ENDÜSTRİYEL HAMMADDELER 1. HAFTA
1. GİRİŞ VE TANIMLAR Endüstriyel hammadde terimi, çok çeşitli tanımlamaların yapılabileceği geniş kapsamlı bir terim olmakla birlikte, Glossary of Geology 'de verilen tanımı genel çerçeveyi çizmesi açısından belki de en uygunudur. Bu tanıma göre bir endüstriyel hammadde " metalik cevherler, mineral yakıtlar ve süs taşları dışında ekonomik değer ifade eden herhangi bir kayaç, bir mineral veya doğal oluşumlu herhangi bir maddedir."
Manyezit (MgCO3)
Kil ocağı
Ancak uygulamada, yapılan hiç bir tanım konunun çok geniş kapsamı içinde yeterli kalmamaktadır. Örneğin, elmasın ve safirin süs taşı olarak kullanılan çok kıymetli formları dışında, sanayi kullanımına arz edilen düşük kaliteli türleri de mevcuttur.
Mücevher kalite elmas
Mücevher kalite elmas
İşlenmiş elmas
Bunun gibi boksit (Al2O3.H2O) ve ilmenit (Fe2TiO3) metalik mineraller olmalarına karşılık, aynı zamanda metal dışı kullanım alanları da söz konusudur.
Ekonomik açıdan yaklaşıldığında ise, tonu 5-6 dolardan satılan kum, çakıl ve kırma taştan, tonu yaklaşık 20 milyon doları bulan endüstriyel elmas bu mineraller grubunun iki uç üyesini temsil etmektedir.
Endüstriyel elmas Kum halinde matkap ucunda
Kum
Diğer yandan, modern sanayi toplumlarında tek bir endüstriyel mineraller sanayiinden değil çok çeşitli endüstrilerden söz etmek gerekir. Çeşitli endüstri dalları bazen keskin çizgilerle birbirinden ayrılırlarken bazen de ayrılamazlar. Örneğin, feldspat madenciliği ve zenginleştirilmesi mineral endüstrisidir; fakat bunu girdi olarak kullanan seramik endüstrisi farklı teknolojik uygulamaları ile ondan çok keskin çizgilerle ayrılır.
Çimento ve kireç üretiminde ise bu çizgi belirgin değildir, zira cevher hazırlama ve üretim iç içe gelişir. Doğal göl ve kaynaklardan tuz ve diğer kimyasallar üretiminde ise söz konusu çizgi tamamen ortadan kalkar. Burada mineral endüstrisi ve mamul üretimi aynı proseste birleşmiştir.
Tuzlu göl sularından tuz üretimi
İstatistikler, dünya ticareti içerisinde, endüstriyel hammaddelerin payının ne denli önemli boyutlara ulaştığını açıkça ortaya koymaktadır.
Dünya madencilik sektöründe, üretim miktarı olarak kırma ve kesme taşlar ile kum ve çakıl, petrol ve antrasitten daha önde bulunmakta bunları çimento hammaddeleri, kömür, demir cevheri, killer, tuz, kalker, boksit, jips, fosfat, potasyum klorür, kaolin, manyezit ve diğerleri izlemektedir.
Ticari değer açısından ele alındığında ise petrol ve antrasit, kırma ve kesme taşlar, kum ve çakıl, çimento hammaddeleri, killer, boksit, doğal gaz, demir cevheri, bakır, kireçtaşı, fosfat, uranyum, kükürt ve diğerleri şeklinde bir sıralanma gözlenmektedir.
İnsanlar tarafından çok değerli olarak kabul edilen altın, gümüş ve diğer metaller, gerek üretim miktarı ve gerekse de ticari değer olarak bir çok endüstriyel hammaddeden daha sonra yer almaktadır.
Altın madenciliği
Türkiye 'de madencilik sektörünün GSMH içindeki yeri, 1986 yılında % 1.80, 1989 yılında % 1.60 civarında gerçekleşmiştir. Son yıllarda ise bu oranın daha da aşağılara düştüğü gözlenmektedir. Bu oran tarihsel gelişim içinde asla % 2.50 'yi aşamamıştır.
