BENTONĐT NEDĐR? Y. Ziya KAYIR. KOSGEB Sincan Đşletme Geliştirme Merkezi, Ankara E-posta:

Transkript

1 BENTONĐT NEDĐR? Y. Ziya KAYIR KOSGEB Sincan Đşletme Geliştirme Merkezi, Ankara E-posta: Bu bildiri 4 Mayıs 2007 tarihinde Sakarya da Endüstriyel Fırınlar ve Refrakter Sempozyumunda sunulmuştur. ÖZET Bentonit, smektit gruptan bir kil mineralidir ve esas olarak montmorillonitten oluşmuştur. Smektit kil minerali suyu veya organik molekülleri emdiğinde şişer ve ayni zamanda önemli bir iyon değiştiricidir. Bentonit 1000 ürünün üretiminde kullanılır. Bentonit, bağlayıcı olarak refrakter üretiminde kullanılmakta malzemenin mukavemetini, yoğrulma ve biçimlenme özelliğini artırmaktadır. En çok dökümcülükte kalıp kumu yapıştırıcısı olarak kullanılır. Bentonitin en yeni gelişen kullanım alanı ise polimer katkısıdır. Bentonite clay has ability to absorb and bind toxins, poisons, and viruses. One chemically-modified nano-bentonite exhibited significant reductions in the HIV, Influenza H3N2 and Influenza H5N1 viruses. Bentonit kilinin toksinleri, zehirleri ve virüsleri emme ve yapıştırma yeteneği vardır. Kimyasal olarak değiştirilmiş nano bentonitlerle HIV ( Aids ) ve grip virüsleri önlenmiştir. Amcol firması, bu deney sonuçlarını 2005 yılında dünyaya duyurdu. Anahtar sözcükler: bentonit, döküm, kimya, nanoteknoloji, refrakter, kimya ve tıp. WHAT IS BENTONITE? ABSTRACT Bentonite is a clay mineral of the smectite group and is composed mainly of montmorillonite. The smectites are a group of minerals that swell as they absorb water or organic molecules within the structural layers; they also have considerable cationic exchange properties. Bentonite is a mineral for one thousand uses. Bentonite uses in refractory production as as a binding agent and increases resistance and plasticity of the material. The largest tonnage's of Bentonite are to bond foundry sands for metal casting. A most recent development in the use of Bentonite is as a polymer additive. Bentonite clay has ability to absorb and bind toxins, poisons, and viruses. One chemically-modified nano-bentonite exhibited significant reductions in the HIV,

2 Influenza H3N2 and Influenza H5N1 viruses. experimental results to the world in Amcol company announced the Keywords bentonite, foundry, chemistry, nanotechnology, refraktory and medicine. 1. GĐRĐŞ Ekonomik kalkınmanın asıl desteğini yeraltı zenginlikleri ve sanayileşme oluşturmaktadır. Madenlerimizi ve her çeşit hammadde kaynaklarımızı gerektiği ölçüde değerlendirebilmenin koşullarından birisi de halkımızı bu konularda yayınlar yoluyla aydınlatmaktır. Bu makale bu amaçla hazırlanmıştır. 2. BENTONĐT NEDĐR? Bentonit 1000 üründe kullanılır. Bentonit nedir? Neden bentonitin eşi benzeri yoktur, neden emsalsizdir? Bu soruların yanıtı 100 milyon yıl önce verildi. 100 milyon yıl önce, dünyamızda yoğun yanardağ faaliyetleri oldu. Bu patlamalarda denize dökülen yanardağ külleri, deniz suyunun etkisiyle yavaş yavaş değişime uğrayarak bentonit diye bildiğimiz killeri oluşturdu. Kısaca, bentonit yanardağ küllerinden denizde doğmuştur. Ülkemizin çeşitli yörelerinde halkımızın kullandığı baş kili, çamaşır kili, bebe toprağı ve pekmez toprağı gibi killer genellikle bentonittir. Bentonit, dökümcülükte, renk açmakta, sabun ve diğer temizleme malzemelerinin yapımında, ıslandığı zaman kabarıp gözenekleri kapadığı için sondaj kuyularında kullanılır. Montmorillonitin ticari adı olan bentonit, ilk kez, 1898 yılında Knight tarafından, ABD Wyoming'de Fort Benton yakınındaki killer için kullanılmıştır. Montmorillonit adı Güney Fransa da Montmorillon daki bentonit yataklarından gelmektedir. [1] Dünya bentonit rezervi milyon ton olup ABD, Rusya, Türkiye, Yunanistan, Almanya, Japonya, Đtalya, Đspanya ve Đngiltere de bulunmaktadır. Türkiye, 280 milyon tonluk bentonit rezervleriyle toplam dünya rezervinin yüzde 15 ine sahiptir. [2] 1 Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 2 Sekizinci Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 2

