Kalsit

KALSİT

Kalsit kimyasal yapısı CaCO3 olan ve mikronize boyutlarda  öğütüldükten  sonra  boya,  kağıt, plastik v.b. birçok sektörde beyazlık, ucuzluk ve kazandırdığı özellikler nedeniyle mümkün olduğu kadar fazla kullanılan bir dolgu  maddesidir.

Kalsit, sanayi toplumlarında kendi ülkelerinden ya da ithalat yoluyla elde edilip ürünlere katılmaktadır ve ne kadar çok tüketilirse sanayiinin o kadar gelişmiş olduğunun göstergesidir.

Türkiye kalsitleri kalitesi ve rezervleri bakımından çok zengindir. Kalsit çevreye en az zarar veren Birçok yabancı ülkede toprağa zenginleştirmek için karıştırılmaktadır ve kirlenen göllerin asiditesini düşürmek için kullanılmaktadır. 

Cevher olarak ocaktaki değeri 3-5 $/t olan kalsit öğütülüp torbalandıktan sonra 40-200$/t değerlere ulaşmaktadır. 

Kalsit birçok sanayiinin ana girdisi olmakta Titanyum dioksit gibi çok pahalı pigmentlerin daha az kullanılmasını sağladığı için gerek ekonomik gerekse çevre sağlığını artırıcı (kağıt sektöründe daha az selüloz kullanılmasına neden olarak) etkisi bulunmaktadır.

Tanım ve Sınıflandırma

Kalsit bir mineral adı olup karbonatlı kayaçları oluşturan bu mineralin kimyasal yapısı CaCO3 dır. Çeşitli şekillerde kristal halde bulunan (rombaeder, skalenoeder şeklinde kristallenir)  camsı parlaklıkta, renksiz saydam yapıdadır.  Kolay öğütülür ve beyaz renkli  bir toz elde edilir, sertliği Moh’s skalaya göre 3, yoğunluğu ise 2,6-2.7  civarındadır. . www.madenpark.com Türkiye'nin Maden Portalı .

Ülkemizde kalsit adı ile üretilen mineral karbonatlı kayaçların (kireç taşları, mermer, tebeşir) ana mineralidir.

Bu formasyonlar

1. Kireç taşları (Metamorfizma geçirmemiş) birincil kayaçlardan beyaz renkli olanları Fransa, Mısır gibi ülkelerde öğütülerek değerlendirilir.)
2. Mermerler (kireç taşlarının metaforfizmayla yeniden kristalleşmesi ile oluşur,  ülkemizde mermer olarak yapı sektöründe ve beyaz renkli ve iri kristalli olanları bu  rapora konu olan mikronize dolgu sanayiinde kullanılır.)
3. Kristal kalsitler (kireç taşı formasyonu arasında çatlak dolgularında saf saydam kristaller şeklinde oluşur genellikle ticari olarak üretim  yapılamamaktadır.)
4. Tebeşir (organik fosiller olup İngiltere’de, Avrupa’nın bazı yörelerinde bulunur,  beyazlık derecesi 87-88 civarında olup öğütülmesi kolaydır. Fakat ülkemizde üretimi yapılmamaktadır.)

Dünyada ticari olarak üretilen kalsit, (kalsiyum karbonat)  oluşumları

• Beyaz renkli, saf kireç taşları
• İri kristalli mermerler (Türkiye’de üretilen)
• Beyaz tebeşir oluşumları olmaktadır.

Bunların  içersinde  beyazlığı  en  yüksek  olanlar  iri  kristalli mermerler olmaktadır. Fakat diğerlerine göre öğütmede kullanılan enerji daha fazladır.

Türkiye’deki Kalsİt (Kalsiyum Karbonat) Oluşumları

Marmara Bölgesi; Çanakkale Karabiga Bölgesi, Türkiye’de mevcut en iri kristalli kalsit oluşumlarından  biridir. Granit kontağında oluşan kalsit yatakları yüksek beyazlıktadır ve öğütülmesi kolaydır, fakat Ege Bölgesi ve Niğde’de bulunan oluşumlara göre beyazlığı daha  düşüktür . 

