KAOLİN

KAOLİN






1. GİRİŞ

1.1. Tanım ve Sınıflandırma

Kaolin hammaddesini oluşturan en önemli mineral Kaolinit (Al2Si2O5(OH)4) olup alüminyum hidro silikat bileşimli bir kil mineralidir. Kaolin terimi altında çeşitli jenetik modellerle oluşmuş kaolin türleri ve kaolinitik killer yer almaktadır.

Kristal yapılarına göre yapılan kil sınıflandırmalarında, eş boyutlu ve bir yönde uzamış olanlar Kaolinit grubu olarak diğerlerinden ayrılmaktadır.

Oluşum itibariyle, feldspat içeren granitik veya volkanik kayaçların feldspatlarının altere olarak kaolinit mineraline dönüşmesi sonucu kaolinler oluşmaktadır. Ana kayaç içindeki alkali ve toprak alkali iyonların, çözünür tuzlar şeklinde ortamdan uzaklaşması sonucu Al2O3 içerikli sulu silikatça zenginleşen kayaç kaoliniti oluşturur.

K2O.Al2O3.6SiO2+2H2O*Al2O3.6SiO2.H2O+KOH

Al2O3.6SiO2.H2O*Al2O3.2SiO2.H2O+4SiO2
Al2O3.2SiO2+H2O+H2O*Al2O3.2SiO2.2H2O
Kaolinit

Bu oluşum modeline göre altere olan ana kayacın taşınmadan yerinde kalması sonucu kaolinit yatakları oluşur. Ana kayaçların bozunma öncesi taşınıp, taşındıktan sonra depolanması veya bozunma sonucu taşınıp sedimanter yataklarda depolanması sonucu kaolinit bileşimli kil yatakları oluşur. Bu birliktelik literatürde kavram kargaşası yaratmakta olup, bunu verilen sınıflamalarda görmek mümkündür.

1.1.1. Kaolinde Kaliteyi Belirleyen Unsurlar

Ana kayaç olan tüfler veya granitler içinde kaolinleşmeyi sağlayan sular, ana kayaç parçacıkları ile birlikte silikat bünyesinde olan SiO2, K+, Na+, Fe2O3, S, CaO, MgO kısmen orijinal bünyeden uzaklaştırılmakta yada suların tesiri sonucu çeşitli bileşenlere dönüşmektedir.

SiO2, silika, orijinal kayaç bünyesinde belirli kısmı Al2O3 ile birleşerek kaoliniti meydana getirmekte, fazlası ise dışarıya atılmaktadır.

Kaolinleşmeyi sağlayan suların dışarıya atılması sırasında silisin belirli bir kısmı cevherleşme yüzeyinde demirli-silisli şapka şeklinde kabuk halinde kalmaktadır. Dışarıya atılamayanlar ise cevherleşme içinde serbest silis taneleri şeklinde veya kaolinleşme içinde opal (silis) bantları şeklinde kalmaktadır. Kaliteyi belirleyen en önemli unsurlardan olan silislerin bünyeden yoğun olarak atılması halinde kaliteli kaolin cevheri meydana gelmektedir. İçinde serbest silis tanesi olarak kalan kaolinler ise, daha kolay ayrıştırılabildiğinden süzülebilir kaolin niteliği kazanmaktadır.

Fe2O3 : Orijinal kayaç bünyesinde yer alan demirin kaolin içinde olmaması istenilen en önemli kriterden biridir. Ancak kimyasal işlem sırasında demirin belirli bir kısmı kaolinleşme sırasında uzaklaştırılamadan kalmaktadır.

Alkaliler ve Al2O3 : K2O + Na2O, Kaolin oluşunda belirtilen feldspatların bozunması sonucu kaolinleşme olmaktadır. Feldspat K2O.Al2O3.6SiO2 (Potasyum), Na2O.Al2O3.6SiO2 (Albit) ne kadar fazla bozunursa, ortamdan o kadar fazla K2O ve/veya Na2O atılmaktadır. Bunların atılması (ortamdan uzaklaştırılması) ne kadar fazla olursa, kaolinleşmeyi belirleyen Al2O3 oranını o kadar artacaktır.

İdeal Kaolin Bileşimi: Al2O3.2SiO2,2H2O olup kaolinitte;

SiO2 (Silika) % 46.54
Al2O3 (Alüminyum Oksit) % 39.50
H2O (Su) % 13.96
% 100.00

Kaolin içindeki Al2O3 haricindeki diğer bileşenlerin yüksek olması demek, Al2O3 oranının idealden (% 39.50'den) az olması demektir. Bu da kalitesinin daha düşük olması demektir.

