talebi, üretim seviyelerine yakın şekilde seyretmektedir. Bina malzemesi, kesme taş ve puzzolan alanlardaki tüketim yılda 2,5 milyon ton’dur. Hayvan yemi, koku kontrolü ve toprak düzenleyici olarak kullanımı 1,0 milyon ton/yıl’dır. Katyon değişimi, adsorpsiyon uygulamaları 300 000 ton/yıl’dır. Dünya’da doğal zeolit talebi yıllık olarak %1 artış göstermektedir. En büyük tüketim portland çimentosunun yerine kullanılan zeolitik puzzolan tüketimidir. Daha yüksek saflıktaki malzeme; su arıtımı ve diğer çevre temizliği uygulamalarında kullanılmaktadır. Bunlardan en önemlileri; klinoptilolit, mordenit, şabazit, eriyonit ve fillipsittir. 2001 yılında dünyadaki toplam zeolit üretimi yaklaşık 3,8 milyon tondur ve bunun %80’i klinoptilolittir. USGS yayınlarına göre; Çin ve Küba yıllık dünya zeolit üretiminin %80’ini karşılamaktadır. Ürünlerin büyük bir kısmı düşük tenörde pozzolonik uygulama içindir. Diğer önemli üretici ülkeler; Almanya, Japonya ve Kuzey Kore’dir. Fiyatlarla ilgili ticari verileri almak oldukça zordur. Örneğin; tarımsal uygulamalar için zeolit satışı tane iriliğine bağlı olarak 30-120 USD/ton, evcil hayvan altlığı, balık tankları ortamı ve koku giderici uygulamalar için 400-4500 USD/ton civarındadır. Deterjan kalitesindeki zeolit 400-600 USD/ton iken, katalist kalitesinde olanlar 45,000 USD/ton fiyatlarında pazarlanmaktadır (Roskill,2003; Özaydın, 2005).
BÖLÜM BEŞ
DENEYSEL ÇALIŞMALAR