Manisa (Gördes) bölgesi zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi

Transkript

1 Kibited 1(4) (2010) Manisa (Gördes) bölgesi zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Mustafa ALBAYRAK Maden Tetkik ve Arama (MTA) Genel Müdürlüğü,06520, Ankara ÖZET Bu çalışmada, Manisa (Gördes) bölgesinden derlenen zeolit örneklerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelemelerine ait bulgular yer almaktadır. Mineralojik analizler, X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) tekniklerinin yanı sıra diferansiyel termal analiz ve termal gravimetri (DTA-TG) teknikleri ile incelenmiştir. Analiz sonuçları toplu bir şekilde değerlendirilerek kendi aralarındaki ilişkiler ortaya konmuş ve sonuçlar mineralojik ve teknolojik açıdan irdelenmiştir. Araziden derlenen örneklerin mineralojik analizlerinde, örneklerde ana mineral olarak klinoptilolit ve höylandit mineralleri gözlenirken, tali olarak ise tridimit, simektit, mika ve feldispat mineralleri ile amorf fazın varlığı dikkat çekmiştir. Ham örnekler ayrıca termal analizlere tabi tutularak ( C) faz değişimleri izlenmiş ve ham örneklerde belirlenen minerallerin tridimit e ve amorf faza dönüştüğü belirlenmiştir. Analizler sonucu elde edilen veriler kimyasal, mineralojik ve teknolojik açıdan değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. Anahtar kelimeler: Zeolit, klinoptilolit, Manisa-Gördes, XRD, SEM-EDS, DTA-TG Mineralogical, chemical and technological properties of of Manisa (Gördes) zeolites ABSTRACT The aim of this study is to correlate and assess the results of mineralogical (XRD, SEM-EDS, DTA-TG), chemical and technologic analyses of zeolite samples from the Manisa (Gördes) region of Turkey. In this regard, samples collected from the study area were subjected to XRD, SEM-EDS, chemical, thermal and technological analyses. XRD analyses yielded that samples are composed of chiefly clinoptilolite and heulandite which are accompanied by tridimite, smectite minerals, micas, feldspars, amorphous material and Opal CT. Phase changes of untreated samples were investigated with thermal analysis ( C) hich revealed that the minerals observed in raw zeolite were converted to tridimite and amorphous phases. The collected data were evaluated with regard to chemical, mineralogical and technological aspects. Keywords: Zeolite, clinoptilolite, Manisa-Gördes, XRD, SEM-EDS, DTA-TG

2 M. Albayrak Giriş Zeolitler alkali ve toprak alkali elementler içeren sulu alüminyum silikatlar olarak tanımlanırlar. Zeolit gurubu mineralleri ekonomik önem taşıyan endüstriyel hammaddelerdir. Zeolitlerin çok değişik alanlarda kullanımı bu çalışmaların çeşitlenmelerine neden olmaktadır. Kanal boşlukları içermeleri, moleküler elek olarak kullanılabilmeleri, katyon değişimi yapabilmeleri ve adsorbsiyon özellikleri nedeniyle geniş kullanım alanlarına sahiptirler. Anılan özellikleri nedeniyle zeolitler: kirlilik kontrolünde, enerji alanında, tarım ve hayvancılıkta, madencilik ve metalürjide, sağlıkta, kâğıt, yapı ve deterjan sektöründe kullanılmaktadırlar. Dünyada çok değişik faaliyet alanlarında kullanılan zeolitlerin, ülkemizdeki mevcut yaygın zeolit yataklarının bulunmasına rağmen, kullanım alanları yeterli değildir. Bu nedenle son yıllarda konuyla ilgili birçok ekonomik, teknolojik ve akademik çalışmalar gerçekleştirilmiş ve çeşitli sektörlerde çalışmalar halen devam etmektedir. Bu çalışma, MTA Genel Müdürlüğü MAT Dairesi Başkanlığı bünyesinde gerçekleştirilen Batı Anadolu, Trakya, Kapadokya yöresi Zeolitleri Mineralojik Veri Kitabı projesinin arazi çalışmaları esnasında Manisa-Gördes yöresinden derlenen bazı zeolit örneklerinin analiz verileri ve bu verilerin mineralojik, kimyasal ve teknolojik yönden değerlendirilmesini amaçlamıştır. Çalışmada ayrıca, Ulusoy ve Albayrak (2009) tarafından yöre ile ilgili olarak yayınlanan önceki makalede eksik olduğu düşünülen bazı mineralojik ve teknolojik bulgulara yer verilmiş ve yorumlanmıştır. Analizleri yapılan örnekler, İzmir K20 nolu pafta içerisinde yer alan ve Manisa ilinin kuzeydoğusundaki Gördes ilçesi çevresindeki Kıranköy, Kayacık ve Kalabakdamları mevkilerinden derlenmişlerdir (Şekil 1). Örnekler bölgede yayılım sunan zeolitik tüflerden alınmıştır. Şekil 1. İnceleme alanının yerbulduru ve örnek lokasyon haritası. 274