SO3 (Kükürt) ve Alunit: Kaolinleşmeyi sağlayan kimyasal işlem sırasında ortamda elementel S varsa; H2SO4+ (Sülfürik Asit) oluşacaktır. Kaolinleşme işleminin olabilmesi için ortamdan uzaklaştırılabilecek madde, alkalilerden K2O olup, bunun çözünmesi sırasında bazen tamamı uzaklaştırılamamakta ve ortamda bir miktar K kalmaktadır. K, ortamda çözünür halde bulunan; Al2O3 2(SO4)3 + H2O * 2 Al (OH)3 + H2SO4 şeklinde çözümü Al+3 suda çözünen Si(OH)4 ile birleşerek kaolinit oluşur. Ortamda K geldiği zaman K mevcut Al2(SO3)3 ile birleşerek alunit KAl(SO4)2.12H2O oluşacaktır. Bu nedenle kaolinin bileşiminde alunit varsa K2O oranı ile SO3 den dolayı ateş zayiatı yüksek çıkmaktadır.

FES2 (Pirit) : Kaolinleşme işlemi sırasında Fe açığa çıkması ve ortamdaki S ile birleşmesi sonucu bazen demir sülfür bileşiği olan piritler saçılmış halde kaolinleşme içinde (daha ziyade taban ve yan kısımlarda) gözükmektedir.

Ortamda K atılımı olması halinde SO4'ün belirli kısmı kalacağı için kaolinlerde alunit olması (maksimum % 0.5'e kadar SO4) normal sayılmakta olup, SO4'ün tamamının ortamdan atılmadığını göstermektedir.

1.1.2. Kil ve Kaolin Sınıflaması

Killer, kimyasal özelliklerine göre çeşitli sınıflamalara ayrılmıştır. Killer, silikat minerali olup, özelliklerine göre de çeşitli sınıflara ayrılırlar. Bu özelliklerin başında kristal yapıları gelmektedir. Kristal yapılarına göre killerin sınıflama tablosu aşağıdadır.

TABLO 1. Killerin kristal yapılarına göre sınıflandırması

Tabaka Grup Cins
2 Tabakalı olanlar Kaolinit Grubu Kaolinit, Dikit
Halloysit
a) Eş boyutlu olanlar
b) Bir yönde uzamış olanlar


3 Tabakalı olanlar Smektit Grubu Montmorillonit
İllit Grubu Bediellit, İllit
Vermikülit Grubu vermiküllit


4 Tabakalı olanlar Klorit Grubu Klorit

Zincir yapısı olanlar Sepiyolit Grubu Sepiyolit Atapulgit
paligorskit
sepiyolit

Kil sınıflama tablosundan anlaşılacağı gibi kaolinit, bir kil minerali olup, 2 tabakalı ve eş boyutlu özelliğinden dolayı diğer kil minerallerinden ayrılmaktadır. Bu ayrılma kristal yapısı dikkate alınarak yapılan bir mineralojik sınıflamadır. Fiziksel özellikleri ve bulunduğu ortam şartı nedeniyle kaolinleşme, orijinal ana kayacın alterasyon (bozunma) işleminin yerinde gerçekleşmesiyle oluşan cevherleşmedir. Yani bir kaolin yatağını bir kil yatağından ayıran en önemli fiziksel faktör, cevherleşme ile orijinal kayacın aynı yerde olmasıdır. Kil yatakları ise taşınarak depolanmış yataklardır. İster kaolin yatağında ister kil yatağında ana mineral kaolinit olması halinde, kaolin olarak sınıflandırılabilir. Kil yatağında orijinal birincil mineralin başka mineral olması halinde kaolinden ayrılarak halloysit, illitik kil, montmorillonitik kil v.s gibi isimlerle orijinal kaynaktan itibaren ayrılmaktadır.

Depolanma farkından dolayı, kaolinleşme ile orijinal mineralleri kaolinitten oluşan kil yatağı arasında kaolinit minerallerinde de bazı küçük farklılıklar olmaktadır. Bunlar;

-kaolinlerdeki mineraller primer olduğu için içindeki yabancı maddelerin kil yatağından daha az olması nedeniyle görünüşleri daha beyaz ve pişme renkleri daha beyazdır.