3 3. BENTONĐTĐN TARĐHÇESĐ [3] Bentonit, ilk kez, MÖ yıllarında Kıbrıs ta yünlerin yağını almak için kullanıldı. Nemlendirilmiş bentonit gıcırtı çıkarsın diye kağnı tekerleğine sürüldü. Đzolasyon malzemesi olarak kullanıldı. Kızılderililer bentoniti sabun olarak kullandılar yılında, Fullers Earth ( Đngiltere de bentonite verilen ad ) ile parafinin arıtılması konusunda patent alınmıştır. Ayni mucit sonradan hidrokarbonların, bitkisel ve hayvansal yağların arıtılması konusunda patent almıştır yılında, bentonit ABD de yemeklik yağların kısmen arıtılmasında ve bazen ağartılmasında kullanıldı yılından beri bentonit delme çamuru olarak kullanıldı, hala delme ve tünel işinde kullanılmaktadır yılında, Almanya da, ağartma toprakları asitlerle aktive edildi. Bentonit hidroklorik asitle aktive edilerek, yağların arıtılmasında veya renklerinin ağartılmasında kullanıldı. Bu ürün bugün de asitle aktive edilmiş kil olarak satılmakta olup son yıllarda daha nitelikli katalizörler keşfedilene kadar petrolün parçalanmasında kullanılmaktaydı yılından beri bentonit döküm sanayinde kalıp kumlarını yapıştırmak için kullanılmaktadır. Döküm sektörü bentonitin en çok kullanıldığı alan olup yıllık tüketimi 3.5 milyon tona ulaşmaktadır yılında bentoniti, su olmayan ortamlarda kullanabilmek için bentonitin özellikleri değiştirildi, elde edilen organokiller delme sıvısı ve kaplamaların kalınlaştırıcısı olarak kullanıldı yılından beri bentonit kedi kumu olarak kullanılmaktadır. Tutkal, hayvan yemi, demir cevherinin peletlenmesi, kağıt üretimi, kısmen su arıtma işlemi, kağıtta hamuru koruma ve homojenliği sağlama, karbonsuz kopye kağıdı üretiminde, atık su arıtmada katkı olarak, nükleer atıkları çevrelemekte, çamaşırın yıkanmasında, kumaş yumuşatıcı, nem alıcı ve yağ emici, su bazlı ürünlerde kalınlaştırıcı olarak ve çok sayıda başka uygulamada bentonit kullanılmaktadır. Bentonitin en yeni gelişen kullanım alanı ise polimer katkısı olarak kullanılmasıdır. Bentonit katkısıyla polimerin gaz engelleme ve sıcaklık savuşturma özelliği artırılarak polimerin alev alması ve tutuşması geciktirilmektedir. Bentonitten üretilen alev geciktiriciler örneğin plastikten elektrik prizi gibi sıcağa ve aleve dayanıklılık isteyen ürünlerde kullanılmaktadır. 12 Eylül 2005 tarihinde, bentonitlerle, HIV ( Aids ) ve grip virüslerinin önlendiğini gösteren deney sonuçları Amcol firmasınca dünyaya duyuruldu. [4] 4. BENTONĐTĐN ÖZELLĐKLERĐ [5] Doğal şekli, tane inceliği ve ham haliyle bentonit, yumuşak bir kayaçtır. Kırılmaya elverişli, ele yumuşak ve yağlı bir izlenim verir ve ağızda (tükürükte) hemen dağılma özelliği gösterir. Rengi beyaz, hafif sarı, sarı, bej, pembemsi, yeşilimtırak sarı veya açık 3 Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 4 Amcol firmasının bildirisi, 5 Türkiye Bentonit Envanteri, 1982, MTA Yayını No:184, sayfa 2 3

