Alunit Şap

ALUNİT
 
Alunit (alum rock=şap taşı), en önemli şap minerali olup kimyasal bileşimi sulu potasyum-aluminyum silikattır. KAl₃(SO₄)_2. (OH)₆ veya K₂O.3Al₂O₃.4SO₃.6H₂O formülü ile ifade edilir. Saf alunit mineralinin kimyasal bileşimi şu şekildedir:
 
            Al₂O₃   : 37,0    (%)
            K₂O      : 11,4
            SO₃      : 38,6
            H₂O     : 13,0
 
Alunit dışındaki önemli şap mineralleri;
            Natroalunit        NaAl₃(SO₄)₂(OH)₆,
            Jarosit                KFe₃+++(OH)₆(SO₄)₂,
            Natrojarosit       NaFe₃(SO₄)₂(OH)₆,
            Plumbojarosit   PbFe₆(SO₄)₄(OH)₁₂,
            Argentojarosit   AgFe₃(SO₄)₂(OH)₆   dır.
 
Alunit, genel olarak riyolit, dasit ve andezit türü asit-intermediyer volkanik kayaçların. hidrotermal alterasyonu sonucu oluşmaktadır. Kayaç içinde tanecikler halinde, bazen de cep ve damar şeklinde yer almaktadır. Kristal şekli romboedral olmasına rağmen, bu şekilde yaygın olarak görülmez. Çoğunlukla kütlemsi, taneli, lifsi ve zaman zaman da beyaz-kırmızımsı ya da toprak renklidir. Kristal yapısında olanları ise, parlak ve camsı görünümde izlenir.
 
Yoğunluğu 2.58-2.75 gr/cm3 dür. Isıtıldığında suyunu kaybeder. Kobalt nitratla ısıtılırsa mavi renkli ayırıcı alev verir.
 
Alunitler bünyelerinde Al₂(SO₄)₃ ve K₂SO₄ gibi suda kolay çözünen iki bileşim içermelerine rağmen, strüktürel yapılarından dolayı suda kolay çözünmezler. Bu nedenle de ekonomik şap yatakları oluşturabilirler. Atmosfer şartlarında bozunarak suda eriyebilir şekle dönüşen oluşum, dilde ekşi tat bırakır ve ikincil oluşumlu bu türe gerçek anlamda "şap" adı verilir.
 
Alunit; aluminyum metali ve aluminyum sülfat üretiminde kullanılan bir hammaddedir.
.Yer kabuğunda en çok olarak bulunan element aluminyumdur. En önemnli aluminyum hammaddesi ise boksittir. Boksite alternatif olan aluminyum hammaddelerinin başında alunit gelmektedir.
 

Üretim Yöntemi ve Teknolojisi
 
Alunitten aluminyum sülfat ve potasyum sülfat elde edilmesi konusunda United States Department of the Interior, Bureau of Mines geniş çaplı laboratuvar araştırmaları yapmıştır. "Acid Sulfation of Alunite" isimli çalışmada, alunitler {KAl3(SO4)2(OH)6} kaynayan % 88 lik (ağırlıkça) H2SO4 kazanlarında işleme tutulmakta ve aliminyum, potasyum sülfatat ayrımı gerçekleşmektedir. Reaksiyon iki evrelidir. Birinci evrede K2SO4 asitte çözünür. Asitte çözünmeyen Al2(SO4)3 95 ^oC deki su ile yıkanarak alunitten ayrılmaktadır. Asitte çözünen K2SO4 kalsinasyonla ayrılmaktadır. Bu proses sonucu elde edilen Al2(SO)4 hücre kalitesinde (Cell-grade) alümina eldesi için uygun olmayıp ileri derecede saflaştırılması gerekmektedir.
 
Alunitin asit sülfasyonu işleminde verim % 90'ın üzerindedir. Bu nedenle bu kimyasal yöntemin gelecekte yaygın olarak kullanılacağı düşünülmektedir.
 
Alüminyum sülfat boksitlerden de üretilebilmektedir. Bu yöntem Seydişehir aluminyum tesislerinde kullanılmaktadır. Aluminyum hidrattan başlayan bir prosesle aluminyum sülfat üretimi yapılmaktadır.
 
TÜRKİYE'DE DURUM
Ürünün Türkiye'de Bulunuş Şekilleri
 
Türkiye'nin en önemli ve halen işletilmekte olan alunit yatağı, Kütahya-Gediz-Şaphane'dedir. Riyolit ve riyolitik tüflerin kırık, çatlak ve boşluklarında oluşan alunitler, iki tip cevherleşme göstermektedir. Birinci tip cevherleşmede alunitler, 3-10 cm kalınlığında çatlak dolguları şeklindedir. Balmumu renginde olup romboedrik kristaller şeklinde bulunmaktadır. İkinci tip oluşum ise, alkali feldspat içeren kayaç ve tüflerde ramplasman ile oluşmuştur. Bu tip yataklar masif olup alunitler kirli beyaz renktedir. Tenörün düşük olmasına rağmen (7.54 K2O), 4 milyon ton civarında rezerve sahip olması nedeniyle ekonomik önem taşımaktadır. Bunun dışında kaolin yatakları içinde gözlenen alunit oluşumları da vardır. Örneğin, halen özel sektör tarafından işletilmekte olan Nevşehir-Avanos'daki kaolenlerin içinde sarı renkli, camsı alunit kristalleri yaygın olarak izlenmektedir. Ancak kaolinlerin içindeki alunitlerin değerlendirildiğine dair bilgi edinilememiştir.

