Piyasalarda Spesifikasyonları
Sillimanit, disten ve andaluzit yaygın olarak susuz aluminyum silikat polimorflarını oluştururlar. Bu tip mineraller yuksek sıcaklıklarda ısıya dayanıklı yuksek performanslı mullit fazını (3 Al2O3.2 SiO2) oluşturabildiklerinden refrakter endustrisinde kullanılırlar.
Bu mineraller her ne kadar aynı kimyasal bileşime sahipse de (Al2O3. SiO2) farklı mineralojik ozellikler gostermektedirler. Bu tip mineraller genellikle metamorfik sureclere maruz kalmış killi kaynak kayaclardan veya birincil cokellerin ayrışmasından turemiş aluvyal birikimlerde oluşabilmektedir. Metamorfizma sırasında gecerli sıcaklık ve basınc dereceleri kaynak kayac icerisinde hangi minerallerin kristalleşeceğini belirtmektedir.
Aldaluzit, oldukca yuksek sıcaklıklar ve duşuk basınc koşullarında oluşur. Sillimanit daha yuksek sıcaklık ve basınc koşullarında oluşur ve termal metamorfizmanın en ic zonlarının karakteristik kayacları olan gnays ve hornfels'lerde yaygın olarak kristalleşirler. Yuksek-orta sıcaklık ve maksimum 6 kb basınc koşullarında bolgesel metamorfizma gecirmiş aluminyumca zengin pelitik kayaclardan itibaren oluşan tipik bir mineraldir. Bu mineraller mercek veya cakıllar şeklinde veya şist ve gnayslar icinde sacılmış taneler şeklinde gorulurler. Plaj kumu ve aluvyon cokelleri şeklinde de oluşur ve mineral kumu işletmelerinde yan urun olarak elde edilebilir.
Kimyasal bileşimi Al2SiO5 veya Al2O3.SiO2 olarak gosterilen disten, sillimanit ve andaluzit mineralleri saf halde % 62,98 Al2O3. ve % 37,02 SiO2 ihtiva eder.
Bu grubun kimyasal bileşimi aynı olan uc minerali vardır.
1. Sillimanit (Fibrolit olarak da bilinmektedir)
2. Disten (Kiyanit olarak da bilinmektedir)
3. Andaluzit (Kiyastolit ve Viridin olarak isimlendirilen turleri vardır)
Sillimanit, Andaluzit ve Disten ortosilikatlardır. Yani icinde serbest halde (SiO4)-4 iyonları bulunur. Kimyasal formullerinde bu durum gorunmez fakat bu oksijen atomlarının da silisyum atomuyla bağlanması zorunlu değildir. Uc mineralde de Al atomlarının yarısının koordinasyon sayısı 6, diğer yarısının 4,5 ve 6'dır. (Sillimanitte 4, Andaluzitte 5, Distende 6) bunun sonucunda disten kompakta bir kristal sistemine sahiptir. Uc mineralin kristal sistem yapılarındaki değişiklik ısıl işlemlerde de farklılıklar yaratır.
Distenin herhangi bir terkibe girmeden once 1350oC'de ısıl işleme tabi tutulması gerekir. Bu hammaddenin yuksek sıcaklıkta (1350oC) geri donuşumsuz bir hacimsel genleşmesi vardır. Bu yuzden ham olarak kullanılması avantajlı değildir.
TABLO 1. Disten-Andaluzit-Sillimanit grubu minerallerin ozellikleri
Mineral
Sillimanit
Andaluzit
Disten
Kimyasal Formulu
Al2O.SiO2
Al2O.SiO2
Al2O.SiO2
Kristal Sistemi
Ortorombik
Ortorombik
Triklinik
a (Å
7,47
7,80
7,11
b (Å
7,66
7,90
7,84
c (Å
5,76
5,56
5,57
Kafes Boyutları
-
-
90o5'
-
-
101o5'
-
-
106o0'
Hacim Ağırlığı g/cm3
3,20
3,18
3,60
Sertliği (Mohs)
6-7
7,5
6-7
Sinterleşme Sıcaklığı (oC)
(oC)
Mullit
1530-1625
Mullit
1350-1500
Mullit
1325-1410
Sillimanit grubu minerallerin hepsi mullit teşekkulu yapar. Yani ısıl işlemde mullit ve SiO2'e donuşurler. Distende bu işlem daha cabuk olur. Parcalanma 1310oC'de başlar ve hızlı bir şekilde 1350-1380oC'de % 17 hacimsel genleşme ile son bulur. Normal olarak disten'i kullanmadan once kalsine etmek (yani sinterlemek) gerekir.