-primer kaolin yatağı içindeki kaolinit kristalleri kil yatağına göre daha büyük olup, bu farktan dolayı kaolinitik killer daha plastik ve kuru, mukavemetleri daha yüksektir.

-kaolin cevherleşmesi içindeki kristaller özşekillidir. Killerde ise köşelerden kırılmalar olmuş ve boyları daha küçülmüştür (H.Hüseyin Tanışan).

Seramik teknolojisinde yukarıda bahsedilen safsızlıkları oluşturan Fe2O3 (demir), SO3 (kükürt) gibi safsızlıklar kaolinlerin en önemli özelliği olup, bunların renk vermesi (Fe2O3), SO3 (kükürt), seramikte fırın sıcaklıklarında başka kimyasal reaksiyonlara girerek seramiğin bünyesini bozması özelliklerinden dolayı istenmemektedir.

Kaolinit minerali, seramik yapımında ısıtıldığında 200oC'nin altında higroskopik suyunu bırakır. 500-600oC'de kimyasal formüldeki bağıl suyunu bırakarak metakaolinite dönüşür.

Al2O3.2H2O.2SiO2* Al2O3.2SiO2+2H2O+Enerji* Metakaolinit

1000 oC'de metakaolinit mullit ve silise (kristobalit) dönüşür.

3(Al2O3.2SiO2 2H2O) 3Al2O3.2SiO2 + 4SiO2 + 6H2O

Mullit Kristobalit

Seramik yapılmasında 1000oC'de oluşan mullit kristali, kaolinitin tabaka yapısından iğnemsi forma dönüşmesi halidir. Bu hali çok sert, kimyasal tesirlere dayanıklı, mekanik mukavemeti fazla ve elektriği iletmeyen halidir. Mullit oluşumundan açığa çıkan SiO2 'nin bir kısmı birleşerek başka minerallere (wollastonit) dönüşür. Bir kısmı da orijinal bünyede silis olarak kalmaktadır.

1.2. Sektörde Faaliyet Gösteren Önemli Organizasyonlar

Dünya kaolin ticaretinde İngiltere ve ABD'deki şirket ve organizasyonlar, dünya ticeretini yönlendirmektedir. İngiltere ECC şirketi Avrupa ile ABD'deki "The Georgia kaolin Comp. Inc." şirketi, Amerika'daki ticareti yönlendirmektedir. Bu şirketler, dünya kaolin ticareti ve özellikle kağıt sanayi hammaddelerinde büyük söz sahibi şirketlerdir.


2.2.1. Tüketim Alanları

Dünya kaolin tüketiminde parasal ve tonaj değerleri bakımından, birinci sırayı kağıt sanayii almaktadır. Avrupa pazarında kağıt, dolgu maddesi olarak toplam tüketimin % 40'ı, Amerika pazarında ise bu amaçla toplam tüketimin % 80'i kullanılmaktadır.

Özellikle kağıt dolguda Avrupa kaolinle birlikte kalsit te kullanmaktadır. Kuşe-kaplama kağıtta da benzer durum söz konusu olup, özellikle kuşe kağıtta kaolinin kalite bakımından avantaj ve üstünlüğü vardır.

Dünya kağıt tüketiminde, kaolin ve kalsite ikame olarak, TiO2,, talk vb. de kullanılmaktadır. Bunların toplam tüketimleri, belirli yıllarda kaolin tüketimini azaltmakla beraber, bu oran çok büyük boyutlarda olmamaktadır. Ancak dünya kalsit tüketimi, kaolin tüketimini etkileyen en önemli unsurdur.

Seramikte kaolin tüketimi, en çok sıhhı tesisat, porselen ve izalatör sanayiinde olmaktadır. Fayansta tüketim maksimum % 20 dolayındadır.

Son yıllarda seramik sektörü dışında, kaolinin en büyük tüketimi çimento sanayiinde olup, kaolin tüketim oranı tüvenan üretimin % 30'u mertebesine ulaşmaktadır.

Seramik sektörü dışında kaolinin en büyük tüketimi, boya, lastik ve plastik sanayiinde dolgu maddesi olarak kullanılmasıdır.

Tesis türü kaolinler, cam elyafı, kimya sanayi, ilaç sanayi gibi sektörlerde kullanılmaktadır. Ancak kullanım oranlarının düşüklüğüne rağmen mali portresi yüksek tüketimlerdir. Ayrıca fiberglass (cam elyafı) üretiminin giderek arttığı gözlenmiştir. Bu oran ABD kaolin üretiminin % 5'ine ulaşmaktadır (450 000 ton/yıl).