Madencilik sektörünün 2000 li yıllardaki GSMH içindeki yeri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.(dpt, Temel Ekonomik Göstergeler) Son 10-15 yılda endüstriyel hammaddelerin bu oran içindeki payı ise yaklaşık % 30 'dur.
2000-2008 yılları arasında Türkiye de madencilik sektörünün GSMH içindeki yeri (DPT, Temel Ekonomik Göstergeler) Yıl Madencilik/GSMH (%) Yıl Madencilik/GSMH (%) 2000 1,13 2005 1,43 2001 1,21 2006 1,28 2002 1,06 2007 1,23 2003 1,08 2008 1,65 2004 1,21
Tanımlar Mağma; kendi kendine hareket edebilen, gazlar ve su buharı ile doygun ve yüksek basınç altında bulunan ağdalı bir silikat ergiyiğidir.
Mineral: Yerkabuğunda bulunan, belli bir kimyasal formülle ifade edilebilen, genellikle bileşik nadiren element halde bulunan, genellikle katı ve inorganik nadiren sıvı ve organik, genellikle kristalli nadiren amorf maddelere verilen isim.
Kuvars minerali Turmalin minerali
Jips minerali
Çeşitli mineraller
Bazı minerallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
PARAJENEZ, 1) Yanında, birlikte teşekkül etme. 2) Bir kayaçta veya maden yatağında minerallerin, beraberce zuhur etmeleri esasına dayanan, oluşumları (karşılıklı bağımlılık). Kısaca parajenez, biribirlerine komşu mineral topluluğu anlamına gelir.
Parajenez Plj: Plajyoklas, Mc: Mikroklin (bir alkali feldspat cinsi) Qz: Kuvars, Bt: Biyotit (siyah mika)
MADEN 1) Yerkabuğunun kimi bölgelerinde çeşitli iç ve dış doğal etkenler nedeni ile oluşan, ekonomik yönden değer taşıyan mineral bileşimi. 2) Kendine özgü bir parıltısı olan, genellikle elektriği ve ısıyı ileten, oksijenle birleşerek bazal etki veren (basit cisim) element. 3) Maden ocağı, -işletmesi.
Maden Ocağı Minerali
MADEN CEVHERİ, Bileşiminde önemli ölçüde değerli madenler bulunan doğal madde. Buna maden filizi de denir.
MADENCİLİK FONU, Madencilik faaliyetlerinde istikrarı sağlamak ve desteklemek amacı ile teşekkül ettirilmiş fon. Fonun kaynakları; 1) İrad kaydedilen teminatlar, 2) Müsadere edilen cevher ve malzemelerin satışından elde edilen gelirler, 3) İhale gelirleri, 4) Maden ithalat ve ihracatından alınacak fon kesintileri, 5) Bütçeden ayrılacak ödenek, 6) Diğer gelirlerdir.
Fonun işleyişi Muhasebe-i Umumiye Kanunu, Devlet İhale Kanunu ve Harcırah Kanunu hükümlerine tabi değildir. Fonun denetimi 20/10/1983 tarih ve 72 sayılı Başbakanlık Yüksek Denetleme Kurulu Hakkında Kanun Hükmünde Kararname esaslarına tabidir. Fon, Bakanlar Kurulu Kararı ile kritik madenlerin stoklanmasında, yurt içi denetleme maden alımlarında, zararına yapılacak maden ihraç bağlantılarının sübvansiyonunda kullanılabilir.
MADENCİLİK SEMBOLÜ, İki tarafı düz olan saplı bir çekiçle bir tarafı keski şekline getirilmiş diğer bir çekicin çatılmış durumundaki görünümü. Bu sembol maden ocağında üretimin devam ettiğini ifade eder. Haritalarda, çalıştırılan maden yeri madencilik sembolüyle gösterilir. Tükenmiş veya terkedilmiş maden sahalarında maden ocaklarının yeri bu sembolün, saplar yukarı gelecek şekilde çizilmesi suretiyle işaretlenir.
aktif maden ocağı terkedilmiş maden ocağı
MADEN YATAĞI, Damar veya kitle halinde teşekkül etmiş; büyüklük, miktar ve kalitesi açısından ekonomik olarak işletilebilecek faydalı kayaç veya minerâl birikimi.