Andaluzitte parcalanma 1380-1400oC'de ve % 5-6 hacimsel genleşme,
Sillimanitte parcalanma 1545oC'de ve % 5-6 hacimsel genleşme maydana gelir.
Bu reaksiyonlardan oluşan mullit kristalleri (keceleşmiş ve buyumuş kristaller) sintere buyuk mukavemet kazandırır. Kalsine edilmiş disten ceşitli seramik recetelere ilave edilir ve onlara mukavemet kazandırır.
Dunyanın en onemli rezervlerine sahip ulkeler Guney Afrika (Silimanİt-Disten-Andaluzit), Hindistan (Sillimanit-Disten) ve Amerika Birleşik Devletleri'dir. (Disten ve Andaluzit). Japonya'da ise onemli rezervler yoktur, ihtiyacın hemen hemen tamamı ithalat yoluyla karşılamaktadır.
TABLO 2. Sillimanit-Disten-Andaluzit grubu minerallerin kimyasal bileşimi
Bileşenler
Sillimanit
Disten
Andaluzit
Teorik
(%)
G.Afrika
Hindistan
A.B.D.
G.Afrika
G.Afrika
Olarak
SiO2
22,53
31,52
40,93
37,43
37,36
37,1
TiO2
3,04
0,87
1,30
0,01
0,25
-
Al2O3
71,08
61,13
56,07
61,28
61,27
62,9
Fe2O3
1,63
0,47
0,60
0,58
0,48
-
CaO
0,11
0,06
0,15
Eser
0,20
-
MgO
0,07
0,09
0,24
0,20
0,13
-
Na2O
0,07
0,10
0,08
0,02
0,08
-
K2O
0,06
0,12
0,05
0,02
0,06
-
Ateş Kaybı
1,32
5,61
0,27
0,43
0,13
-
Uluslararası Spesifikasyonlar :
İspanya : Aluvyal cokeller % 20'ye kadar disten icerirler. Yıkama, eleme, sınıflandırmadan sonra cevher 1480oC'da tunel fırınlarda toz haline getirilir ve kalsine edilir. Malzeme uc boyutta piyasaya arz edilir : 0-1 mm, 1-3 mm ve 3-5 mm. Tipik kimyasal bileşimi % 56-58 Al2O3 ve 0,5-1,5 Fe2O3 dur.
A.B.D. : Cevher % 91 disten, % 2-5 demiroksit ve kuvars iceren bir konsantre verinceye kadar flotasyon işlemine tabi tutulur. Bu konsantre magnetik separatorlere besleme ile max %1 Fe2O3 ve % 61,8 max Al2O3'li urun elde edilmektedir. Fe2O3 min % 0.16 seviyesine kadar indirilebilmektedir. Distende tane boyutu - 35 mesh (0,5 mm) lik disten konsantresi daha fazla oğutme ile - 48, - 100, - 200 ve - 325 mesh boyutlarında uretim uygulanabilmektedir. Yaklaşık olarak 1650oC'de doner fırınlarda 100 mm boyutunnda kalsine edilmek suretiyle mullit urunu elde edilmektedir.
Brezilya : 1970 yılına kadar en onemli uretici ulke durumunda bulunmakta idi. Disten 35, 100, 200 mesh'lik boyutlarda oğutulmuş olarak satılmaktadır. Urunun kimyasal analizi % 58 Al2O3, % 0,8 Fe2O3 ve toplam % 0,3 alkali icermektedir.
Hindistan : Cevher disten ve sillimanit minerallerinden oluşmuştur. Sillimanitin bileşiminde %58-60 Al2O3 ve % 0,5 Fe2O3 bulunmaktadır. 1977 yılından itibaren Japonya ihrac urunun tamamını satın almaktadır.
Avustralya : Ana mineral olarak sillimanit bunun yanında kaolin ve disten mineralleri karışık bir seri olarak bulunur. Ticari olarak beyaz "kaolinised sillimanite", kaosil, sillimanit ve disten adı altında % 46-50 Al2O3 icerikli olarak ve 150, 75, 53 ve 30 mikron tane boyutunda satılmaktadır.
Guney Afrika : Ana kayacın % 8-17 andaluzit icermesine karşılık uygulanan altı adet zenginleştirme işlemi sonucunda % 45-60 Al2O3 icerikli konsantre elde edilmektedir. Oluşum sedimanter kokenlidir. Dunyada sayılı rezerve sahip ulkelerdendir.
Fransa : Avrupa'nın andaluzit kaynağıdır. Gravite ayırımı sonucunda elde edilen urune uygulanan prosese bağlı olarak Kerphalit ismi verilmekte olup KA'da Al2O3 % 59, KB'de Al2O3 % 53 seviyesindedir. KF'de ise flotasyon işlemi uygulanmaktadır.