Tablo 3'de dünya kaolin tüketiminin Avrupa ve Amerika pazarlarındaki tüketim alanları gösterilmektedir. Tablo literatürden derlenen veriler ışığında hazırlanmıştır.




TABLO 3. Dünya kullanım alanlarına göre kaolin tüketim oranları

kaolin %
Fayans max % 20
Yerkarosu -
Porselen % 40 - 45
Sıhhi Tesisat % 30 - 40
Kağıt Dolgu Avrupa % 40, Amerika % 80
Kaplama "
Frit Sır % 10
Çimento % 30


2.2.2. Tüketim Miktar ve Değerleri

Dünyanın en büyük kaolin yataklarına sahip olan ABD için, kaolinlerin eyaletlerine göre tüketim ve değerleri ($) ile kaolin çeşitlerine göre tüketim tabloları aşağıdadır.


TABLO 5. Ürün türlerine göre kaolin tüketimi (miktar : 1000 ton, değer 1000 $)

1990 1991
Çeşitleri Miktar Değer Miktar Değer
Yüzen 1 451 84 576 1 142 63 654
Kalsine 1 385 287 792 2 444 290 990
Delamine 1 221 148 420 996 110 997
İşlenmemiş 1 246 17 337 807 12 483
Yıkanmış 3 840 415 740 4 186 443 769
Toplam 9 143 953 866 9 575 921 894

2.3. Üretim

2.3.1. Üretim Yöntemi ve Teknoloji

İngiltere Cornwall yatakları, hidrolik yöntem olan tazyikli su ile üretilmekte, koparılan parçalar doğrudan süzme tesislerine taşınmaktadır.

Diğer büyük yataklarda, genellikle açık işletme yolu ile üretim yapılmaktadır. Kağıt ve seramik kalitesindeki kaolinler, süzme tesislerinden geçirildikten sonra boyutlarına göre ayrılmaktadır. Bunlar genelde sulu değirmenlerde öğütme ve silis ayırma işlemi sağlandıktan sonra, çöktürme tankları ve hidrosilikonlardan geçirilmektedir. Manyetik seperatör ve havalı püskürtücü ile ağartma işlemleri daha ziyade kağıt sanayi için yapılmaktadır. Kurutma işlemi sonrası rutubeti azaltır.

2.3.2. Ürün Standartı

Çeşitli sanayi kollarındaki kullanıma bağlı olarak ürün standartları değişkenlik göstermektedir. Bu değişiklikler, kimyasal bileşim, tane boyu dağılımı ve çeşitli reolojik özellikleri itibariyle olmaktadır. Tablo 6'da belli başlı sektörlere göre aranan ortalama ürün standartları sunulmuştur.








TABLO 6. Çeşitli sektörlere göre kaolinlerde istenen ürün standartları

Kağıt kaolini Çimento
Dolgu Kaplama Porselen 1 2 Seramik
SiO2 48 47 46 - 48
Al2O3 min 35 min 35 min % 30 min % 30 % 28 15 - 30
Fe2O3 max 0.4 max 0.4 max 0.5 max 0.4 max 0.4 max 0.5-1.00
TiO2 max 0.05 max 0.05 max 0.1
CaO 0.2 0.1 0.2
MgO 0.2 0.1 0.5
K2O 1.5 0.5 1 - 1.5
Na2O 0.2 0.2 0.1 - 0.3
SO3 max % 1 max % 1 Eser max % 1 max % 1 max % 0.2
A.Z. % 12 - 13 % 12 - 13 % 11 - 13
-2 mikron % 60 % 80 -5 cm -5 cm
+10 mikron max % 10 max % 2 -10 cm -10 cm
+50 mikron max % 0.1 max % 0.05
Beyazlık min % 80 min % 85
Aşındırma 30 50
Viskozite 68 - 70 68 - 70


TABLO 7. Dünya kaolin üretim kapasiteleri (1000 ton)


Ülke 1988 1993
Cezayir 20 20
Angola - 150
Arjantin 140 140
Avustralya 240 250
Avusturya 109 109
Bangladeş 14 14
Belçika 73 73
Brezilya 820 1 320
Bulgaristan 300 300
Brundi 6 6
Kanada - 150
Şili 55 55
Çin 500 500
Kolombiya 30 30
Çekoslovakya 730 730
Danimarka 25 25
Ekvator 3 3
Mısır 145 145
Etyopya 55 55
Fransa 500 500
Doğu Almanya 180 180