Kromit maden yatağı (Siyah tabaka )
GANG, 1) Bir cevher yatağında cevherle birlikte bulunabilen ve ekonomik değeri olmayan mineral veya yan kayaç parçası 2) Damar taşı.
Kassiterit (SnO2) maden minerali kuvars (SiO2) gang minerali
kalkopirit kristalleri (sarı) ve yankayaç (gang)
TENÖR, Cevherde bulunan veya cevherin zenginleştirilmesi veya işlenmesi sonucunda elde edilen ürün içerisindeki kıymetli maddenin yüzdesel bir oran olarak ifadesi.
Yani belirli bir cevher numunesinin belirli bir element veya bileşik bakımından, bu element veya bileşiğin numune içindeki ağırlığının, numuneyi meydana getiren tüm maddenin kuru haldeki ağırlığına oranı.
REZERV, Bir maden yatağındaki ya da havzasındaki henüz işletilmemiş maden miktarı, birimi ton veya metre küp.
TUVÖNAN, Maden ocağından çıkarılan ve herhangi bir zenginleştirme işlemine tabi tutulmamış ham cevher.
Tüvonan kromit cevheri ve bu yığını oluşturan parçalardan birinin görünümü
TÜNEL, 1) Aynı seviyede veya az meyilli olarak devam eden, girişi ve çıkışı olan yeraltı yolu. 2) İki ucu açık galeri.
GALERİ, 1) Bir tarafı kapalı tünel. 2) Yeraltında açılan geçit yolu.
TAHKİMAT, 1) Maden ocağını teşkil eden galeri, kuyu ve üretim yerlerini mal ve can emniyeti bakımından çalışılabilinir duruma sokmak ve çalışılabilir durumda tutmak için yerine göre ağaç, demir ve beton kullanılarak yapılan takviye. 2) İksa. 3) Destek düzeni.
2. MADEN VE ENDÜSTRİYEL HAMMADDE YATAKLARININ OLUŞUMLARI (Bölümümüz ders planlarında Maden Yatakları dersi olmadığı için bu eksikliği kapatmak ve konuya genel bir açıdan yaklaşmak için, bu bölümde, ekonomik bir değer ifade eden metalik madenler ve endüstriyel hammaddelerin oluşumları bir bütün olarak ele alınmış ve en yaygın oluşum biçimleri özetlenmiştir).
Petrografik anlamda özel birer kayaç olan maden ve endüstriyel hammadde yatakları tıpkı kayaçlar gibi 3 farklı oluşum biçimine sahiptirler. 1 Mağmatik Oluşum 2. Metamorfik 3. Sedimanter
2.1. MAĞMATİK OLUŞUM 2.1.1.Likid Magmatik Oluşum Bu evrede doğrudan sıvı mağmadan kristalleşen mineraller söz konusudur. Likid magmasal oluşumda derinlik kayaçlarının oluşumu sürecinde yalnız bazik veya çok bazik kayaçlara bağlı olarak, likid magmasal maden yatakları oluşmaktadırlar. Diğer kayaçların maden yatağı denebilecek madde konsantrasyonlarına götürmesi, ancak differansiasyonun pegmatitikpnömatolitik evreye girmesi ile başlayarak hidrotermal oluşumda devam eder ve magmasal kristallenme son bulur. Bu döngüde elementin veya elementler grubunun özellikle zenginleştiği, bir kayaç veya kayaçlar grubu vardır.
Likid veya orto magmasal oluşumda C,Ti,Fe,Cr,Pt,Cu,Ni,Co gibi elementlerin maden yatakları oluşmaktadır.bu yatakların oluşumu,zaman,yer ve neden bakımından ultrabazik ve bazik kayaçların oluşumlarıyla çakışır.