3 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Jeoloji Çalışma alanının temelini Menderes masifi metamorfik kayaları oluşturmaktadır. Volkanosedimanter oluşumlar Gördes in kuzeyinde yer alan Kobaklar Volkanizması ndan kaynaklanan riyolitik, riyo-dasitik püskürüklerin, o dönemde bir sedimantasyon havzası durumundaki Gördes gölüne doğru akması ve depolanması ile oluşmuştur (Göktaş vd.,1996). Yöredeki sedimanter kayalar Erken Miyosen döneminde alüvyon yelpazesi çökelleri ile başlayıp, algli kireçtaşı ara düzeyleri içeren çakıltaşı-kumtaşı ardalanması ile devam eder. Bu formasyon Yağmurlu (1983a, b) tarafından Göcek formasyonu olarak adlandırılmıştır. Göcek formasyonunun üzerine uyumsuzlukla egemen olarak akarsu ortamında çökelmiş çakıltaşı, çakıllı kumtaşı, kumtaşı topluğu ve üst seviyelerinde algli ara düzeyin bulunduğu Yeniköy formasyonu gelir. Yersel olarak karbonatlı silttaşı, kiltaşı düzeyleri içerir. Birim genel olarak akarsu çökel ortamını yansıtır. Kumtaşları yeşil, yeşilimsi gri, sarımsı gri renkli, masif orta kalın katmanlı az pekleşmiştir. Tane bileşenlerinin çoğunluğu Menderes Masifi kayalarından türemiştir (Göktaş 1996). Yeniköy formasyonu üzerine Küçükderbent formasyonu geçişli olarak yeralır. Küçükderbent, egemen olarak gölsel ortamı yansıtan kalkerli şeyl, killi kireçtaşı, çamurtaşı, kumtaşı ve az oranda bitümlü şeyl ardalanmasından oluşur. Erken Üst Miyosen de etkinleşen ve başlıca dasit, riyodasit bileşimli lav ile tüflerden oluşan kalkalkalen volkanizma Küçükderbent gölsel çökelimini sonlandırır. Bu volkanikler Karaboldere Volkanitleri olarak adlandırılmıştır (Ercan, 1983). Tüm bu birimlerin üzerine uyumsuzlukla Üst Miyosen- Pliyosen yaşlı sedimanter istif gelir. Gördes gölsel havzasının gelişimine baktığımızda özellikle püskürük volkanizma gelişiminden önce Gördes gölü nün merkezinin daha batıda olduğu görülmektedir. Özellikle kırıntılı sedimantasyon havzası niteliğinde olan bu havzada kömür oluşumları gelişmiştir. Neojen dönemindeki Batı Anadolu püskürük volkanizmalarının birçoğunda görülen iki evre Gördes tüflerinde de görülmektedir. Alttaki kırıntılı gölsel birimlerin üzerine gelen alt tüf (Göktaş vd da Gökyar Tüfü ) havza kenarı haricinde ara katkısız olarak yerleşmiştir. Buna rağmen üst tüf ise, gölsel karbonatlar arasında ara tabakalar olarak görülmektedir. Her iki tüf seviyesi o dönemdeki gölsel havzanın sınırları ile tamamıyla uyum göstermektedir. Ayrıca tüf tabaka kalınlıkları, toplam tüf kalınlıkları ve pomza tane boyları kuzeye doğru (Kobaklar) artmaktadır. Tüflerde gözlenen zeolitleşmenin sınırları da gölsel alana uyum göstermektedir. Bölgede aktif faaliyet gösteren ve üretim yapılan iki madencilik tesisinin açık ocakları ve Gökyar tüfünün arazi görünümü Şekil 2 de gözlenmektedir. Gördes Havzasının karasal kesiminde depolanan tüflerde zeolitleşme gelişmemiştir. Gördes merkezli havzada genel eğimler derece GB ya doğrudur. Zeolitli tüflerin renkleri beyaz, kirli beyaz, grimsi beyaz, krem ve açık yeşil olarak değişmektedir. A B C Şekil 2. Bölgede faaliyet gösteren Enli ve Rota Madencilik e ait ocak sahaları ve Gökyar tüfünün üst seviyelerinin arazi görünümleri. A: Enli Madencilik zeolit açık ocağı, B: Rota Madencilik zeolit açık ocağı, C: Gökyar tüfünün üst seviyeleri (üst beyaz kısım). 275