Ülke 1988 1993
Batı Almanya 635 635
Yunanistan 300 300
GuAtemela 5 5
Hong Kong 10 10
Macaristan 40 40
Hindistan 750 750
Endonezya 145 145
İran 120 120
İsrail 30 30
İtalya 100 100
Japonya 230 230
Ürdün 30 30
Kenya 10 10
Güney Kore 910 910
Madagaskar 6 6
Malezya 115 115
Meksika 270 270
Mozanbik 1 1
Yeni Zelenda 50 50
Nijerya 20 20
Pakistan 45 45
Paraguay 70 70
Peru 10 10
Polonya 80 80
Portekiz 120 120
Romanya 450 450
Güney Afrika 200 200
İspanya 450 450
Srilanka 11 11
İsveç 1 1
Tayvan 110 110
Tanzanya 2 32
Tayland 270 270
Türkiye 230 230

Ülke 1988 1993
İngiltere 3 630 3 630
Amerika 9 100 9 100
Rusya 3 100 3 100
Venezuella 27 270
Vietnam 1 1
Yugoslavya 270 270
Zambia 1 1
Filipinler 20 20
Toplam 25 920 27 003
Kaynak : Industrial Minerals, çeşitli sayıları

2.5. Çevre Sorunları

Dünyada üretim yapan kaolin ocaklarında çevre problemi yoktur. Kaolin ocaklarında işletme izni alınmadan önce, çevre faktörü dikkate alınarak, alınması gerekli önlemler konusu madenciye bildirildikten sonra çalışma müsaadesi verilmektedir. Ocaklar genelde açık işletme olup, büyük bir çevre sorunu yaratmamaktadır.

Çevre sorunları ile ilgili en önemli konu, kaolin yıkama ve öğütme tesisleridir. Bunlarda tesisi artığı ve toz halindeki kuvars zaman zaman problem teşkil edebilmektedir. Tesislerde toz tutma sistemleri olmadan çalışma izni verilmemektedir. Yıkama suları havuzlarda dinlendirilmekte ve genellikle kapalı devre olarak çalışılmaktadır. Dünyada kaolin üzerine çalışan ocaklar ve tesislerde çevreyi etkileyecek büyük bir problem olmayıp, çevreyi etkileyecek konulardaki problemler için gerekli önlemler alınmıştır.

3. TÜRKİYE'DE DURUM

3.1. Ürünün Türkiye'de Bulunuş Şekilleri

Tanım ve sınıflandırma bölümünde belirtildiği gibi kaolinit bir kil mineralidir. Ancak dünya ve Türkiye'de, kaolin oluşum itibariyle kilden ayrı olup Türkiye'deki kaolin yatakları ve kaolin işletmeleri de killerden ayrılmıştır. Türkiye'deki kaolin yataklarının hemen hepsi hidrotermal kökenli yataklardır. Balıkesir-Sındırgı, volkano sedimanter bir yatak olup, daha sonra hidrotermal alterasyona uğramıştır. Türkiye kaolin ocakları ve rezervleri bilgilerinde, kil ve kaolinler ayrı ayrı değerlendirilmiş olup, rezervler bölümünde verilen kaolin rezervlerinin hepsi bu bölümde bahsedilen yataklanmalar olarak değerlendirilmelidir.

3.2. Rezervler

Türkiye'de arama yapan en büyük kuruluş olan M.T.A Genel Müdürlüğünün, yapmış olduğu çalışmalara göre Türkiye kaolin rezervi 100 milyon tonun üzerindedir. Bu da küçümsenmeyecek bir rakamdır. Bu çalışmalar ayrıntılı çalışmalardır. Tabloda rezervler olarak, bölgelerin genel potansiyelini gösteren rezerv ile işletilebilir rezervler miktarı 36 milyon ton civarında olup, bu rakamlar da Türkiye için yeterli miktardır. Rezerv içerisinde en büyük bölge, BalıkesirSındırgı-Düvertepe bölgesi olup, bu bölge içerisinde en büyük rezervlere Söğüt Madencilik A.Ş. sahiptir. Rezerv tablosunda ayrıca kullanım alanları ve tahmini kaliteleri de belirtilmiştir.

Türkiye kaolin yatakları, genellikle hidrotermal kökenli kaolin yataklarıdır. Yani ABD'deki Georgia kaolin yatağı gibi bir yatak Türkiye'de mevcut değildir.