Rezervler
 Ülkemizde, Şebinkarahisar ve Foça'daki alunit yatakları, eski çağlarda işletilmiş yataklardır. Bu yataklardaki alunitçe zengin kısımlardan üretim yapılmıştır. Ancak yataklardaki ortalama alunit tenörü düşük olduğundan, günümüzde ekonomik görülmemektedir.
 
Türkiye'nin bilinen alunit yatakları, rezervleri ve tenörlerine ait bilgiler Tablo verilmiştir.
  
 
Türkiye'nin bilinen alunit yatakları
 
 

                   Kaynak : MTA Yayınları, No. 185, 1989; MTA Rap. No. 1154.
 
 
 
Türkiye'de alunitten aluminyum sülfat üretimi sadece Kütahya-Gediz'de Dostel A.Ş. tarafından yapılmakta olup şirketin yıllık üretim kapasitesi 20.000 tondur. Öte yandan, Etibank Seydişehir Aluminyum tesislerinde, boksitten aluminyum sülfat üretimi yapılmaktadır.
 
Kullanım Alanları
 
Kuvars içeriğinden dolayı antik çağlarda değirmen taşı olarak kullanılan alunit cevherleri, 13. yüzyılda ilk kez İzmir-Foça'da şap üretimi için kullanılmıştır. Günümüzde ise, Al-sülfat (Al2(SO4)3) şapa tercih edilmektedir. Diğer taraftan alunit cevheri, değerli bir potasyum gübresi (K2SO4) kaynağı olarak kullanılmaktadır. Ayrıca amonyum sülfat veya fosfatla karışık gübre üretiminde kullanılmaktadır. Alunit ve aluminyum sülfatın kullanım alanları şunlardır :
            - Gübre sanayii,
            - Aluminyum üretimi,
            - Çimento sanayii,
            - Eczacılık ve tıp,
            - Deri sanayii,
            - Tekstil sanayii,
            - Kağıt sanayii,
            - Koku ve renk giderici olarak,
            - Suların arıtılmasında,
            - Alçı katkı maddesi olarak,
            - Şeker sanayiinde,
            - Yangın söndürücülerde katkı maddesi olarak,
            - Boya, lak ve vernik imalatında.
Tüketim Miktar ve Değerleri
En büyük tüketim alanlarının kağıt ve gübre sanayii olduğu tahmin edilmektedir.
 
Üretim
Üretim Yöntemi ve Teknoloji
 
Ülkemizde aluminyum sülfat ve potasyum sülfat üretimleri, 3 şirket tarafından yapılmaktadır. Bunlar, Etibank Seydişehir Aluminyum tesisleri, Dostel A.Ş. ve Kimsa'dır.
 
Dostel A.Ş. den alınan bilgilere göre alunitten alumina, aluminyum sülfat ve potasyum sülfat üretimlerinde izlenen yol aşağıda verilmiştir.
            1. Kırma-öğütme,
            2. Yakma,
            3. Çözeltiye alma,
            4. Süzme ve yıkama,
            5. Şapın kristalleşmesi ve ana çözeltiden ayrılması,
            6. Şap kristallerinden amonyakla alumina ayrılması,
            7. Aluminanın çözeltiden süzülmesi,
            8. Çözeltiden kristal potasyum sülfatın ve amonyum sülfatın ayrılması.
 
Alunit yakma işlemi, 600 oC civarında yapılmaktadır. Alunit içindeki % 50'yi aşan silikayı ayırmak için asidik ortam sağlanmakta, amonyakla muamele ile % 50 den fazla amonyum sülfat elde edilmektedir. Bu proses sonucu alumina ve potasyum sülfat yan ürün olarak elde edilmektedir.
Etibank Seydişehir aluminyum tesislerinde boksitten de aluminyum sülfat elde edilmektedir.
Boksitten aluminyum hidrat, alumina ve aluminyum metali elde edilmektedir. Aluminyum sülfat ise, aluminyum hidrattan ayrı bir prosesle elde edilmektedir. Yani aluminyum hidrat, hem aluminyum hem de aluminyum sülfat üretiminde kullanılmaktadır.
 
Dünyada alunit cevherlerinden:
- Alkali metal sülfür eriticisi ile potasyum sülfat üretilmesi,
- Kömür eriticisi ile Al2O3 elde edilmesi,
- NaCl ve KCl ile kalsine edilerek Al2O3 üretilmesi.
- ( NH4)2 SO4 ile karıştırılarak ve ısıtılarak Al- Sülfat elde edilmesi,
- Kalsine edilerek CaCl2 ile karıştırılarak alumina elde edilmesi,
- Kalsine edilerek K2CO3 de kaynatılarak potasyum sülfat üretilmesi,
- Borik asit ile kalsine edilerek potasyum sülfat üretilmesi,
- Fosfat, nefelin, glokoni, kireçtaşı ile kalsine edilerek çeşitli gübre üretimi,
- Kalsine edilerek refrakter madde üretilmesi,
- Kalsine edilerek sülfürik asit üretilmesi,
- Çeşitli metotlarla su tasfiyesi için koagülant üretimi, Galyum elementi üretimi, gözenekli beton agregaları ve çimento üretimi, Gerçekleştirilmiş ve halende bu teknolojiler geliştirilmektedir. TÜBİTAK ve üniversitelerimiz arasında da buna benzer konularda işbirliği ve araştırmalar yapılmıştır.

Kaynak:Madencilik Politikaları ÖzeI İhtisas Komisyonu Raporu