4 M. Albayrak Deneysel Çalışmalar Malzeme ve yöntem Bu makale kapsamında yapılan çalışmalar, detayları Şekil 1 deki yerbulduru haritasında belirtilen inceleme alanından derlenen dokuz adet zeolit örneği üzerinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar sırasıyla, X-ışını kırınım (XRD) tekniği, diferansiyel termal analizler (DTA-TG) ve Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizlerinin ve Enerji Dağılımlı Spektrometre (EDS) yanı sıra kimyasal ve teknolojik analizlerdir. Sözkonusu çalışmalar öncesinde, tüm zeolit örnekleri ham halde iken öğütülmüş ve dörtleme yöntemiyle homojen numuneler haline getirilmiştir. Daha sonra MTA Genel Müdürlüğü MAT Dairesi laboratuarlarında bulunan Rigaku-Geigerflex marka X-ışını kırınım cihazı kullanılarak mineralojik analizlere tabi tutulmuşlardır. Bu analizler 40 kv, 30 ma de gerçekleştirilmiş ve mineral tespitleri MDI/JADE6 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. DTA-TG analizleri 1150 C-1250 C sıcaklık aralıklarında gerçekleştirilmiştir. Sözkonusu sıcaklık değerlerine kadar ısıtılarak termal davranışları belirlenen örnekler, bu ısısal analizler sonrasında ayrıca XRD analizlerine de tabi tutulmuştur. Yani XRD analizleri hem ham örnekler (toplam kaya) hem de ısıtılmış örnekler üzerinde ayrı ayrı uygulanmıştır. DTA-TG analizleri MTA Genel Müdürlüğü laboratuarlarında bulunan EXSTAR 6000 Thermal Analyzer cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Diğer yandan, inceleme alanından derlenen örnekler, mikromorfolojik yapılarının gözlenmesi amacıyla, taramalı elektron mikroskobu ile SEM-EDS analizlerine tabi tutulmuştur. Bu analizler, Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği (TÇMB) laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir. Analizler için seçilen parça halindeki örnekler numune tutucusu üzerine yerleştirildikten sonra, ilk olarak üzerleri 350Å kalınlığında altın ile kaplanmıştır. Daha sonra örneklerin SEM fotoğrafları çekilmiş ve gerekli görülen kısımlarından EDS pikleri alınmıştır. Ham örneklerin kimyasal ve teknolojik analizleri ise MTA Genel Müdürlüğü MAT Dairesi laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir. Bulgular XRD analizleri Gördes çevresindeki Kıranköy (Kır), Kayacık (Kay) ve Kalabakdamları (Kal) mevkilerinden derlenen örnekler laboratuarda değişik analizler için önce tasnif edilmiş ve daha sonra XRD analizleri için uygun örnekler seçilmiştir. Tablo 1 de, toplam kaya ve ısıtılmış (1150 C ve 1250 C de) zeolit örneklerinde, XRD ile belirlenen mineraller çokluk sırasına göre (çoktan aza doğru) verilmiştir. Toplam kaya XRD çekimleri sonucunda örneklerin çoğunlukla klinoptilolit minerallerinden oluştuğu ve bu minerallerin yanında az oranda kil, mika, feldispat, tridimit mineralleri ve amorf madde varlığı tespit edilmiştir. Tablo 1. Toplam kaya ve ısıtılmış örneklerde belirlenen mineraller. Örnek Mineraller işareti Toplam kaya 1150 C ye ısıtılmış örnek 1250 C ye ısıtılmış örnek Kal-1 Höylandit, tridimit, simektit, mika, amorf madde Tridimit, amorf madde Tridimit, amorf madde Kal-2 Klinoptilolit, amorf madde Tridimit, amorf madde Amorf madde Kal-4 Klinoptilolit, mika, amorf madde Tridimit, amorf madde Amorf madde, tridimit Kır-3 Klinoptilolit, amorf madde Amorf madde, çok az tridimit Kır-7 Klinoptilolit, amorf madde, çok az Amorf madde, çok az kuvars, çok simektit az feldispat Amorf madde Kay-9 Klinoptilolit, amorf madde, simektit, feldispat Tridimit, amorf madde Amorf madde Kay-14 Klinoptilolit, amorf madde, feldispat, çok Tridimit, kuvars, amorf madde, az simektit çok az feldispat Amorf madde Sa-2 Klinoptilolit, mika, çok az simektit, amorf Tidimit, amorf madde, çok az Amorf madde, çok az madde kuvars, çok az feldispat tridimit Ar-2 Klinoptilolit,mika, amorf madde, simektit Tridimit, amorf madde Amorf madde 276