4 pembe olabilir. Bentonitin teorik formülü (Na 0.7 ) (Al 3.3 Mg 0,7 Si 8 O 20 (OH) 4 nh 2 O den oluşmaktadır.[6] Bentonitin kimyasal ve mineralojik analizleri Tablo 1 de verilmiştir. Analiz sonuçlarından görüldüğü gibi bentonit silisyum dioksit, alüminyum oksit (alümina) ve manyezit gibi sıcağa dayanıklı bileşenlerden oluşmuştur. Montmorillonit smektit olarak adlandırılan şerit silikatlar ailesinin bir türüdür. Bentonitin en önemli özelliği şişmesi ve suyu emmesidir. Bentonit ince tanelidir ve gözenekli bir yapıya sahiptir. Bentonit, yoğunluğu gr/cm 3, su emince şişen ve yüksek biçimlenme özelliğine ( plastisiteye ) sahip olan doğal bir kildir. Bentonitin yapıştırıcı özelliği vardır. Ateşe ve sıcağa dayanıklıdır, iyon değiştirme özelliğine sahiptir. Tablo 1. Kütahya ve Ünye Beyaz Bentonit Analizleri % Kütahya Ünye A.Z. 7,6 9,9 SiO 2 70,9 74,9 Al 2 O 3 15,7 14,0 Fe 2 O 3 0,9 1,1 TiO 2 0,1 0,2 CaO 2,1 1,7 MgO 1,4 1,9 Na 2 O 0,2 0,6 K 2 O 1,2 0,8 Şişme Hacmi 3,0 4,0 Beyazlık 82,0 84,0 Yağ emme 35,0 35,0 Montmorilonit Kristobalit 12, Bentonitin kristal yapısı, şerit şeklinde ve üç katlıdır. Bu katlar, dizilmiş sekizyüzlü ve dörtyüzlüden oluşmuştur. Dörtyüzlünün merkezinde Silisyum, sekizyüzlünün merkezinde ise Al, Mg, Na, Ca, Fe, Li vb gibi katyonlar bulunur. Hidrojen molekülü 1 Angström ( metrenin 10 milyarda biri veya 0,1 nanometre ) dir. Tek bir smektit ( bentonit ) kristalinin tane boyutu 2 mikrondan ( metrenin milyonda birinden ) daha küçüktür. Đnce taneli ve gözenekli bir yapıya sahip olan bentonit, nanoteknolojinin benzersiz bir elemanıdır. 6 Yaylalı Günay, Seyfi Değirmenci, Bülent Şirin, Nusret Akarlar-DÖKTAŞ, Türkiye de Döküm Bentonitlerinin 2000 lerde Đyileştirilmesi, Metalurji Dergisi Sayı 126, Sayfa 13 4

5 Şekil 1. Bentonitin Yapısı En önemli özelliklerinden biri suyu emince, kabarıp şişmesi, jelimsi bir kitle meydana getirmesidir. % 1-2 ölçüsünde bentonit, su içine konularak kuvvetli şekilde çalkalanırsa, dibe çökmeden suda askıda kalır. Bentonitin kıvamlılık ( tiksotropi ) özelliği, su ile temasa geçtiğinde jel, çalkalandığında sıvı hale gelebilme özelliğidir. Çok değişik renklerde gözlenebilen bentonitin iyon (katyon) değiştirme kapasitesi oldukça yüksektir. Süspansiyon halindeki koloid bentonit taneleri negatif yüklüdür. Şekil 2. Bentonitin elektron mikroskobu görüntüsü Şekil 3. Bentonitin teorik yapısı Bentonit, sindirim sistemindeki bakterileri, parazitleri ve toksinleri mıknatıs gibi çeken bir sünger özelliğine sahiptir. Nano Bentonit, HIV ( Aids ) ve grip virüslerini yok etmektedir. 5. BENTONĐTĐN ÇEŞĐTLERĐ VE STANDARTLARI [7],[ 8] Bentonit Çeşitleri; a-) Kalsiyum-Bentonit ( Ca-Bentonit ) b-) Aktive Edilmiş Bentonit, c-) Doğal Sodyum Bentonit, ( Na- Bentonit) 7 Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 8 VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 5