Diğer Ulkeler : Bu minerali iceren kayaclar Avrupa'da Cekoslovakya ve Romanya'da bulunmakta, Cek Cumhuriyetinde % 3-17 Al2O3 icerikli kayaclardan flotasyon sonucunda % 42 Al2O3 tenorlu konsantreler elde edilmektedir. Slovakya'da metamorfik kayaclar icinde ikincil kuvars, korund, mullit ve andaluzit bulunmaktadır. Sovyetler Birliği (Rusya) ve Zimbabve'de de disten bulunmaktadır.
1.2. Sektorde Faaliyet Gosteren Şirketler
Guney Afrika'nın ekonomik olarak işletilebilen andaluzit rezervi 70-100 milyon ton civarındadır. Kayac icinde % 8-17 arasında andaluzit minerali mevcuttur. Cevherden altı zenginleştirme işlemi sonucunda % 45-60 Al2O3 icerikli ve ortalama olarak sanayii verimi % 4-7 arasında konsantre elde edilmektedir. Yıllık uretimi 280 000 ton seviyesinde ve merkezi Bushveld kompleksidir. Guney Afrika andaluziti Fransız bağlantılı Damrec firması kontrolundedir. Uretici firmalar olarak; Andalusite Refractories Pty Ltd (Anref), Annesley Andalusite Pty Ltd (Samrec) ve Cullinan Holdings Ltd'nin yanında Rhino Andalusite Mines Pty Ltd., Verninging Refractories Ltd., Cheminerals Holding Pty Ltd şirketleri faaliyet gostermektedir.
Fransa'da Mineraux Industirelle de Refractorie et Cermioue (Mircal), Guney Afrika dışındaki tek onemli andaluzit ureticisidir. 600 000 ton tuvenan cevherden zenginleştirme işlemi sonucunda 70 000 ton konsantre (Kerphalit) uretimi yapılmaktadır.
A.B.D'de Kyanite Mining Corp., dunyadaki en buyuk disten ureticisidir. Guney Afrika'dan sonra ikinci en buyuk Sillimanit ureticisidir.
Hindistan sillimanit ve disten ureticisi bir ulkedir. Uttar Pradesh eyaletinde andaluzit de bulunmaktadır. 5 000 ton disten, 9 000 ton sillimanit uretimi vardır.
İspanya'nın tek disten ureticisi Arcillas Refractories SA (Arciresa) firmasıdır. Aluvyonlar icinde % 20 disten bulunmakta, elde edilen konsantre doner fırında sinterlendikten sonra ağırlıklı olarak ic piyasaya verilmektedir.
Avustralya'da Williamston şirketi sillimanit, disten ve kaolinize sillimanit (7 000-8 000 ton) uretimi yapmaktadır. Uretimin % 40'ı ic tuketimde kullanılmakta, % 60'ı ise ihrac edilmektedir.
Brezilya 1970 yıllarında onemli disten ureticiler arasında yer almıştır. Yıllık uretim kapasiteleri 30 000 ton civarında olmasına karşılık uretici firmalar Minercao Interex do Brasil ve A.B.D kaynaklı Nord Recources durumlarının bozulması sonucunda yıllık uretim kapasitesi 1 000 ton seviyesine duşmuştur.
Cin'de Henan ve Liaoning bolgelerinde ozel kalitelerde % 55-60 Al2O3 ve % 1-2 arası Fe2O3 icerikli rezervler bulunmaktadır. Guney Afrika kaynaklı andaluzitler de Fe2O3 oranı % 1 olması nedeniyle Cin'de bulunan andaluzitlerin demiroksitin bunyede olması nedeniyle zenginleştirilmesi cok zordur. Disten de ise Jiangsu, Henan ve Xinjiang bolgelerinde 35 000 ton yıllık kapasite ve 5 000-10 000 tonluk ihrac kapasitesi mevcuttur. Cin, % 4 yıllık buyume ile refrakter sanayiinde onemli gelişmeler kaydetmektedir.
İsvec'te Svenska A.B.D şirketi 25 000 ton/yıl kapasiteli işletme ile faaliyet gostermektedir.
Cekoslovakya ve Romanya'da 70 000 ton % 3-17 Al2O3 icerikli cevher uretiminden zenginleştirme işlemi sonucunda % 42 Al2O3 icerikli konsantre elde edilmektedir.
Rusya'nın yıllık uretiminin ise 100 000 ton civarında olduğu tahmin edilmektedir
__________________