5 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Klinoptilolit ve Höylandit minerallerinin ayırımında 5.12A ile 5.23A piklerine bakılarak bir ayırıma gidilmiştir. Örneklerde zeolit minerallerinin d değerleri karşılaştırılarak klinoptilolit minerallerinin varlığı belirlenmiştir. Örnekler mineral içeriği bakımından birbirine benzer özellik göstermektedirler. Sadece Kal-1 no lu örnek diğer örneklerden farklı olarak höylandit minerallerinden oluşmuş, bunun yanında örnek içerisinde tridimit minerali belirlenmiştir. Ayrıca deney esnasında bu örneğin pişirilmiş makro yüzeyinin çatlaklı ve diğer örneklere göre daha az camsı olduğu görülmüştür C ye ısıtılan örneklerin XRD difraktogramlarında, örneklerin çoğunluğunun tridimit ve amorf maddeye dönüşmüş olduğu belirlenmiştir. Bu minerallerin yanında örnek içerisinde çok az olarak kuvars ve feldispat mineralleri belirlenmiştir (Şekil 3). Şekil 3 te görülen 4.09A ve 4.11A pikleri örneklerdeki tridimit mineralinin, 3.19A A ve 2.51A pikleri ise feldispat mineralinin varlığını temsil etmektedir. Diğer yandan, elde edilen XRD difraktogramlarında örneklerde amorf maddenin varlığı da gözlenmiştür. Diğer yandan, 1250 C ye ısıtılan örneklerin bazıları tamamen amorf maddeye dönüşürken bazılarında amorf maddenin yanında tridimit mineralinin varlığı belirlenmiştir (Şekil 4). Şekil 4 te görülen 4.10A, 4.11A ve 4.12A değerleri tridimit mineraline ait d değerleridir. Bu değerlerin dışında 1150 C de gözlenen pikler kaybolmuş ve tüm difraktogramlar üzerinde amorf maddenin varlığı bariz bir şekilde izlenmiştir. Şekil C ye ısıtılmış örneklerin XRD difraktogramları. 277

6 M. Albayrak Amorf madde Şekil C ye ısıtılmış örneklerin XRD difraktogramları. DTA - TG analizleri DTA-TG analizleri gerçekleştirilen örneklerin tümüne ait toplam ağırlık kaybı ve DTA eğrileri aynı şekil üzerinde verilmiştir (Şekil 5). Kal-1 no lu örnek dışındaki tüm örneklere ait DTA eğrilerinin birbirine benzer oldukları görülmüştür. DTA eğrileri üzerinde tüm örneklere ait ortalama olarak C sıcaklıklarında birisi endotermik ve diğeri ekzotemik olmak üzere iki adet pikin varlığı gözlenmiştir. Bu pikler, örnekler içindeki nem kaybını göstermektedir. Tüm örneklerde yaklaşık C sıcaklıklarında gözlenen ekzotermik pikler, örneklerdeki organik maddelerin yanarak bünyelerden uzaklaştığını göstermektedir. Bu sıcaklıklarda zeolit minerali için henüz yapı yıkılması gerçekleşmemiştir C sıcaklık aralığında zeolit kristalleri bozulmaktadır. Bu esnada zeolitik suyun çıkışı söz konusudur. Yaklaşık C ler arasında diğer önemli ekzotermik davranışlar görülmektedir. Bu sıcaklıklar arasındaki faz değişimleri tridimit ve amorf maddeyi göstermektedir. Örneklerin DTA eğrilerinde C sıcaklık aralıklarında ayrıca küçük endotermik ve ekzotermik piklerin varlığı dikkat çekmektedir. Bu piklerin varlığı malzemenin bozunmasını, faz değişimlerini ve yapı yıkılmalarını göstermektedir. Bu safhadaki pikler zenginleşmiş silis malzemenin amorf maddeye dönüşümünü işaret eder. Genel olarak, örneklerde C ve C sıcaklık aralıklarındaki pikler keskin bir durum arzederken diğer sıcaklıklarda pik değişimleri keskin olmayıp yumuşak bir geçiş göstermektedir. Diğer bir deyişle, örneğin C deki pikler örneklerdeki nem kaybını veya serbest suyun çıkışını temsil etmesine karşın, keskin piklerin görüldüğü yerler dışındaki sıcaklık değişimlerine karşı gelen bölgelerde önemli faz değişimi gözlenmemektedir. DTA-TG termogramlarına göre, örneklere ait toplam ağırlık kaybı değerleri %1.49 ile %2.30 arasında değişmektedir. Höylandit bileşimli Kal-1 no lu örneğin mineralojik bileşimindeki farklılık kendisini burada da göstermiştir. %1.49 luk toplam ağırlık değeri diğer örneklerin tümünden daha az olarak hesaplanmıştır. 278

