ENDÜSTRİYEL HAMMADDELER DERS-1 Prof. Dr. Sezai KIRIKOĞLU

2013-2014 BAHAR YARIYILI ENDÜSTRİYEL HAMMADDELER DERSİ HAFTALIK PLANI TARİH ÖĞRETİM ÜYESİ KONULAR 1. Hafta 12.02.2014 Prof. Dr. Sezai KIRIKOĞLU Antimonit, Asbest, Atapuljit, Sepiyolit 2. Hafta 19.02.2014 Doç. Dr. Mustafa KUMRAL Bor, Brom, Boksit 3. Hafta 26.02.2014 Berilyum mineralleri, Azot Bileşikleri 4. Hafta 05.03.2014 Demir Oksit, Diyatomit, Barit, Bentonit 5. Hafta 12.03.2014 Elmas, Feldispat, Fluorit, Fosfat, Grafit 6. Hafta 19.03.2014 Granat, İyot, Karbonat kayaları, Kükürt, Manganez, Olivin 7. Hafta 26.03.2014 YIL İÇİ SINAVI 8. Hafta 02.04.2014 Nadir Toprak Elementleri, Perlit, Pomza, Silis ve Kuvars, Sodyum Sülfat 9. Hafta 09.04.2014 Kaolin, Kromit, Jips ve Anhidrit, Manyezit, Korund, Selestit, Mika 10. Hafta 16.04.2014 Nefelinli Siyanit, Silimanit, Talk 11. Hafta 23.04.2014 TATİL 12. Hafta 07.05.2014 Titanyum mineralleri, Vollastonit, Zirkonyum mineralleri 13. Hafta 14.05.2014 Pirofillit, Potas, Soda Külü, Stavrolit, Vermikülit

* Jeolojik, mineralojik, kimyasal ve fiziksel özellikler   Prof. Dr. Sezai KIRIKOĞLU Doç. Dr. Mustafa KUMRAL 1) Antimonit Bor 2) Asbest Brom 3) Atapuljit Bentonit 4) Sepiyolit Demir oksit 5) Berilyum mineralleri Diyatomit 6) Boksit Granat 7) Azot Bileşikleri Iyot 8) Elmas Karbonat kayaları 9) Feldispat Kükürt 10) Fosfat kayaları Manganez 11) Grafit Olivin 12) Fluorit Nadir Toprak Elementleri 13) Kaolin Perlit 14) Kromit Pomza 15) Jips ve Anhidrit Silis ve Kuvars 16) Selestit Sodyum Sülfat 17) Korund ve Zımpara Nefelinli Siyanit 18) Magnezyum bileşikleri Mika, 19) Pirofillit Sillimanit Mineralleri 20) Potas Talk 21) Soda Külü Vollastonit 22) Stavrolit Titanyum mineralleri 23) Zirkonyum mineralleri 14 haftalık ders programında anlatılacak ana konular ve alt konu başlıkları içeriği şöyledir: * Jeolojik, mineralojik, kimyasal ve fiziksel özellikler * Ana kullanım alanları ve bu alanlarda kullanım için aranan özellikler * Ana üretici ülkelerin kapasitesi * İthal ve ihraç ülkeleri * Pazar özellikleri ve pazarlama koşulları * Geri kazanma * Sağlıkla ilgili problemler, korunma ve çevresel etkileşim * Yerini alabilecek hammaddeler * Son 20 yıldaki üretim kapasitesi

ANTİMONİT

ANTİMON GENEL Doğal antimon sülfürden (Sb2S3) elde edilir. Metale benzeyen, kırılabilen ve kolayca toz durumuna getirilebilen gümüş beyazı renginde bir katıdır. Stibnit en önemli, ticari antimon mineralidir. Bozunarak çeşitli oksitler oluşturur. Bunların en önemlileri kermesit (2Sb2S3·Sb2O3), senarmonit (izometrik Sb2O3), stibikonit (H2Sb2O5) ve valentinittir (ortorombik Sb2O3). Sıvı antimon dondurulduğu zaman donmuş antimonun ortasında yıldız gibi bir şekil çıkar. Antimuanın yer kabuğundaki bolluğu 0.2 ile 0.5 ppm arasında değişir.