6 d-) Organik Bentonit e-) Asitle Aktive Edilmiş Bentonit olmak üzere 5 gruba ayrılır. Ülkemizdeki bentonit rezervleri, kalsiyum bentonit ve kalsiyum-sodyum (ara tip) bentonitlerden oluşmaktadır. Yalnızca Reşadiye ( Tokat ) yöresinde sodyum bentonit yatakları bulunmaktadır. Kalsiyum-Bentonit ( Ca-Bentonit ) ( Aktive edilmemiş bentonit ) : Orta katında çoğunlukla kalsiyum (Ca 2+ ) veya Mağnezyum ( Mg 2+ ) yer alan bentonitlere verilen addır. Aktive Edilmiş Bentonit : Kalsiyum bentonitlerin alkali aktivasyonuyla sodyum bentonite dönüştürülmesiyle oluşan bentonite verilen addır. Kısacası soda külü katkısıyla orta kattaki Ca 2+ -iyonları Na + iyonlarıyla yer değiştiren bentonittir. Doğal Sodyum Bentonit : Orta katında ağırlıklı olarak Na 2+ iyonları bulunan ayrıca değişen yoğunluklarda Ca 2+ ve Mg 2+ -iyonları da içerebilen bentonitlerdir. Organik Seven Bentonit ( organokil ) : Orta kattaki katyonları, örneğin alkil amonyum gibi polar organik moleküllerle yer değiştirmiş bentonitlerdir. Bu bentonitler suyu sevmezler, organik çözücülerle şişerler. Asitle aktive edilmiş bentonit : Yapısı asitlerle muamele edilerek; aktivasyon derecesine göre orijinal Ca 2+ ve Mg 2+ ve Na + katyonlarının çoğu alınmış, kafesteki alüminyum, demir, mağnezyum ve silisyum kısmen arıtılmış bentonitlerdir. Bu bentonitlerin bir gramı 200 m 2 gibi geniş yüzey alanına ve mikro gözeneklere sahiptir. Bentonitle ilgili TSE Standartları : Türkiye de bentonit için kullanılan ürün standartları TSE tarafından hazırlanmış olup bu güne kadar aşağıdakiler yayınlanmıştır. TS 977 Sondaj çamuru hammaddesi, TS 5360 Döküm Bağlayıcısı, TS Lastik sanayinde kullanılan, TS Deterjan sanayinde kullanılan, TS Seramik Sanayinde Kullanılan, TS Kağıt Sanayinde Kullanılan Bentonit Ayrıca yağ ağartma standardı olarak 1 gr tonsilin ağartma gücü eş değer alınıp hazırlanan TS 2583 ü de sayabiliriz. 6. TÜRKĐYE NĐN BAŞLICA BENTONĐT YATAKLARI [9] Ülkemizin başlıca bentonit yatakları Biga yarımadası, Gelibolu yarımadası ve kuzeyi, Eskişehir-Ankara yöreleri, Çankırı-Tokat bölgesi, Ordu-Trabzon bölgesi, Kayseri- Nevşehir-Niğde bölgesi Malatya-Elazığ bölgesindedir. 9 Aydoğan AKBULUT, Bentonit, 1996, MTA Eğitim Serisi No:32, sayfa 33 6

7 Şekil 4. Türkiye'de Bentonit Sahaları Bu bölgeler ile yakın çevrelerinde irili ufaklı pek çok bentonit yatağı bulunur. Bilinen bu bentonit yataklarına ilaveten Giresun ve Konya illerinde de bentonit yatakları bulunmaktadır. Türkiye, 280 milyon tonluk bentonit rezervleriyle, toplam dünya rezervinin yüzde 15 ine sahiptir. Tablo 2. Türkiye nin Bentonit Yatakları Yeri Rezerv, Ton Ankara-Kalecik-Hançılı (1+2) Ankara-Keskin-Besler (1+2) Artvin-Derinköy (k) Çankırı-Çerkeş-Bayındır (1+2) Çankırı-Eldivan-Küçük Hacıbey Köyü (1+2) Çankırı-Eldivan-Büyük Hacıbey Köyü (1+2) Çankırı-Ilgaz-Kızılibrik (1+2) Çankırı-Eskipazar-Başpınar (1+2) Çorum-Sungurlu-Mecitözü (1+2) Edirne-Enez (1+2) Giresun-Tirebolu (1+2) Đstanbul-Şile-Kızılcaköy-Çamaşırdere (3) Konya-Sağlık (1+2) Konya-Sille (1+2) Ordu-Fatsa-Ünye (3) Tokat-Reşadiye-Akdoğmuş-Kaşpınar (k) Trabzon-Araklı-Arsin-Yolüstü (2) Toplam Bentonit Rezervi ( R ) Potansiyel Rezerv ( T ) Kaynak TOPLAM : Görünür Rezerv, 2: Muhtemel rezerv, 3: Mümkün Rezerv Kaynak:Türkiye Bentonit Envanteri 7