7 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Toplam ağırlık kaybı DTA eğrileri Kal-1 Kal-2 Kal-4 Kır-7 Kay-9 Kay-14 Sa-2 Ar Temp Cel Şekil C de Termal analizlere tabi tutulan örneklere ait toplam ağırlık kaybı (TG) değerleri ve DTA eğrileri. Tablo 2 de, gerçekleştirilen kimyasal analizler sonrasında hesaplanan ateş zayiatı değerleri ile DTA eğrilerinden hesaplanan ağırlık kaybı değerleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Söz konusu tabloda, genel olarak DTA eğrilerinden hesaplanan ağırlık kayıplarının kimyasal olarak hesaplanan ateş zayiatı değerlerinden biraz yüksek çıktığı gözlenmektedir. Bunun nedeni, tabloda verilen kimyasal ateş zayiatı değerlerinin C sıcaklığında belirlenmiş olması, DTA-TG eğrilerinden hesaplanan ağırlık kaybı değerlerinin ise 1250 C ye ısıtılmış örneklere ait değerler olmasıdır. Ancak yine de bu farklar, büyük oranda, örneklerdeki bünye suyunun değişken miktarları ile doğrudan ilişkilidir. Tablo 2. Kimyasal analiz ( C) ve DTA eğrilerinden (1250 C) hesaplanan ağırlık kaybı değerleri. Örnek işareti Ateş zaiyatı (%) Ağırlık kaybı (%) (Kimyasal analiz) (DTA) Kal Kal Kal Kır Kay Kay Sa Ar SEM - EDS analizleri İnceleme alanından derlenen Kır-7 ve Kay- 14 no lu örnekler laboratuarda SEM EDS incelemelerine tabi tutulmuşlardır. Bu incelemelerde klinoptilolit ve simektit minerallerinin yanı sıra örneklerde bulunan amorf maddenin mikromorfolojik görüntüleri alınmıştır (Şekil 6 ve Şekil 7). Kıranköy çevresinden alınan Kır-7 nolu örneğin XRD analizlerinde belirlenen klinoptilolit ve simektit mineralleri SEM görüntüleriyle de teyit edilmiştir. Sözkonusu görüntülerde, boşluk ve çatlaklardaki levhasal klinoptilolit minerallerinin daha iyi gelişmiş oldukları gözlenmiştir (Şekil 6). Yapılan nokta EDS analizinde (Şekil 8, EDS-1) K, Na, Ca, Al, O ve Si pikleri görülmüştür. Bu pikler sözkonusu mineralin klinoptilolit olduğunu göstermektedir. Kayacık mevkiinden alınan Kay-14 no lu örneğin SEM görüntülerinde ise levhamsı klinoptilolit mineralleri, simektit mineralleri ve globular amorf madde varlığı gözlenmiştir (Şekil 7). Bu örneğin SEM görüntülerinde tespit edilen simektit mineralinin farklı bölgelerinden yapılan nokta EDS analizlerinde (Şekil 8, EDS-2 ve EDS-3); K, Na, Ca, Al, O 279

8 M. Albayrak A B Şekil 6..Kır-7 no lu örneğin SEM görüntileri; A: klinoptilolit ve simektit mineralleri, B: Simektit mineralleri. A B C Şekil 7. Kay-14 no lu örneğin SEM görüntüleri; A: Klinoptilolit, simektit mineralleri ve amorf madde, B: Simektit mineralleri, C: Amorf madde. 280

9 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Kır-7 EDS 1 Kay-14 EDS 2 Kay-14 EDS 3 Şekil 8. Kır-7 ve Kay-14 no lu örneklerin EDS mikrografları; EDS-1: Kır-7 no lu örnek, EDS-2 ve EDS-3: Kay-14 no lu örnek. 281

10 M. Albayrak ve Si piklerinin varlığı, hatta EDS-3 teki Mg pik değerinin artış göstermesi örnek üzerindeki bu noktada görüntülenen bölgelerde simektit minerallerinin varlığını ayrı ayrı teyit etmiştir. Kimyasal analizler Derlenen zeolit örneklerinde SiO 2 % , Al 2 O 3 % , Fe 2 O 3 % , K 2 O % , MgO % ve CaO %1.8-6 değerlerindedir (Tablo 3). Tablodan da görüldüğü üzere örnekler SiO 2 bakımından zengin bir durum arz etmektedir. Bu da örneklerin asidik karakterli ve riyolitik kayaçlardan oluştuğunu göstermektedir. TiO 2 değerleri tüm örneklerde %0.1 oranında düşük bir dağılım gösterirken, MnO ve P 2 O 5 değerleri %0.1 den küçüktür. Tüm örneklerde Al 2 O 3 oranlarının toplam NaO+K 2 O+CaO oranından fazla olması bu örneklerin asidik bir mağmanın ürünü olduğunu kanıtlamaktadır (Tablo 4). Al 2 O 3 oranlarının yüksek olması ayrıca, orijinal kayaçların feldispatça zengin olduğunun kanıtıdır. Genel olarak bakıldığında tortul kayaçlardaki kimyasal bileşime uygun olarak bütün örneklerde K 2 O miktarının NaO miktarından daha yüksek miktarda olduğu göze çarpmaktadır. Teknolojik incelemeler Sözkonusu bölgeden derlenen 9 adet zeolit