Bayramiç, Biga, Ezine’de mermer yatakları bulunmaktadır.

Balıkesir Erdek ve Manyas’da çok zengin iri kristalli mermer yatakları ve ocakları bulunmaktadır.

Trakya’da Yıldız dağları, Bursa Orhaneli’nde mermer ve Dolomitik mermer yatakları bulunmaktadır.

Bursa Orhangazi, Keles, İnegöl zengin mermer yataklarına sahiptir,  fakat  üretim  çok  küçük çapta yapılmaktadır. . www.madenpark.com Türkiye'nin Maden Portalı .

İzmir  Tire,  Gölmarmara,  Akhisar,  Torbalı  mermer     yatakları  bulunmaktadır.         Beyazlık derecesi daha önce belirtilenlerden daha düşüktür.

Muğla Yatağan ve  Kavaklıdere Bölgesi kristal yapısı daha küçük fakat kimyasal yapısı   daha saf ve öğütülebilirliği kolay beyaz ve çok zengin mermer yataklarına sahiptir ve beyazlığı çok yüksektir.

Niğde Bölgesinde son 10 yıl içersinde çok hızlı üretim artışı yapan kalsit ocakları bulunmaktadır ve çok zengin rezerve sahiptir Türkiyedeki en beyaz  oluşumlardır.

Yukarıda belirtilen bölgeler rezervi 10 milyonlarca tonla ifade edilebilir  çok  zengin  rezerve sahip bölgelerdir. Bunların dışında henüz üretim ve rezerv tespiti yapılmayan Anadolu’nun hemen her bölgesinde kalsit oluşumuna rastlamak mümkündür. Bilinen rezervlerin toplamı yüz milyonlarca ton ile ifade edilebilir. Dikkati çeken en  önemli noktalar Türkiye’deki rezervlerde:

• CaCO3 yüzdesi yüksektir.
• Silis ve demir safsızlıkları çok düşük orandadır.
• Öğütüldükten sonraki beyazlık derecesi çok yüksektir . 

Cevherde beyazlık derecesinin yüksekliği boyada ve plastikte titanyum dioksit ve kağıtta optik beyazlatıcı tasarrufu sağladığı için daima tercih  edilmektedir.

Mikronize Öğütülmüş Kalsitin Tüketim Alanları

Mikronize boyutlarda kuru veya yaş sistemde öğütülmüş  kalsitler;

• KAĞIT SEKTÖRÜ
• BOYA SEKTÖRÜ
• PLASTİK VE KABLO SEKTÖRÜ
• İNŞAAT SEKTÖRÜNDE  SIVA,  MACUN,  DERZ DOLGUSU ÜRETİMİ 
• YAPIŞTIRICILAR
• GIDA SEKTÖRÜ 
• SERAMİK SEKTÖRÜ (60-100 mikron boyutu)
• HALI TABANI, YER MUŞAMBASI SEKTÖRÜ

• Kağıt Sektörü

Mikronize kalsit özellikle yazı tabı kağıtları, duvar kağıtları ve kartonların üretiminde selüloza % 15-30 arasında katılarak kullanılmaktadır. Yüksek beyazlıkta olması, ucuzluğu ve kağıda kazandırdığı diğer teknik özelliklerden dolayı tüm dünyada kaolinin yerini alarak kağıt sektörüne  girmiştir.

Kaolinin dolguda kullanıldığı asit sistemiyle üretim yapan kağıt sektörü son 10-15 yıl içersinde artan bir ivmeyle nötr tutkallama veya alkali sistem diye tanımlanan yönteme dönmüştür. Üretilen kağıtlarda böylece zaman içersinde sararma önlenmiş ve kaoline göre daha fazla kalsit dolgusu girme imkanı olmuştur. Bu da daha az selüloz tüketimi daha az optik beyazlatıcı kullanımı demektir. Böylece kalsit çevreye ciddi katkılarda bulunmuştur. Dünyada 18-20 milyon ton olan kağıt sektörü dolgusunun yaklaşık yarısında öğütülmüş kalsit ve PCC (çöktürülmüş kalsit) kullanılmaktadır. Bunun önemli kısmı dolgu % 25-30 kadarı da kuşe kalsittir (kaplama)

Avrupa’da genellikle yüzde altmışı 2 mikron altında sulu öğütülmüş kalsit % 75 su % 25  katı halde kağıt sektöründe dolgu amaçlı kullanılır. Yine %88-90, 2 mikron altı sulu öğütülmüş kuşe kalsiti kaplama için kullanılmaktadır.