Mineralleri Kimyasal formül % Sb Renk Yoğunluk Sertlik Nabit antimon Sb 100.0 Kalay beyazı 6.7 – 6.8 3 – 3.5 stibnit Sb2S3 71.1 Kurşun grisi 4.52 – 4.62 2

ELDE EDİLİŞİ Antimon Sb2S3’ün demir parçaları ile eritilmesinden elde edilir. Yüksek kalitedeki antimon elektrolizle elde edilir. İkincil antimon kurşun ve gümüş cevherleri ile geri kazanılan hurdaların ergitilmesi ve rafinasyonu sonucu elde edilir.

YATAKLARI Ekonomik olarak değerlendirilebilen tüm antimonit yatakları hidrotermal süreçler ile oluşmuş cevherleşmeler şeklindedir. Ülkemizde önemli antimon yatakları Tokat-Turhal, Niğde-Çamardı, Kütahya-Gediz ve Dağardı, Balıkesir-İvrindi ve İzmir-Ödemiş (Emirli) civarında bulunmaktadır.

TÜRKİYE’DEKİ ANTİMUAN YATAKLARI

Önemli Yatak Tipleri ve Oluşum Süreçleri Güncel Oluşumlar  Ultramafik Kayaçlarla ilişkili Antimon Yatakları  Bazik Volkanik (spilitik bazalt) ve Gabroik  Kayaçlarla Ilişkili Antimon Yatakları Granitoyitler ve Felsik Volkanitler Ile lişkili Antimon Yatakları  Organik Maddece Zengin Şeyl ve Şistler içinde Gözlenen Antimon Zenginleşmeleri  Karbonatlı Kayaçlarla ilişkili Antimon Yatakları  Önemli Yatak Tipleri ve Oluşum Süreçleri 

Türkiye antimon yatakları için genelleştirilmiş bir tip kesit ve gözlenen yataklanma şekilleri

KULLANIM ALANLARI Antimon alaşımlarda kullanılır. Kalay, kurşun gibi yumuşak metaller antimon ile sert alaşımlar verir. % 6-8 arasında antimon ihtiva eden kurşun alaşımları sert ve aside dayanıklıdır. Sülfat asidi etki etmez. Bu alaşımlardan batarya (akümülatör) plakları, matbaa harfleri yapılır. Ayrıca sezyumla beraber katot lambaları yapımında ve kızılaltı ışınları bulucusu olarak kullanılan fotosellerin üretiminde kullanılır. Oksitleri ise, saydam olmayan sır yapımında, cam ve seramiklere renk vermede kullanılır. Ayrıca akü yapımında kullanılır.

Antimonun bileşiklerinden antimon sülfür cephane ve kibrit yapımında, antimon trioksit ile antimon triklorür aleve dayanıklı kumaş üretiminde, gene antimon trioksit hem pigment hem de yanmayı yavaşlatan eleman olarak boyalarda ve plastiklerde kullanılır. Boyalarda pigment olarak kullanılan birçok antimon bileşiği vardır; organik tuzlarından antimon-potasyum tartarat (tartar emetik) dokuma sanayiinde boya sabitleştirici olarak kullanılır. Antimon türevleri tıpta balgam söktürücü olarak kullanılır. Yine antimonun bazı organik bileşikleri de çeşitli tropikal hastalıkların tedavisinde kullanılır.

Organik tuzları layşmaniyoz ve bilharzyoz hastalığının tedavisinde etkili maddelerdir. Geri kazanılmış antimon kurşun ile birlikte kurşunlu asit bazlı akülerde, cephane ve mermi üretiminde, tankların astarlanmasında, matbaa harflerinde, kaplama malzemelerinde, kablo kılıflarında tüketilmektedir. Yüksek saflıktaki antimon oksitler (> %99.8) katalizör olarak elektronik ve termoplastiklerde kullanılmaktadır. Kameralar, fotokopi makinaları, binokülerler ve gözlüklerdeki optik camların üretimi sırasında gaz kabarcıklarının oluşumunun engellenmesinde kullanılmaktadır. Etilen glikol, sıvı klorinli parafin, mineral yağları veya sıvı vinil plastikleştirici gibi katkılarla, çeşitli kalitelerdeki antimon oksitler mekanik özellikler ile vizkozitenin kontrolünde kullanılmaktadır.