örneğiyle yapılan ön teknolojik incelemelerde, örneklerin Tablo 5 te verilen teknolojik özelliklere sahip oldukları belirlenmiştir. Tablodan da görüldüğü gibi örneklerin genel olarak birbirine yakın özellikler sergiledikleri, tüm örneklerin asitte reaksiyon vermedikleri ve suda dağılmadıkları belirlenmiştir. Bunların yanında çoğunun plastik özellik göstermediği veya az plastik özellikte olduğu ve sadece Kal-1 no lu örneğin plastik olduğu görülmüştür. Kal-1 no lu örneğin göstermiş olduğu bu özelliğin XRD ve DTA analizlerindeki sonuçlarla uyum sağladığı görülmüştür. Ayrıca 1150 C de pişirilen örneğin (Kal-1) makro görünümünde daha kırılgan bir yapı gösterdiği ve diğer örneklerden biraz daha farklı olduğu görülmüştür. Tabloda ayrıca örneklerin 1150 C ve 1300 C deki pişme renkleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Tablo 3 Ham örneklerin kimyasal analiz sonuçları. Örnek Kimyasal bileşim (%) Ateş zayiatı Yoğunluk işareti SiO 2, Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O MgO CaO NaO MnO P 2 O 5 TiO 2 B As,ppm (%) (g/cm 3 ) Kır Kır Kal Kal Kal Kay Kay Sa Ar Tablo 4 Ham örneklerdeki toplam NaO+K 2 O+CaO ve Al 2 O 3 içeriklerinin karşılaştırılması. Örnek işareti Kimyasal bileşim (%) NaO K 2 O CaO NaO + K 2 O + CaO Al 2 O 3 Kır Kır Kal Kal Kal Kay Kay Sa Ar

11 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Tablo 5. Örneklerin ön teknolojik analiz sonuçları. Örnek Asitte reaksiyon Suda Elle Pişme İşareti verme dağılma plastiklik 1150 C 1300 C Kal-1 Yok yok plastik Kal-2 Yok yok plastik değil koyu kahverengi erime Kal-4 Yok yok az plastik sütlü kahverengi erime yeşilimsi koyu krem başlangıcı erime Kır-3 Yok yok az plastik kahverengi erime Kır-7 Yok yok plastik değil açık kızıl kahve erime Kay-9 Yok yok plastik değil gri benekli sütlü kahverengi yeşilimsi koyu krem pişme erime Kay-14 Yok yok plastik değil kirli beyaz erime Ar-2 Yok yok plastik değil açık kahverengi pişme yeşilmsi krem erime Sa-2 Var yok plastik değil Koyu krem erime Sonuçlar Manisa (Gördes) bölgesinden derlenen zeolit örnekleri ile yapılan analizlerde ortaya çıkan bulgular kombineli bir şekilde birbirleriyle ilişkilendirilerek değerlendirilmiş ve aşağıda sonuçlara ulaşılmıştır. Gerçekleştirilen XRD analizlerinde zeolitik tüf örneklerinin çoğunlukla klinoptilolit minerallerinden oluştuğu ve bu minerallerin yanında daha az oranda kil mineralleri, mika mineralleri, amorf madde, feldispat mineralleri ve tridimit minerallerinin mevcut olduğu belirlenmiştir. Örneklerin ısısal faz değişimleri DTA ve TG analizleriyle belirlenmiştir. DTA termogramlarında, örneklerin C sıcaklık aralıklarında endotermik ve ekzotemik iki adet pikin varlığı gözlenmiştir. Gözlenen bu pikler nem kaybını veya serbest suyun çıkışını ifade etmektedir C sıcaklık aralıklarında organik maddelerin bünyeden uzaklaşmasını, C arasındaki değişimler tridimit ve amorf maddeyi ve C sıcaklık aralıklarında gözlenen küçük endotermik ve ekzotermik pikler ise faz değişimlerini, yapı yıkılmalarını ve dolayısı ile malzemenin çöküşünü ve zenginleşmiş silis malzemenin amorf maddeye dönüşümünü işaret ettiği anlaşılmıştır. Ayrıca, DTA-TG termogramları üzerinde örneklere ait toplam ağırlık kaybı değerleri %1.49 ile %2.30 arasında gerçekleştiği hesaplanmıştır. Teknolojik analizlerde ise örneklerin genel olarak birbirine yakın özellikler sergiledikleri, örneklerden hiçbirisinin asitte reaksiyon vermediği ve suda dağılmadığı gözlenmiştir. Bunun yanı sıra, örneklerden çoğunun plastik özellik göstermediği veya az plastik özellikte olduğu görülmüştür. Ayrıca örneklerin 1150 C ve 1300 C lerde pişirilmeleriyle kahve, gri, beyaz ve yeşil renkler aldıkları görülmüştür. Örneklerin feldispatça zengin olduğu ve orijinal kayacın asidik bir mağmanın ürünü olduğu, ayrıca yapılan mineralojik ve kimyasal analizlerle