Cevher minerallerinin bu ilk kristallenme oluşumunda doğal olarak zenginleşmeleri,«intra magmasal» olarak,başka bir deyişle bazı magma kısımlarında metal miktarının çeşitli nedenlerle konsantre olmasıyla veya büyük magma hacimlerinde uzun zaman devam eden zenginleşme olayları sonucu vuku bulmaktadır.
Bazik mağmatik kayaçlar içindeki tabakalı kromit yatakları
Likid magmasal element zenginleşmesinin iki ana yolu vardır. 1-Magma içinde ilk kristallenen mineraller arasında bulunan cevher mineralleri, özgül ağırlıklarının yüksekliği nedeniyle sıvı magmadan gravitatif olarak ayrılmakta ve dibe çökerek dar bir hacim içinde toplanabilmektedirler. Kromit, platin ve titanomagnetitlerin oluşumlarına yol açan bu olaya «gravitatif kristallenme farklılaşması» denir.
2-Özellikle kolay uçucu maddelerden yana zengin mağmalarda, henüz kristallenme başlamadan evvel silikat ergiyiği ve cevher ergiyiği olmak üzere magmasal ergiyik ayrışması vuku bulmaktadır. Cevher ergiyiğinin ürün verme mekanizması da iki ayrı yol izlemektedir.
Birinci yolda, ergiyik halde ayrışmış cevher magması, sıvı magma içinde damlacıklar halinde oluşmakta ve gravitasyonla toplanan damlacıkların oluşturduğu konsantrasyonun katılaşmasıyla yerinde «in situ»cevher yatağı oluşmaktadır.
İkinci yolda, cevher ergiyiği ayrışması likid magmasal safhada olmakla beraber, cevher ergiyiğindeki yüksek miktardaki kolay uçucu madde nedeniyle kristallenme koşul ve şekilleri pnömatolitik altevredekilere benzediğinden geçiş tipi yataklar söz konusudur. Likid magmasalpnömatolitik geçiş yatakları ismi verilen bu yataklar, özellikle magnetit zenginleşmeleri için önemlidir.
Bu evrede endüstriyel hammadde olarak; elmas, grafit, forsterit, korund, granat, apatit, zirkon vb. minerallerle gabro, diorit, granodiorit ve granit gibi derinlik kayaçları oluşmaktadır. Bu kayaçlardan fiziksel durumları uygun olanlar serttaş mermer ve yapı taşı olarak kullanılmaktadırlar.
grafit
zirkon
Zirkon kumu
2.1.2. Pegmatitik Oluşum Yer magmasal kristallenmenin devamı ile kolay uçucu maddeden yana zengin bir kalıntı ergiyik ayrılmaktadır. Bu ergiyik, ya ana magmanın kristallenmesinin geç evresi olarak doğrudan doğruya bu magma içinde zenginleşmekte ya da magma katılaşmasından sonra yan kayaçların zayıf zonlarına damarlar biçiminde ve hatta yantaşın içine girmektedir.
Pegmatitik oluşumda kristallenme evresine giren elementler, iyon yarıçapları ya çok küçük elementler(li, Be, B gibi) ya da iyon yarıçapı çok büyük olan elementlerdir. İyon yarıçapı çok büyük olan elementler, nadir toprakların tamamı, Nb, Ta, W,U,Th, Zr, Hf gibi özel değer ve önemde olan elementlerdir; pegmatitlerde zenginleşir ve yataklar verirler.
Bu evrede pegmatit adı verilen iri kristalli ve açık renkli damar kayaçları oluşur. Pegmatitlerin ince kristalli olanlarına aplit denir. Aplit ve pegmatitler; feldspat, mika, spodümen, lepidolit, beril, kristal kuvars, apatit, kriyolit, zümrüt, rutil, topaz, turmalin, zirkon, nadir toprak elementleri, zeolit vb. pek çok endüstriyel hammaddenin kaynağıdır.
Pegmatit damarları
Pegmatit el örneği