8 Ünye-Fatsa (Ordu) Bentonit Yatağının mümkün rezervi tondur. Son yıllarda önemi gittikçe artan beyaz bentonitler Ünye, Fatsa, Giresun-Tirebolu, Harşit vadisi, Tekkiraz Yaylası ve Kütahya Başören de bulunmaktadır.[10 ] 7. BENTONĐTĐN MADENCĐLĐĞĐ VE AKTĐVASYONU Şekil 5. Bentonit maden işletmeciliği Bentonit yataklarının çok büyük bir bölümü açık işletme yöntemiyle işletilmektedir. Üretim teknolojisinde lastik tekerlekli kepçe, skreyper ve paletli kepçeler ile geniş taşıma hacimli kamyon ve vagonlar ilk aşamayı oluşturur. Đkinci aşama da kurutma alanına yakın bir yerde kurulmuş kırma, ufalama, öğütme, aktiflendirme ve ambalajlama tesisidir.[11] Bentonitler, doğadan ham olarak Na-Ca veya sadece Na veya Ca-Bentoniti olarak çıkarılır. Yaklaşık 80 santimlik topaklar halinde açık madencilik şartlarında çıkarılan bentonit, daha sonra ya çubuklu değirmenler kullanılarak ya da başka mekanik işlemlerle 6-8 cm. lik parçalar halinde küçültülür. Bentonitin nemi yaklaşık % civarındadır. Bu nem oranı aktivasyon için en uygun nem oranı olarak verilmektedir. Topaklar kırılırken veya sonra otomatik yöntemlerle yaklaşık % oranında Na 2 CO 3 (soda külü) bentonite katılır. Belirli aralıklarla karıştırılır. Bu şekilde 20 gün bekletilir. Aktivasyon sırasında buharlaşma ile nem % seviyelerine düşer. Hazırlanan bentonit katmanlarından dikine kesitler alınarak, bentonit akışkan yataklı bir kurutucuya veya bir döner fırına beslenerek, nemi istenilen seviyelere indirilir (yaklaşık % 10). Aktivasyon reaksiyonu; Ca-Bentoniti + Na 2 CO 3 Na-Bentoniti + CaCO 3 şeklindedir. Bu reaksiyon sonucu oluşan CaCO 3 oranı yüzde 8-9 civarındadır.[12] 10 VIII Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu Sayfa 11 VIII Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu Sayfa 12 Yaylalı Günay, Seyfi Değirmenci, Bülent Şirin, Nusret Akarlar-DÖKTAŞ, Türkiye de Döküm Bentonitlerinin 2000 lerde Đyileştirilmesi, Metalurji Dergisi Sayı 126, Sayfa 17 8

9 Şekil 6. Bentonit işletmesi Şekil 7. Bentonit Üretimi 8. AĞARTMA TOPRAKLARININ ASĐTLE AKTĐFLENDĐRĐLMESĐ [13] Yemeklik yağların ilk durumda koyu renkli veya fazla klorofilli olmaları renklerinin açılmasını ve berraklaştırılmasını gerektirir. Yemeklik yağların renginin giderilmesinde kullanılan doğal bentonitlerin ağartma gücü genelde düşüktür. Bu nedenle özellikle kalsiyum bentonitler asitle aktiflendirilerek ağartma gücü arttırılır ve yağ sanayinde kullanılır. Bunun sonucu olarak da kilin yapısı bozulmadan yüzey alanı artar, porozitesi gelişir ve kimyasal aktivitesi artar. Bu olayda ağartma topraklarının gözenekleri % 80 artar. Yüzeyi en uygun ölçüde arttıran asit miktarı Fatsa-Ünye bentoniti için % 40 olarak saptanmıştır. (Sarıkaya ve diğerleri, 1985). Asitlendirilecek bentonit öğütülerek kuru ağırlığının % 30'u kadar Hidroklorik Asit (HC1) veya Sülfürik Asit ( H 2 SO 4 ) ile 105 C'de 2-3 saat kaynatılır. Asitle tepkime olayının sonunda aktiflendirilmiş bentonitin asit derecesini düşürmek için yıkama işlemine geçilir. Daha sonra, yıkanmış bentonit kurutulur ve öğütülür. Bentonitin asitlik derecesi ve kurutma hızı, ağartma kalitesini önemli ölçüde etkiler. Tane boyu da süzme oranı vb. özellikleri etkilediğinden önemlidir. Yağların ağartılmasında kullanılacak kil miktarı hem uygulanan yönteme hem de yağın cinsine göre değişir. Yemeklik yağlar için genelde % oranında kil kullanılırken koyu renk yağlarda bu oran % 2-4 olabilmektedir. 9. BENTONĐTĐN KULLANIM ALANLARI [14] Döküm sektörü bentonitin en çok kullanıldığı alan olup yıllık tüketimi 3.5 milyon tona ulaşmaktadır. Deterjan, kağıt ve seramik endüstrisi bentonitin çok kullanıldığı diğer alanlardır. Daha sonra ise sondaj, dolgu ve zirai ilaç alanında kullanılmaktadır. Her sektör için kullanım amacı farklı olup dolayısıyla bentonitten istenen özellikler de farklı olmaktadır. Bentonitin sağlık, güzellik ve tıpta virüs tedavisinde kullanımı da hızla gelişen alanlardır. Çok çeşitli özellikler gösterenj sodyum bentonit, kalsiyum bentonit, aktive edilmiş killer, organik killer 1000 ürün ve uygulamada kullanılmaktadır. 13 Aydoğan AKBULUT, Bentonit, 1996, MTA Eğitim Serisi No:32, sayfa Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 9