Türkiye’de ise dolgu kalsitin tane dağılımına Seka ve bazı özel kuruluşlar dikkat etmekte fakat 2 mikron altı % 42-44 ve kuru öğütülmüş kalsit dolguda kullanılmaktadır, hatta bazı kağıt üreticileri 2 mikron altı %36-38 civarında kalsitler  bile kullanılmaktadır.  Türkiye’de kağıt sektörü tahmini tüketimi 50.000 ton  olmaktadır.

• Boya Sektörü

1,3,5,20,40 mikron boyutlarında kuru öğütülmüş kalsit kullanan boya sektörü, en fazla 5 mikron kalsit kullanmaktadır. İnşaat boyalarında iç ve dış kaplamada su bazlı boya sisteminde % 25-35 oranında kalsit boya içersinde kullanılmaktadır. Ülkemizde boya sektöründe toplam olarak 80.000 ton/yıl çeşitli boyutta kalsit kullanıldığı tahmin edilmektedir. Dünyada boya sektöründe yaklaşık 8 milyon ton kalsit kullanıldığı tahmin edilmektedir. Dünyada extender olarak kullanılan kalsit yüzeyi kaplamayı sağlar ve  titanyum dioksidin tüketimini azaltır.

• Plastik Sektörü

Kalsit plastik mobilya, boru, otomotiv v.b. bir çok plastikten mamul ürün üretiminde gerek doğal öğütülmüş gerekse kaplanmış halde kullanılmaktadır. Kaplama çoğunlukla stearik asitle bazen de kalsiyum stearatla yapılmaktadır. . www.madenpark.com Türkiye'nin Maden Portalı .

Polypropilen (PP), Polyamid (PA), Termoplastik (TPES) ve PVC reçineleri esas itibariyle kalsitin dolgu olarak kullanıldığı plastiklerdir. Plastik sektöründe başta kalsit olmak üzere benzeri dolgu maddelerinin kullanımı her yıl giderek artmıştır. Rengi, kimyasal safsızlığı, ucuzluğu ve bir çok nedenle dolgu olarak kalsit  kullanılmaktadır.

ABD ve Avrupa’da 3 milyon tonun üzerinde plastik sektöründe kalsit dolgusu kullanılmaktadır.

• İnşaat Sektörü Sıva, Macun, Yer Dolgusu Üretimi

Hazır sıva, macun v.b. alanlarda beyaz  dolgu  kullanılması, Avrupa ve ABD’de çok yaygındır.

İnşaat sektöründe beyaz renkli, çimento esaslı sıva ve  macunlar toz polimerlerle karıştırılıp duvara tatbik edildiğinde kaba sıva, ince sıva, macun ve hatta boya işlemi bir kalemde çözülmektedir.

Yakın gelecekte çeşitli boyutlarda öğütülmüş kalsit alçı, çimento, toz polimer  bağlayıcılarla karıştırılıp inşaat alanında yoğun olarak kullanılmaya  başlayacaktır. Bu sektör tonaj olarak en büyük oranda kalsit tüketimi alanı oluşturacak bir  sektördür . 

• Yapıştırıcılar

Polimerlerle karıştırılan kalsit dolgusu inşaat ve otomotiv sektöründe yoğun olarak kullanılacaktır.  Bu alan da gelişecek tüketim alanlarından  biridir.

• Gıda ve Yem Sektörü

Mikronize kalsit bisküvi, ekmek, çiklet v.b. gıda maddelerinde katkı olarak kullanılmaktadır. Kimyasal saflığı, rengi nedeniyle maliyeti düşürücü dolaylı kalsiyum kaynağı olarak kullanılmaktadır.

• Seramik Sektörü

Kalsit (CaCO3) seramik sektöründe düşük oranlarda olsa da 40-100 mikron boyutlarında öğütüldükten sonra reçetelere katılmaktadır. 