DPT ve MTA Genel Müdürlüğü tarafından yapılan çalışmalara göre, Türkiye kaolin rezervi 100 milyon ton civarında belirtilmektedir. Ancak işletmeye elverişli rakamlar bu kadar değildir. Söz konusu araştırmalar, bölgesel çalışma yaparak toplam potansiyelleri ortaya koymuştur. Gerek işletici kuruluşların yapmış olduğu çalışmalar, gerekse tarafımızca yapılan değerlendirmeler tablo-14'de mukayeseli olarak verilmektedir.

Tabloda görüleceği gibi 100 milyon tonluk rezerv, MTA'nın bugüne kadar yapmış olduğu çalışmaların sonucuna göre verilen rezervdir. Tablo yanında işletilebilir-görünür olarak verilen rezerv ise tarafımızca bugüne kadar yapılan çalışmalar sonucu işletilebilir olarak verilen rezervlerdir. Bu rezerv ise 35 milyon ton civarındadır.

TABLO 15. Türkiye kaolin yatakları, tenör, kullanım alanları ve rezervleri


Bulunduğu Yerler %
Al2O3
Kullanım Alanı Rezerv
(Gör+Muh) (Ton) İşletilebilir R. Görünür
(Ton)
Balıkesir-Sındırgı 13-33 İnce seramik,karo,
refrakter,kağıt
70,000,000
25,000,000
Balıkesir-Ayvalık 15-32 Seramik ve karo fayans 1,000,000 500,000
Balıkesir-İvrindi 20-31 İnce ser. ve karo fay. 970,000 500,000
Balıkesir-Gönen 23-28 Seramik 150,000 50,000
Çanakkale-Çan 17-35 Seramik ve refrakter 5,000,000 2,000,000
Bursa-Kemalpaşa 20-24 Kağıt 1,000,000 1,000,000
İstanbul-Arnavutköy 15-35 Refrakter 800,000 -
78,920,000 29,050,000
Eskişehir-Mihalıççık 20-33 Seramik ve karo fayans 3,330,380 1,000,000
Bilecik-Söğüt 15-23 Seramik 1,000,000 500,000
Kütahya-Gevrekseydi 20-24 Kağıt 724,924 200,000
Kütahya-Altıntaş 20-31 Ser.,karo,fayans,kağıt 1,206,000 500,000
Kütahya-Emet 20-30 Seramik,karo,fayans 1,070,286 100,000
Kütahya-Simav 20-24 Seramik,karo,fayans 370,000 50,000
Uşak-Karaçayır 11-21 Seramik,karo,fayans 800,000 500,000
8,501,590 2,850,000
Kayseri-Felahiye 23-34 Seramik ve refrakter 450,000 20,000
Konya-Sağlık 15-30 Karo fayans ve seramik 607,000 100,000
Nevşehir-Avanos 18-33 Ser.,elekro pors.,karo 1,277,000 100,000
Niğde-Aksaray 15-32 Karo, fayans ve kağıt 1,500,000 1,000,000
3,834,000 1,220,000
Trabzon-Araklı,Arsin 14-23 Karo, fayans 200,000 50,000
Rize-Ardeşen,Fındıklı 14-23 Karo, fayans 275,000 50,000
Giresun-Bulancak 12-24 Karo, fayans 7,785,000 2,000,000
Ordu-Ulubey 17-23 Kağıt 730,000 100,000
Diğerleri 700,000
8,990,000 2,900,000
GENEL TOPLAM 100,245,590 36,020,000

3.3. Tüketim

3.3.1. Tüketim Alanları

Türkiye'de üretilen kaolinlerin % 80'i çimento sektöründe, % 20'si seramik, cam, kağıt ve diğer sektörlerde tüketilmektedir. Bu da Türkiye'de üretilen kaolinlerin ham olarak tüketildiğini göstermektedir. Giriş bölümlerinde bahsedildiği üzere, Avrupa ve Amerika'da üretilen kaolinlerin % 80'i kağıt sektöründe tüketilmektedir. Avrupa ve Amerika'da kağıt ve kaolin endüstrisi çok gelişmiş olup, ham olarak üretilen kaolinlerin % 75'i kağıt ve ince seramiğe hitap edilmek üzere tesislerde kullanılmaktadır.