10 Sodyum Bentonitin Kullanım Alanları : Bu kapsamda sodyum bentonitin, kullanım alanları Şekil 8 de şematik ve açıklamalı olarak verilmiştir. Şekil 8. Sodyum Bentonitin Kullanım Alanları Çözeltilerde asılı tutucu özelliği Boyalar, Püskürtmeli tarım ilaçları X-Işınları incelemesi, Petrol Sondajı Kozmetik, Eczacılık, Đlaç, Çamaşır deterjanı Kıvamlılık ve yoğrulabilirlik özelliği (Viskozite, plastisite ) Portland çimentosu ve harç yapımı Bulamaç yapıcı özelliği Bitümlü (ziftli ) bulamaç boyalar Emme ve çekme özelliği Kağıt üretiminde nokta sıklığı sağlama Su arıtma Yapıştırıcı özelliği Mineral yünleriyle izolasyon maddesi yapımı Çömlek sırları, Ateşe dayanıklı malzemelerin üretimi Dökümcülükte kalıp kumlarının yapıştırılması Tekstil ve kalem üretimi Cevher, kömür ve uçucu tozların briketlenmesi, Grafit pota ve elektrot yapımı 10

11 Kalsiyum Bentonitin Kullanım Alanları : Doğal kalsiyum bentonitin; doğal ağartma toprağının ve etkinleştirilmiş ( aktive edilmiş ) ağartma toprağının kullanım alanları Şekil 9 da şematik ve açıklamalı olarak aşağıda verilmiştir. Şekil 9. Kalsiyum Bentonitin ve Aktive edilmiş Bentonitin Kullanım Alanları A. Doğal Ağartma Toprağının Kullanım Alanları Emme özelliği Böcek Đlacı, Deterjan Kozmetik ve ilaç yapımı Diğer Yapı malzemeleri Yapıştırıcı özelliği Dökümcülükte kalıp kumlarının yapıştırılması Kalem üretimi Cevher, kömür ve uçucu tozların briketlenmesi Yapay buğu B. Etkinleştirilmiş ( aktive edilmiş ) Ağartma Toprağının Kullanım Alanları: Kataliz özelliği Petrol Çekme özelliği-safsızlıkları Giderme Yağların arıtılması ve ağartılması, 11

12 Çözücülerin arıtılması ve ağartılması Yoğunlaştırma Bitki özlerinden böcek ilacı yapımı, Boya maddesi Cilalar Metal Đyonları Atık parçalama ürünleri 12

13 1. Döküm sektörü : Bentonit dökümcülükte, kalıp kumunun hazırlanmasında yapıştırıcı olarak kullanılmaktadır. Bentonitin emsalsiz yapıştırıcı ve sıcağa dayanıklılık özelliği sayesinde, kum kalıpların iyi akışkanlık, sağlamlık ve sıcağa gösterdiği kararlılıkla yüksek kaliteli dökümlerin üretimi mümkün olmaktadır. Döküm sektörü bentonitin en çok kullanıldığı alan olup yıllık tüketimi 3.5 milyon tona ulaşmaktadır. 2. Pelet Yapımı: Bentonit, demir çelik sanayinde demir tozlarının topak (pelet) yapılarak yüksek fırınlarda pik demir üretiminde veya doğrudan indirgenmiş demir üretiminde ( DRI ) yapıştırıcı ve topaklayıcı olarak kullanılır. 3. Đnşaat Mühendisliği Uygulamaları: Bentonit baraj duvarları, temeller, tüneller, yatay delme ve boru bağlantıları gibi inşaat mühendisliği uygulamalarında; tiksotropik, destek ve yağlayıcı olarak kullanılır. Bentonit kıvamı ve şekil alma özelliğinden dolayı portland çimentosunda ve harçlarda da kullanılır. 4.Çevre Temizleme / Atık Arıtma : Bentonit, atık suların arıtılmasında kullanılmaktadır. Bentonit toprakta geçirgenliği azaltır. Yeraltı sularının kirlenmemesi için doğal olarak bentonit içeren düşük geçirgenlikli topraklar tavsiye edilmektedir. Toprağa bentonit katılarak su geçirgenliği düşülür ve kirlilik önlenmiş olur. 13