belirlenmiştir. Kaynaklar Albayrak, M. (2008) Batı Anadolu, Trakya, Kapadokya Yöresi Zeolitleri Mineralojik Veri Kitabı, MTA Rapor No:11053, Ankara, 204 sayfa. Chipera, S.J. and Apps, J.A. (2001) Geochemical stability of natural zeolites. Natural Zeolites, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, Vol.45, p.117. Cocheme, J., Leggo, P.J., Damian, G., Fulop, A., Ledesert, B. and Grauby, O. (2003) The mineralogy and distribution of zeolitic tuffs in the Maramures Basin, Romania, Clay and Clay Minerals, 51, Leggo, P.J., Cocheme, J.J., Demant, A. and Lee, W.T. (2001) The role of argillitic alteration in the zeolitization of the volcanic glass. Mineralogical Magazine, 65, Ercan, T. (1983) Gördes volkanitlerinin (Manisa) petrolojisi ve kökensel yorumu, Bulletin of Turkish Geological Society, 26, Erler, A. (1986) Jeokimya (Ortamlar), Türkiye Jeoloji Kurumu, Yerbilimleri Eğitim Dizisi, Ankara. Esenli, F. (1992) Gördes Çevresindeki Neojen Serilerinin Ve Zeolitleşmenin Jeolojik, Mineralojik ve Jeokimyasal İncelenmesi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Istanbul, 208 sayfa. Göktaş, F. (1996) Gördes Neojen Havzasının 283

12 Jeolojisi, MTA Derleme Rapor No:9931, Ankara. Öner, F., Demirhan, M., Eren, B., and Koruyucu, M. (1996) Gördes ve Demirci (Manisa) Neojen Havzalarının Sedimantolojik-Mineralojik özellikleri, Proceedings of 49 th Turkish Geological Congress. Öner F., Demirhan, M., Eren, B., Koruyucu, M. ve Koşun, E. (1998) Gördes Neojen Havzasının Jeolojisi, Mineralojisi ve Ekonomik Jeolojisi, MTA Raporu, Ankara. Ulusoy G. ve Albayrak, M. (2009) Foça (İzmir), Bigadiç (Balıkesir) ve Gördes (Manisa) yöresi zeolitlerinin mineralojik ve teknolojik özellikleri. MTA Dergisi, 139, Vural, A., ve Albayrak, M. (2005) Gördes ve Civarı Zeolitlerinin Mineralojisi, Proceedings of 58 th Turkish Geological Congress, April 2005, Ankara, Yağmurlu, F. (1983) Akhisar Doğusu, Neojen Topluluğu nun Jeolojisi ve Kömür Yatakları İle Olan İlişkisi, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 217s. Yağmurlu, F. (1983) Akhisar doğusu, neojen tortulların depolanma ortamları ve kömür yatakları ile olan ilişkisi, Proceedings of Turkish Geological Congress, Ankara, Aköz, F., Üstün, E. B. ve Çakır, Ö. (2001) Binalarda ısı yalıtımının enerji tasarrufuna ve çevre kirliliğine etkileri, Yalıtım Kongresi, Eskişehir, Akyüz, S., Akyüz, T. ve Özer, N.M. (2001) FT-IR spectroscopic investigations of benzidine and bipyridyls adsorbed on diatomite from Anatolia, Journal of Molecular Structure, , Arcasoy, A. (1993) Seramik Teknolojisi, Marmara Üniversitesi Yayın No:457, İstanbul, 277 sf. Arık, H., Kadir, S. ve Aruntaş, H.Y. (2002) Ankara- Kızılcahamam diyatomitlerinin karakteristik özelliklerinin ve sıcaklığa bağlı faz dönüşümlerinin araştırılması, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 15(1), Aruntaş, H.Y., Albayrak, M., Saka, H.A. ve Tokyay, M., (1998) Ankara-Kızılcahamam ve Çankırı-Çerkeş yöresi diatomitlerinin özelliklerinin belirlenmesi, Turkey Journal of Engineering and Environmental Science, 22, Bentli, İ. (2001) Kütahya-Alayunt diatomit cevherinin zenginleştirilebilirliğinin araştırılması, 4.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, Ed: H. Köse, V. Arslan, M. Tanrıverdi, İzmir, Bentli, İ. (2009) Diyatomitin endüstride kullanımı ve çevresel önemi, 3.Madencilik ve Çevre Sempozyumu, Ed: N. Karadeniz, Ankara, Bentli, İ. (2010) Kütahya-Alayunt diyatomit cevherindeki safsızlıkların hidrosiklon ve kalsinasyonla giderilmesi, Madencilik-TMMOB Maden Mühendisleri Odası Dergisi, 49(3), Bentli, İ., Balcı, T., Şen, A., Tuncel, M., Çetin, M. ve Ediz, N. (2005) Diatomit ve uçucu kül katkısının tuğla çamuru plastikliğine etkisi, 12.Ulusal Kil Sempozyumu, Ed: T. Yakupoğlu, M. Açlan, O. Köse, Van, Bentli, İ., Ediz, N. ve Tatar, İ. (2004) Beneficiation of Kütahya-Alayunt diatomite by calcination. 