TABLO 16. Türkiye kaolinlerinin tüketim alanları tablosu

Çimento Sektörü % 60
Seramik ve Cam Sektörü % 30
Dolgu-Lastik-Boya v.s. % 10

Gelişmiş ülkelerde üretilen kaolinlerin % 75'i kağıt sektöründe tüketildiği gözönünde bulundurulursa, Türkiye kağıt sanayiinin tam gelişmediği ve Türkiye'de kağıt sanayiine hitap edebilen (özellikle kaplama) kaolinlerin üretilemediği ortaya çıkmaktadır. Türkiye'deki mevcut tesislerden ancak kağıt dolgu kaolinleri elde edilebilmekte olup, kaplama kaolinleri ithal edilmektedir.

Kaolin cevherleşmesi içinde % miktarlarına göre olan safsızlıklar, SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, K2O, Na2O ve A.Z. (Ateş zaiyatı) olup, bileşim analizinde bu oranların toplamı % 10'dur. İçindeki bu bileşenlerin çokluğu veya azlığı, bu minerallerin şekli, bulunuş biçimi (bağımlı-serbest) gibi özellikleri sınıflamasında rol oynamaktadır.

Dünyada bazı kil yataklarının ana mineralinin kaolinit olması nedeni ile, literatürdeki bilgiler kil ve kaolin olarak da beraber verilmekte olup, dünya bilgileri ile mukayesesinde çelişkili rakamlar çıkmaktadır. Bu nedenle mevcut sıhhatli bilgi ayırımı yapıldıktan sonra, mukayese yapmak daha doğru olacaktır.

Kaolinin fiziksel özelliklerine göre kullanım yerlerinin değişmesi nedeni ile;
- Seramik kaolini
- Porselen kaolini
- Fayans kaolini
- Çimento kaolini
- Kağıt Dolgu kaolini
- Kağıt Kaplama kaolini
- Demirli kaolin
- Silisli kaolin
- Plastik kaolin
- Refrakter kaolin
- Alunitli kaolin

gibi sınıflamalara ayırmak mümkündür.

Bu ayırımın yapılmasında en önemli özellik kimyasal ve özellikle fiziksel özelliğine göre kullanım yerinin belirlenmesidir.

Bu özelliklerinin belirlenmesi için çeşitli test ve teknolojik çalışmaların yapılıp, kullanım özelliğinin en uygun şeklinin belirlenmesi gerekmektedir.

Örneğin, kağıt kaolini dolgu veya kaplama kağıt özelliği için süzülebilirlik deneyleri sonrası beyazlığı, tane inceliği, içindeki ayrılabilir serbest silislerin % miktarı, kağıttaki aşındırma özellikleri, sıvı (yağ) emme özelliği gibi kriterlere bakılarak karar verilmektedir.

3.4. Üretim

3.4.1. Üretim Yönetimi ve Teknoloji

Türkiye'de bulunan kaolin ocaklarında açık işletme ile üretim yapılmaktadır. Geçmiş plan döneminde işçilikle yapılan üretimler, talebin artması sonucu iş makinaları ile yapılmaktadır. Sert kaolin ocaklarında patlayıcı kullanılmaktadır. Sektörün ihtiyacına göre özellikle Fe2O3 elle seçilmektedir. Ocaklarda 5-10 cm kırıcılar bulunmakta olup, yurtiçi ve ihracat 5-10 cm boyutlarında yapılmaktadır.

Seramik sektörünün ihtiyacı olan masse kaolinleri, tüvenan veya 5-10 cm boyutlarında tüketilmektedir. Seramik fabrikalarının bazılarında, kaolin yıkama-süzme tesisi bulunmakta olup, bu tesislerden elde edilen süzülmüş kaolinler ancak kendi ihtiyaçlarını karşılamaktadır.

Türkiye seramik ve kağıt sanayiinin istediği türde piyasaya kaolin sürebilen; Hisarsan ve Kadoksan firmaları, piyasanın istediği türde kaolinleri tesislerinde tam hazırlayamamakta veya tüvenan olarak istenilen kaolinleri bulamadığından dolayı kağıt ve seramik sektöründe ikhalat yapılmaktadır. Frit ve sır imalatında uygun kaolinler ile kağıt sanayiinin özellikle kuşe kağıtta kullandığı kaolinler, mevcut teknoloji ile elde edilemediği için ithalat yapılmaktadır. Türkiye'de mevcut tesislerde elde edilen süzülmüş kaolinler kağıt sanayiinde kullanılan dolgu maddesi vasıfında Türkiye'deki bu tesislerden elde edilen kaolinler dolguda kullanılmaktadır. Türkiye'de bu tür tesisler konusunda büyük bir boşluk olup, kağıt ve seramik sektöründe yıkanmış kaolin ihtiyacına yönelik yeni tesislerin kurulması beklenmektedir.