14 5. Petrol Sondajları: Bentonitin bir başka geleneksel kullanım alanı da petrol sondaj çamurundaki kullanımıdır. sondaj kuyularında Bentonit ıslandığı zaman kabarıp sondaj deliğinin duvarındaki delikleri gözenekleri kapadığı için delme ürünlerinin ve sondaj suyunun bu deliklerden kaçmasını ve sızmasını önler. Böylece, bentonit sondaj deliğinde iyi bir delme ortamı ve sondaj ucunun yağlanmasını sağlar. 6. Yemeklik Yağ ve Gıda Pazarları : Ayçicek, soya, hurma ve kolza yağı gibi yemeklik yağlarda bentonitin emici özelliğinden yararlanılarak safsızlıklar giderilir, yağın rengi ağartılır. Bira, şarap, maden suyu ve şeker ve balda bentonit renk ağartıcı olarak kullanılır. 7. Tarım ve Hayvancılık : Bentonit hayvan yemi ilavesi ve yem üretiminde pellet yapıştırıcı olarak kullanılmaktadır. Bentonit toprağın iyileştirilmesi ve geliştirilmesinde iyon değiştirici olarak da kullanılır. Bentonit pişirildiğinde gözenekli bir seramik oluşur böcek ilacı ve yabancı ot öldürücü ilaçlar için bu seramik malzeme taşıyıcı olarak kullanılır. 14

15 8. Đlaç, Kozmetik ve Tıbbi Pazarlar Bentonit ilaçlarda dolgu olarak kullanılır. Emme ve yüze çekme özelliğiyle macun oluşumuna izin verir. Koruyucu kremler, kalamin losyonu, yaş kompres, ekzama için tahriş önleyici ilaçlarda bentonit kullanılır. Tıpta bentonit ağır metal zehirlenmelerinde panzehir olarak kullanılmaktadır. Yüz maskesi gibi bakım ürünleri, güneş yanığı boyası, bebek ve yüz pudrası ve yüz kremleri hep bentonit içerir. 9. Deterjanlar Çamaşır deterjanları ve sıvı ve katı el sabunlarında temizleme özelliği bentonite dayanır. Deterjan ve sabunlardaki bentonit tanecikleri kirleri emerek çamaşırı temizler, çamaşırı yumuşatır ve gevşetir. 10. Boyalar, boyar maddeler ve cilalar : Bentonit ve organik killer, verniklerde su ve çözücü esaslı boyalarda kalınlaştırıcı ve askıda tutucu olarak kullanılır. Bentonit ve organokiller tiksotropik özelliklerinden dolayı su ve solvent bazlı boyalarda kıvamlaştırıcı ve süspansiyon elamanı olarak katılır. Bentonitin emme özelliğinden giysilerin çivitlenmesinde, boya ve duvar kağıdında kullanılır. 15

16 11. Kedi Kumu: Bentonit kedi kumu olarak da kullanılmaktadır. Kullanılan kedi kumu şişer ve temiz kısımdan kolayca ayrılır, kalanı tekrar kullanılır. Avrupa Bentonit Üreticileri Derneğine göre bentonitin içinde kristalin silika bulunduğu ve bunun kediler için tehlikeli olduğu şeklinde iddialar vardır Kağıt: Bentonit çoğu kâğıt imalâtçıları tarafından tüketilir, ince bünyeli temiz yüzeyli kâğıt imaline imkân verir. Eski gazete kâğıtlarının yeniden işlenmesinde bentonitin mürekkep çekme özelliğinden yararlanılır. Asitle aktive edilmiş bentonit karbonsuz kopye kağıdı yapımında kullanılır. 13. Seramikler: Đnce, ileri ve teknik seramiklerin yapımında bentonit dengeleyici üründür. Bentonit sır yapımında, cüruf yapıcı ve biçimlendirici olarak seramiklerde kullanılır. 16