10th International Mineral Processing Symposium, İzmir, Bideci, A. ve Bideci, Ö.S. (2008) Diatomit hammaddesinin tuğla üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması, Trakya University Journal Science, 8(2), Breese, R.O.Y. (1994) Diatomite, Industrial Minerals and Rocks, in Carr ed, SMME, Colorado, USA, Demir, İ. ve Orhan, M. (2002) Volkanik tüf katkının yapı tuğlası üretiminde kullanılması, 5.Uluslararası İnşaat Mühendisliğinde Gelişmeler Kongresi, Ed: Pala, İlki, İstanbul, Ediz, N., Bentli, İ. ve Tatar, İ. (2010) Improvement in filtration characteristics of diatomite by calcination, International Journal of Mineral Processing, 94, Ediz, N., Tatar, İ. ve Bentli, İ. (2005) The use of raw and calcined diatomite in art-tile bodies, Turkey 19th International Mining Congress, Ed: H. Onur, M. Tanrıverdi, İzmir, Fragoulis, D., Stamatakis, M. G., Chaniotakis, E., ve Columbus, G. (2004) Characterization of lightweight aggregates produced with clayey diatomite rocks originating from Greece, Materials Characterization, 53(2-4), Karadağ, N. (1989) Diyatomit Katkısı İle Tuğla eldesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 83 sf. Karaman, S. (2007) Tarımsal alanlarda kullanılan hafif inşaat malzemeleri, Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 11(1-2), Koç, İ., Gökçe, M.V. ve Bilgil, A. (2008) Diyatomit esaslı yapı elemanları üretiminde çimentonun bağlayıcı olarak kullanılması üzerine bir çalışma, Çukurova Üniversitesi Mühendislik- 284

13 Manisa (Gördes) zeolitlerinin mineralojik, kimyasal ve teknolojik incelenmesi Mimarlık Fakültesi 30.Yıl Sempozyumu, Adana, Mete, Z. (1985) Kütahya-Alayunt yöresi diatomit yataklarının izole tuğla yapımında kullanılabilirliğinin araştırılması, Uluslararası Seramik Teknik Kongresi, Ankara, Mete, Z. (1988) Kütahya-Alayunt yöresi diatomit yataklarının zenginleştirilmesi, Akdeniz Üniversitesi Isparta Mühendislik Fakültesi Dergisi, Maden Mühendisliği Seksiyonu, Ed: A. Yamık, 1, Nuhoğlu, İ. ve Elmas, N. (1999) Alayunt Diyatomit Yataklarının Oluşumu ve Ekonomik Olarak İncelenmesi, 1.Batı Anadolu Hammadde Kaynakları Sempozyumu, İzmir, Sümer, G. (1988) Seramik Sanayi El Kitabı, Anadolu Üniversitesi Yayınları No:308, Eskişehir. Tatar, İ., Ediz, N. ve Bentli, İ. (2004) Diatomit katkılı çini karo bünye üretimi, 5.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, Ed: A. Akar, A. Seyrankaya, İzmir, TS705, (1985) Fabrika tuğlaları-duvarlar için dolu ve düşey delikli, TSE, Ankara. TS4633 EN993-1, Türk Standartları, (1996) Yoğun Refrakter Mamuller İçin Deney Metotları-Kısım 1: Kaba Yoğunluk, Görünür Porozite ve Hakiki Porozitenin Tayini, TSE, Ankara. TS4790, Türk Standartları, (1986) Tuğla ve Kiremit Topraklarının Deney Metodu, TSE, Ankara. TS4897, Türk Standartları, (2005) Kil - Seramik Yapımında Kullanılan Kuruma ve Pişme Küçülmesinin Tayini, TSE, Ankara. Ulusoy, G. (2004) Pomzanın izole monolitik malzeme imalinde kullanılması, MTA Dergisi, 129, Uygunoğlu, T. ve Ünal, O. (2006) Diyatomitin hafif blok üretiminde kullanılması, Politeknik Dergisi, 9(1), Ünal, O., Demir, İ. ve Uygunoğlu, T. (2003) Pomza ve diyatomitin hafif blok eleman üretiminde kullanılmasının araştırılması, III.Ulusal Kırmataş Sempozyumu, İstanbul, Ünal, O. ve Uygunoğlu, T. (2007) Diyatomitin hafif beton üretiminde kullanılması, IMO Teknik Dergi, 266, Yıldız, K. (2008) Farklı tuğla fabrikası atıklarının tuğla üretiminde kullanılabilirliği, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2, Yılmaz, B. ve Ediz, N. (2008) The use of raw and calcined diatomit in cement production, Cement Concrete Composites, 30, Yılmaz, B., Ediz, N. ve Bentli, İ. (2006) Kütahya- Alayunt bölgesi killi diyatomitlerin çimento üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2,