3.4.2. Ürün Standardı

Türkiye'de tüketilen sektörler açısından kullanılan kaolinlerin kimyasal, fiziksel özelliklerine göre, ürün standartları tablo halinde hazırlanmış olup, dünyadaki ürün standartları ve tüketilen kaolinler arasında ürün standartları bakımından büyük bir fark yoktur. Fabrikalar üretim reçetelerine göre değişik Al2O3, Fe2O3, SO3, TiO2 li hammadde kullanırlar. Bu kriterlere ve reçetelere göre, kullanım oranları da farklıdır. Ancak fabrikaların kullanıldığı diğer hammaddelerin fiziksel özellikleri kimyasal özelliklerinden daha büyük bir önem kazanmaktadır.

Kağıt, porselen, sıhhi tesisat gibi kullanım yerlerinde beyazlık, serbest silis, aşındırma gibi fiziksel özellikler daha da büyük önemi olduğu için tüketici kuruluşlar aldıkları kaolinlerin kimyasal analiz standartlarından çok, bu tür fiziksel özelliklerine bakmaktadır. Sektörlere göre ürün standartlarını gösterebilen bir tablo hazırlanmış olup, tüm tüketici kuruluşların ortalamaları bu standartlar içerisinde kalmaktadır.

TABLO 18. Türkiye kaolin ürün standartları

Kağıt Çimento
Fayans Elektro Porselen Porselen Frit
kaolini Dolgu Kaplama 1 2
SiO2 (%) 55-80 55-60 58-65 58-78 44-46 50-60 78-80 57-60
Al2O3 13-25 28-30 24-32 15-28 30-35 30-35 13-18 26-28
Fe2O3 max 1.0 max 0.6 max 0.6 max 0.3 max 0.4 max 0.4 max 0.4 max 0.4
TiO2 max 0.5 max 0.5 max 0.5 - max 0.4 max 0.4 max 0.5 max 0.5
CaO max 1.0 - - - - - max 1 max 1
MgO max 1.0 - - - - - max 1 max 1
Na2O max 1.0 max 0.10 max 0.2 - - max 1.0 max 1 max 1
K2O max 1.0 max 0.10 max 0.2 - max 2.00 max 1.0 max 1 max 1
SO3 max 0.5 max 0.30 max 0.1 max 0.2 1-5.0 1-5.0 max 1 max 1
A.Z. 5-10 7-9 8-12 5-12 10-14 10-14 5-7 9-11
Beyazlık - min % 85 min % 89 - min % 80 min % 85 - -
Tane Boyu
2 mikrondan
5 mikrondan
-
-
-
-
-
-
-
-
% 30-35
% 35-45 min % 80
10 mikron
% 0.3
-
-
-
-
Serbest silis - - - - max % 8 max %0.4 A.Z. A.Z.
Cr2O3 - - - - - - max 90
ppm max 80
ppm
Aşındırma - - - - max 30 mg max 5 mg - -
Cins ham
kaolin ham ve
tesis ham ve
tesis ham ve
tesis tesis tesis ham ham

3.5. Çevre Sorunları

Diğer hammaddeler ve diğer seramik hammaddelerinde olduğu gibi kaolin madenciliğinde de, Çevre Bakanlığı'nın yayınladığı ÇED Yönetmeliği çerçevesinde madencileri ilgilendiren büyük problemler vardır. ÇED Yönetmeliği çerçevesinde Bakanlıktan izin almak hem çok zordur, hem de kimden, nasıl izin alınacağı, çevre kurullarının nasıl ve kimlerden oluşacağı, Çevre Bakanlığı izni ile ormanlık alanlarda orman çalışma izinlerinde kargaşa ve zorluklar vardır.

Çevre konusunda metalik madenler ve tesisler kadar çevreye zararı olmayan kaolin ocakları için istenilen belge ve bilgiler arasında fark olmaktadır. 7. Plan döneminde Enerji Bakanlığı ve Çevre Bakanlığı işbirliği ile bu kanunun çözümlenmesi beklenmektedir.

Kaolin öğüten ve kaolin yıkayan tesislerde silisten ve SiO2'den kaynaklanan tozlanmalar olabilmektedir. Çevreyi kirletici boyutta olmamakla birlikte, insan sağlığı açısından toz tutma tertibatının devreye alınması, sonucu büyük bir çevre sorunu yaşanmamaktadır.