YERİNİ ALABİLECEK MADDELER Akülerde; grafit, kurşun-kalsiyum esaslı aküler, lityum, manganez, nadir topraklar. Yanmayı geciktiriciler; ATH, asbest, boratlar, bromit, kromit, diyatomit, manyezit & magnezya, perlit, fosfatlar, pomza, vermikülit. Sertlik artırıcılar; Sn, Ca, Cd, Se, Sr, S. Sabitleştiriciler; Ti, Zr, Pb, Zn, Cr, Sn. Pigmentler; Ti, Zn, Cr, Sn ve Zr bileşikleri. GERİ KAZANIM İkincil antimon, genellikle antimonlu kurşun olarak asit bazlı kurşun akülerden kazanılmaktadır. Yeni atıklar hurdalardan ve üretim ile ilgili süreçlerin kalıntılarından gelmektedir.

KALİTE VE ÖZELLİKLER Kimyasal kalite cevher ; Cevher oksit, klorit ve diğer bileşiklerin üretimine elverişli olmalıdır. As & Pb içeriği % 0.25 küçük, metalik kirleticilerin her biri için üst sınır % 0.1 olmalıdır. Ham antimon oksit; Sb2O3 içeriği < % 98. Ticari antimon oksit; Sb2O3 içeriği % 99.2 den % 99.5’e değişmekte, As, Fe, & Ti gibi safsızlıklar içermektedir. Boyama gücü tane boyu dağılımına bağlı olarak (0.3 – 6 µm) kritiktir. Tane boyuna bağlı olarak boyama gücüne göre ana ürünler şu şekilde verilebilir: Yüksek boyama (1.0 – 1.8 µm), düşük boyama (2.5 – 5.0 µm), ultra ince (0.2 – 0.4 µm). Metalik antimon; A kalite en az % 99.8 antimon, en çok % 0.05 As, % 0.10 S, % 0.15 Pb, % 0.05 diğer elementleri içermelidir. B kalite en az % 99.5 antimon, en çok % 0.1 As, % 0.1 S, % 0.2 Pb, & 0.1 diğer elementlerin her birinden içermelidir.

Antimon zehirlenmesi: Ağız veya teneffüs yoluyla alınan bazı antimon bileşiklerinin vücut dokuları ve fonksiyonları üzerindeki zararlı etkileri vardır. Antimon zehirlenmesi, iyi emaye kaplanmamış paketler içinde satışa sunulan ve emaye kaplamadan çözünen antimon oksitle karışmış olan asitli meyve sularının içilmesiyle ortaya çıkabilir. Solucan ve mantar hastalıklarının tedavisinde ve kusturucu olarak kullanılan tartar emetik gibi ilaçların arka arkaya kullanılması da zehirlenmeye yol açabilir. SAĞLIK VE ÖNLEM

Ayrıca antimonun sanayideki kullanımı, antimon bileşikleriyle çalışan iş yerlerindeki ağır zehirlenme olayları ile bağlantılı görülmemektedir. Çevre ile ilgili kaygılar antimon cevher ve metallerinin işlenmesi sırasında emisyonun ve çevreye dağılımın kontrol edilmesini ve antimon metali ile kurşunlu antimon hurda, cüruf, akışkan gazlar ve ergitme ocakları artıklarının muhafaza altına alınmasını gerekli kılmaktadır. Akülerde kullanılan metaller geri kazanılabilmektedir. Sağlık ve çevre ile ilgili endişeler nedeniyle optik cam üretiminde antimon oksitler kurşun ve arseniğin yerini almaktadır.

OLUŞUMU VE DÜNYADA DURUM Antimuan kalkofil bir element olup, kükürt dışındaki bakır, kurşun ve gümüş gibi ağır metallerle de birlikte oluşur. Doğada yüzden fazla antimuan minerali bulunur. Stibnit (Sb2S3) antimuanın en çok bulunan cevher mineralidir. Basit antimuan yatakları, başlıca stibnit ya da ender olarak silisli gang içinde nabit antimuanla birlikte genellikle az pirit ve yer yer az altın ve küçük miktarlarda başlıca gümüş ve civa olmak üzere diğer metal sülfitlerden oluşur. Cevherleşme çoğunlukla fay, kırık ve dokanaklara yerleşmiş damar tipi cevherleşmedir. Nadiren tabakamsı tip cevherleşmelerde (Gediz’de)gözlenir.Hakim cevher minerali antimonit (Sb2S3) olup devamlılığı az olan damarlar veya mercekler şeklinde bulunur.

