Granit ocağı artıklarının seramik üretiminde hammadde olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Son yıllarda doğaltaşa artan talebe bağlı olarak doğal taş artıklarının miktarı gittikçe artmaktadır. Bu artıkların üretildikleri yerlerde toplanması, geçici olarak depolanması, taşınması ve bertaraf edilmesi çevresel açıdan önemlidir. Geri kazanımı ve değerlendirilme imkanı olan artıkların çeşitli fiziksel veya kimyasal proseslerden geçirilerek yeniden ham maddeye dönüştürülerek tekrar üretim sürecine kazandırılması, maliyetlerin ve çevresel etkilerin azaltılması noktasında önem arz etmektedir. Doğal kaynakların kazanımı doğanın dengesi için hayli önemlidir. Kırşehir ili İsahocalı bölgesinde Ece Mermer tarafından ticari ismi Kırçiçeği olan granit blok üretimi gerçekleştirilmekte olup granit blok üretimi sürecinde bölgenin jeolojisine bağlı olarak doğal taş plaka üretiminde kullanılmayacak artık ortaya çıkmış olup endüstriyel simbiyoz ihtiyacını arttırmıştır. Artıklar üzerinde gerçekleştirilen jeokimyasal analiz sonrasında yüksek Na2O+K2O (6.03-9.67) içeriğine sahip olduğu görülmüştür. Seramik sanayinde yüksek Na2O+K2O oranı, pişirme sıcaklığını düşürmesi, vizkozitesinin düşük olması, camsı fazın hızlı gelişimine sebep olması ve kuvarsa karşı yüksek reaktivite göstermesi nedeniyle kullanımını yaygınlaştırmıştır. Bu tez çalışması kapsamında gerek ülke öz kaynakların verimli bir şekilde değerlendirilmesi gerekse çevreye verilen tahribatın azaltılması bakımından yüksek oranda Na2O+K2O içeren granit blok artıkları ile günümüzde seramik hammaddesi olarak kullanılan yüksek oranda Na2O+K2O içeren Buzluk Dağı siyenitleri farklı oranlarda (%10-20-30-40-50-60-70-80-90) ağırlıkça yer değiştirilmiştir. Daha sonrasında seramik hammadde testleri (pişme, pişme küçülmesi ve, renk analizi) gerçekleştirilerek, granit ocağı artıklarının Buzluk dağı siyenitleri ile birlikte seramik hammaddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmış olup doğaltaş ve seramik sektörleri arasında bir endüstriyel simbiyoz örneği oluşturulması amaçlanmıştır. Seramik sanayisinde kullanılan hammaddenin Fe2O3 oranı seramiğin pişme rengini olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle öncelikle arazi çalışmaları kapsamında temin edilen granit ocağı artıkları ve Buzluk Dağı siyenit numuneleri boyut küçültme işlemlerine tabi tutulmuş olup serbestleşen Fe2O3' ün uzaklaştırılması amacıyla kuru manyetik seperatörde manyetik ayırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Zenginleştirme işlemi sonrasında ise her iki bölge numunelerinin Na2O+K2O değerlerinde artış gözlenmiş olup Fe2O3 oranın ise azaldığı belirlenmiştir. Çalışma sonunda sodyum ve potasyumca zengin İsahocalı bölgesi granit ocağı artıklarının (foidsiyenit) ağırlıkça %10'dan % 30 oranına kadar Buzluk Dağı siyenitleri ile birlikte karıştırılarak seramik sektöründe endüstriyel hammadde olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.

In recent years, the amount of natural stone residues has been increasing due to the increasing demand for natural stone. The collection, temporary storage, transportation and disposal of these residues in the places where they are produced is environmentally important. It is important to reduce the costs and environmental impacts of the wastes that can be recycled and evaluated, by passing them through various physical or chemical processes and converting them into raw materials and reintroducing them to the production process. The acquisition of natural resources is very important for the balance of nature. In the Isahocalı region of Kırşehir province, granite block production is carried out by Ece Mermer, whose commercial name is Kırçiçek. After the geochemical analysis carried out on the residues, it was found to have high Na2O+K2O (6.03-9.67) content. It has been widely used in the ceramic industry due to its high Na2O+K2O ratio, lowering the firing temperature, low viscosity, rapid development of the glassy phase and high reactivity against quartz. Within the scope of this thesis, granite block residues containing high levels of Na2O+K2O and Buzluk Mountain syenites containing high levels of Na2O+K2O, which are used as ceramic raw materials today, are used in different proportions (10-20%- 30-40-50-60-70-80-90) was replaced by weight. Afterwards, ceramic raw material tests (firing, shrinkage in size and volume, color analysis) were carried out and the usability of granite quarry residues together with Buzluk Mountain syenite as ceramic raw material was investigated and it was aimed to create an industrial symbiosis example between natural stone and ceramic sectors. The Fe2O3 ratio of the raw material used in the ceramic industry adversely affects the firing color of the ceramic. For this reason, first of all, granite quarry residues and Buzluk Mountain syenite samples obtained within the scope of field studies were subjected to size reduction processes and magnetic separation processes were carried out in a dry magnetic separator in order to remove the liberated Fe2O3. After the enrichment process, an increase was observed in the Na2O+K2O values of the samples from both regions and it was determined that the Fe2O3 ratio decreased. At the end of the study, it is thought that the granite quarry residues (foidsyenite) of the Isahocalı region rich in sodium and potassium can be mixed with Buzluk Mountain syenites at a weight of 10% to 30% and used as industrial raw materials in the ceramic industry.