17 14. Katalizör : Kimyasal olarak değiştirilmiş killer, anahtar mekanizması asit katalizörü olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda; özellikle akaryakıt katkıları üretiminde alkilleme işleminde kullanılır. 15. Alev Geciktirici : Bentonitin en yeni gelişen kullanım alanı ise polimer katkısı olarak kullanılmasıdır. Bentonit katkısıyla polimerin gaz engelleme ve sıcaklık savuşturma özelliği artırılarak polimerin alev alması ve tutuşması geciktirilmektedir. Bentonitten üretilen alev geciktiriciler örneğin plastikten elektrik prizi gibi sıcağa ve aleve dayanıklılık isteyen ürünlerde kullanılmaktadır. 10. SONUÇLAR VE DEĞERLENDĐRME Dünya ülkelerinin toplam bentonit ve ağartma toprağı üretimleri 1980 li yılların ikinci yarısından sonra iki kat artmış olarak yılda 12 milyon ton düzeyine çıkmış, 90 lı yıllarda ise yıllık milyon ton düzeyinde seyretmiştir. Bu üretimin yaklaşık 10 milyon tonu bentonit, 4 milyon tonu ağartma toprağıdır. Bentonit grubu mineraller zengin rezervlere sahip olduğumuz mineraller arasında yer almaktadır. Ülkemizin toplam bentonit rezervleri, 280 milyon ton civarındadır. Ülkemizin 2005 yılı bentonit üretimi miktar olarak ton, değer olarak YTL dir yılı bentonit ihracatı, miktar olarak ton, değer olarak 13.5 milyon dolardır. Bentonitin tonunun ortalama ihraç birim fiyatı, son yıllarda artarak 44 dolardan 57 dolara yükselmiştir yılı bentonit tüketimi, ton olarak gerçekleşmiştir yılında dünyada üretilen bentonitin yüzde 25 i ( 2.6 milyon ton ) Avrupa Birliği nde üretilmiştir. Avrupa Birliği metal madenlerde net ithalatçı konumundadır. Özellikle bentonit, feldispat, perlit, tuz, talk, ve bir gübre hammaddesi olan potas konusu ise net ihracatçı konumda olduğu ürünlerin başında yer almaktadır. Ayni yıl ülkemizde üretilen bentonit miktarı ton olup bu miktar AB üretiminin çeyreğine eşittir. 17

18 2010 yılında bentonit talebi ton, ihracat projeksiyonu ton olarak öngörülmüştür. Bentonit ihracatı değer olarak 16,5 milyon dolar tahmin edilmektedir.[15] Ülkemizin aktiflendirme tekniklerine yeterince önem vermesi durumunda, büyük bentonit potansiyelini yurt içi ve yurt dışı pazarlarda değerlendirilmesi mümkündür. Demiryolu ulaşım ağının geliştirilmesi bu rekabet ortamına girebilmek için kaçınılmazdır. Diğer yandan bentonitin kağıt, kedi kumu, deterjan ve sabun sanayi ile ilaç sanayinde tüketimlerinin artışı, ilgili bentonit işleme teknolojisinde gelişme sağlanmasıyla mümkündür. Ülkemiz tüm sektörlere yetecek miktarda bentonit yataklarına sahiptir. Döküm sektörünün ihtiyacı olan bentonitin, istenen özelliklere getirilmesi için aktivasyon da dahil olmak üzere, bilimsel yöntemler de kullanılmak kaydıyla üretilmeleri şarttır. Bunun için bentonit firmalarının gerekli araştırma ve yatırımlarını yapmalarına ihtiyaç vardır ürünün üretiminde kullanılan bentonit, kimya sanayimizin gelişmesine öncülük ederek gençlerimiz için istihdam, halkımız için refah artışına yardımcı olacaktır. KAYNAKLAR 1. Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 2.VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 3. Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 4.Amcol Firmasının Bildirisi, MALTA%20Poster.pdf 5.Türkiye Bentonit Envanteri, 1982, MTA Yayını No:184, sayfa 2 6.Yaylalı Günay, Seyfi Değirmenci, Bülent Şirin, Nusret Akarlar-DÖKTAŞ, Türkiye de Döküm Bentonitlerinin 2000 lerde Đyileştirilmesi, Metalurji Dergisi Sayı 126, Sayfa 13 7.Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 8.VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 9.Aydoğan AKBULUT, Bentonit, 1996, MTA Eğitim Serisi No:32, Sayfa VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 11.VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, 12.Yaylalı Günay, Seyfi Değirmenci, Bülent Şirin, Nusret Akarlar-DÖKTAŞ, Türkiye de Döküm Bentonitlerinin 2000 lerde Đyileştirilmesi, Metalurji Dergisi Sayı 126, Sayfa Aydoğan AKBULUT, Bentonit, 1996, MTA Eğitim Serisi No:32, sayfa Avrupa Bentonit Üreticileri Derneği, 14.VIII. Kalkınma Planı Bentonit ÖĐK Raporu, Dokuzuncu Kalkınma Planı Madencilik ÖĐK Raporu 18