Antimuan cevherleşmeleri genellikle magmatik faaliyetlerle ilişkili olup, granit, diyorit ve monzonit gibi intrüziflerle yakın jenetik bağa sahiptir. Damarların minerolojisi ve hemen hemen daima sığ derinliklerde bulunması oluşumun yüzeye yakın konumlarda ve düşük sıcaklıklarda olduğunu gösterir. Bu da cevher çökelimi sırasında su tablasının konumuyla ilişkilidir. Jeolojik olarak basit olan bu stibnit yataklarının çoğunun rezervi, birkaç bin tondan fazla değildir. Kompleks antimuan yatakları stibnitle birlikte bulunan pirit, arsenopirit, zinober veya şelitten veya değişen miktarlarda bakır, kurşun ve gümüş içeren antimuan sülfotuzlarıyla birlikte bu metallerin (bakır, kurşun, gümüş) ve çinkonun bilinen sülfitlerinden oluşur. Kompleks yatakların cevherleri genellikle başlıca altın, kurşun, gümüş, volfram veya çinko için işletilir.

ÜRETİCİLER VE DÜNYA TİCARETİ Antimon üretiminde Çin bazı diğer büyük üreticilerle egemen konumdadır. Tüm üreticiler her türlü antimon cevher, oksit veya metalinin önemli ihracatçılarıdır. Alışılagelen ticaret ise ithal edilen cevherin işlenmesi sonucu elde edilen ürünlerin yeniden pazara sürülmesi şeklinde gerçekleşmektedir. İthalat ve uç ürün üretim çalışmaları gelişmiş ülkeler tarafından yapılmaktadır. ÜRETİCİLER VE DÜNYA TİCARETİ

DÜNYA ANTİMON KAPASİTESİ CEVHER ERİTİCİLER ASYA VE AVUSTURALYA 47,000 t ASYA VE AVUSTURALYA 35,000 t AVRUPA 16,000 t AVRUPA 28,000 t GÜNEY AMERİKA 15,000 t GÜNEY AMERİKA 8,000 t AFRİKA 13,000 t AFRİKA 5,000 t KUZEY AMERİKA 11,000 t KUZEY AMERİKA 34,000 t  Antimon mineralleri dünyada geniş bir alana yayılmış olarak bulunur. Türkiye, Çin, ABD, Çokoslovakya Avusturya, Yugoslavya, Meksika, Kanada, Kuzey Afrika ve Bolivya antimon üreticisidir.

FİYATLAR ABD antimon fluoroborat 6.65 US$ / kg Antimon metali (dökme) 1.82 – 1.92 US$ / kg Antimon oksit 3.5 – 5.5 US$ / kg Antimon triklorid 7.90 US$ / kg Avrupa parça sülfid cevheri (% 60 Sb) 14.50–15.50 US$ / t CIF Antimon oksit (% 99.5 Sb2O3) (FOB Antwerp) 1,800 US$ / t (Çin) Antimon oksit (% 99.5 Sb2O3) (FOB Antwerp) 1,800 US$ / t (Avrupa) 2007 ortalarında US $ 5.300 - US $ 5.400 / ton düzeyindedir.

M A D E N F İ Y A T L A R I (Aralık 2011) ANTİMUAN ▪Reg. Min.%99.65 Se max.100ppm, s.piyasa 12500-13000$

Mal Grubu / Ülke Perf. 2010 USD$ 2011 DEĞİŞİM (%)  İhracat Rakamları İhracat Yılı : 2011 KUMULATIF OCAK - ARALIK / TURKIYE GENELI ÜRÜN GRUBU İTİBARİYLE İSTATİSTİK VERİLERİ  Mal Grubu / Ülke Perf. 2010 USD$ 2011 DEĞİŞİM (%) ANTİMUAN CEVHERLERİ 13.394.122,47 26.312.928,81 96,45 ANTİMUAN CEVHERLERİ 13.394.122,47 26.312.928,81 96,45 (İSTANBUL MADEN İHRACATÇILARI BİRLİĞİ verilerine göre)

TÜRKİYE ANTİMUAN REZERVİ Cinsi Rezerv (Gör+Muh)(Ton) Açıklamalar Antimuan 99.306 Metal Sb