• Halı Tabanı ve Muşamba

Plastik sektörü içersinde anılabilmesine rağmen 40-60  mikron  boyutlarında  kullanıldığı için ayrıca belirtilmiştir.  Giderek artan oranlarda  kullanılmaktadır.

Üretim Yöntemi ve  Teknolojisi

Endüstri için hazırlanacak CaCO3 için aranılan başlıca özellikler şunlardır:

1-Kaynağın kullanım alanına ve limanlara yakınlığı,

2-Söz konusu kaynağın rezervi,

3-Kimyasal saflığı ve içerdiği safsızlıklar,

4-Homojenitesi,

5-Beyazlığı.

Bu özelliklere sahip kaynakların yüzey örtüsü temizlendikten sonra delinip patlatılarak primer kırıcılara beslenecek boyuta indirilir.

Kalsiyum karbonatlar endüstriye iki ayrı yöntem ile hazırlanırlar.

A-Doğal öğütülmüş kalsiyum karbonatlar

B-Sentetik (çökertilmiş) kalsiyum karbonatlar

A-Doğal Öğütülmüş CaCO3

Doğal öğütmede kalsiyum karbonatlar iki ayrı ortamda hazırlanırlar:

a-Kuru sistem                               :Öğütme ortamı kurudur ve aşağıdaki evrelerden geçer.

                                                    Kırma

                                                    Öğütme

                                                    Sınıflandırma

                                                    Kaplama (gerekliyse)

                                                    Paketleme

b-Yaş Sistem                                :Yaş sistemde malzeme, su içerisinde öğütülür,                     istenilmeyen malzemelerden ayrılır, şlam iri tanelerden          hidrosiklonlarda ayrıldıktan sonra bekleme tanıklarında        çökeltirilir. Filtre preslerde veya rotary vakum filtrelerde rutubeti düşürülerek, yaş olarak kağıt ve boya sektörlerinin hizmetine sunulur, veya kurutulur, gerekirse kaplanır ve kuru olarak piyasaya verilir.                                        

                                                    Yaş sistemler, kuru sistemlerin ekonomik olmadığı, yüzey alanının 5m2/g'ın üzerine çıktığı çok ince boyutlarda kullanılır. 

B-Çöktürülmüş CaCO3

Sentetik kalsiyum karbonat üretiminin çeşitli yolları olmasına rağmen en çok kullanılanı saf kireçtaşlarının kalsinasyonu ile üretilendir. Kalsinasyon sonucu oluşan CaO suda çözülerek kireç sütü oluşturulur Ca(OH)2, iri taneler ayrılır, süspansiyona CO2 şarjı yapılarak CaCO3 üretilir. Malzeme daha sonra filtre edilir. Yıkanır ve kurutulur. Karbonasyon metodunda CaCO3 aragonit formundadır. Tane büyüklüğü reaksiyonun sıcaklığına ve hammadde konsantrasyonuna bağlıdır.

İkinci bir metod ise, Ca(OH)2 ile sodyum karbonat solüsyonunu reaksiyona sokmaktadır. Bu metodda sodyum hidroksitin geri kazanılması üretilen CaCO3'ın tane büyüklüğü ile ilgilidir, tane boyutu inceldikçe geri kazanım düşer. Bu da pH dengesini bozar. . www.madenpark.com Türkiye'nin Maden Portalı .

 Ürün Standartları:

Çeşitli tane dağılımında ve beyazlıkta pazarlanan kalsitte gerek yurt içi gerek yurt dışında kabul edilen tek bir standart yoktur. Boya sektörü, kağıt sektörü ve plastik sektöründe kullanılan ve ülkemizdeki tüketicilerin ortalama olarak uydukları ürün. teknik spesifikasyonu için aşağıda belirtilen tablodaki ortalama değerler alınabilir.

Mikronize kalsit ürün teknik spesifikasyonları :

 Kaplı Ürünler:

Boru, kablo sektöründe ve plastik pen. imalinde 4,5,6 ve 7 no’lu ürünler stearik asitle kaplandıktan sonra kullanılmaktadır.