Fluorit Kullanım Alanları...

Flüorit çok çeşitli jeolojik ortam ve şartlarda oluşabilen bir mineraldir Demir-Çelik, kimya, seramik ve cam sanayinin önemli hammaddesidir

Türkiye'de ilgili sanayi dallarının talebini karşılamak ve fluorit potansiyelini belirlemek amacıyla yapılan araştırmalar sonucu bir çok yatak bulunmuş ve bunların çoğu özel şirketlerce işletilerek tüketilmiştir Genellikle düşük rezervli olan söz konusu sahalarda yapılan üretimler yetersiz olduğundan endüstriyel talep çoğu zaman karşılamamıştır

Gelişmiş ülkelerde çelik sanayiinde eritken olarak fluorit yerine kolemanit kullanılması, fluoriti bu sektörden kısmen uzaklaşmıştır Halbuki kolemanit hem daha pahalı, hem de toz ve nem oranın fazla olması nedeniyle olumsuz etkileri olan bir ikame maddesidir Ülkemizde de demir-çelik fabrikalarında fluorit yerine kolemanit kullanılması fluorit madenciliğini olumsuz etkilemiş, bunun sonucu olarak da fluorite dayalı sanayiler (hidrofluorik asit, kriyolit vb) kurulamamıştır Gelişen kimya, alüminyum ve seramik endüstrisi ise bu ara ürünlerini gittikçe artan oranlarda ithal etmeye başlamıştır

FLUORİT

•Kimyasal Bileşimi : CaF2
•Kristal Sistemi : Kübik
•Sertlik : 4
•Özgül Ağırlık : 32
•Dilinim : {111} mükemmel
•Renk ve Şeffaflık : Morun değişik tonları, mavi, yeşil, sarı, beyaz, pembe, kahverengi, mavimsi siyah; şeffaf-yarışaffaf
•Ayırıcı Özellikleri : Ultraviyole ışık altında mavi, sarı, beyaz ve kırmızımsı renkler gösterir Kalsitten daha serttir Sülfirik asitte çözünür
•Bulunuşu : Hidrotermal maden yataklarında yaygın olarak oluşan bir mineraldir Sedimanter kayaların boşluklarında, pnömatolitik yataklarda, sıcak su kaynaklarının oluşturduğu çökellerde, Alpin tipi damarlarda, bazı granitlerde ve çok nadir olarak pegmatitlerde oluşabilir Birçok metalik maden yatağının gang minerali olarak da gözlenebilir

1GİRİŞ

Tanım ve Sınıflandırma

Fluorit, kalsiyum florür bileşiminde (CaF2) olup saf olduğunda %511 kalsiyum ve %489 fluor ihtiva eder Uluslararası ticari ismi "fuorspar" olan fluoritin esas elementi fluordur Doğal fluorit kuvars, barit kalsit, galenit, sfalerit, siderit, sölestit, kalkopirit ve diğer sülfid mineralleri ile birlikte bulunur Magmatik, metamorfik ve sedimanter kayaçlar içerisinde hidrotermal damar, dolgu ve metasomatik yataklar şeklinde oluşur Kristal şeklinde olduğu zaman genellikle renksiz bazende mor, sarı, mavi, yeşil, gül rengi, kırmızı, mavimsi ve morumsu siyah ve kahverengi renklerde de görülebilmektedir Mohs skalasına göre sertliği 4 tür Spesifik gravitesi 301 ile 360 arasında değişir Erime sıcaklığı 1378 oC dir

Fluor içeren başlıca mineraller ; fluorit (CaF2) fluorapatit [Ca5 (PO4)3F] ve kriyolit (Na3AIF6)' tir

Ticari anlamda fluorit üç ana sınıfta incelenir :
1- Asit sanayiinde kullanılan (Asitspar veya Asitgrade)
2- Seramik sanayiinde kullanılan (Seramikspar veya ceramic grade)
3- Metalurji sanayiinde kullanılan (Metspar)

2 TÜRKİYE’DE DURUM

Dünya rezervlerine bakıldığında Türkiye dokuzuncu sırayı almaktadır

TABLO 1 Dünya fluorit rezervi
Ülke
İşletilebilir Fluorit
Toplam Fluorit
Kanada
2000

5000

Meksika
19000

23000

ABD
-

10000

Fransa
10000

14000

İtalya
6000

7000

İspanya
6000

8000

Eski SSCB
62000

94000

İngiltere
2000

3000

Türkiye
12800

13000

Kenya
2000

3000

Namibya
3000

5000

Güney Afrika C
30000

36000

Çin
27000

46000

Moğolistan
50000

59000

Tayland
1000

2000

Diğer Ülkeler
19000

25000

TOPLAM
251800

353000

21 FLUORİTİN TÜRKİYE’DE BULUNUŞ ŞEKİLLERİ

Fluorit Türkiye'de yoğun olarak Orta Anadolu bölgesinde Kırşehir, Yozgat ve Eskişehir yörelerinde bulunmaktadır
Kırşehir ve Yozgat fluoritleri asidik magma kayalarına bağlı olarak gelişmiş hidrotermal damar tipi şeklinde oluşmuştur
Eskişehir-Sivrihisar civarında bulunan yatak ise kompleks cevher (barit ve nadir toprak elementleri ile birlikte) şeklinde kumtaşları içerisinde yer almakta olup, asit volkanizma ve karbonatitlere bağlı olarak gelişmiş hidrotermal damar tipi cevherleşme tipini yansıtmaktadır
Türkiye'de daha çok Kırşehir (Çiçekdağı ve Kaman) yörelerinde üretilen fluoritlerin kalitesi dünya spesifikasyonlarına uygundur Fiyat teşekkülünde dünyanın her yerinde olduğu gibi ülkemizde de arz-talep durumu, sektördeki darboğaz, ocakların ve rezervlerin azlığı, işletmede karşılaşılan güçlükler ve yatağın konumu gibi unsurlar rol oynamaktadır

22 ÜRETİM

221 Üretim Yöntemi ve Değerleri

Türkiye'deki fluorit yatakları genellikle yeraltı işletmeleri şeklinde değerlendirilmektedir Uygulanan üretim metodu da çoğu zaman göçertme yada rambleli ayak sistemi şeklindedir Ülkemizdeki fluorit yataklarının genellikle yüzeye dik ve paralel olarak uzanan damarlar şeklinde olması nedeniyle işletme önce açık olarak yapılmakta ve sonraki aşamalarda galeri şeklinde yapılmaktadır
Ülkemizde konsantrasyon tesisleri olmadığından ocaklardan çıkarılan fluorit cevheri genellikle usta işçiler tarafından kabaca ayıklanarak ve triyaj yolu ile arındırılmak suretiyle satışa hazırlanmaktadır
Eskişehir-Sivrihisar sahası açık işletmeye uygun bir yataktır Buradaki kompleks cevherden MTA teknoloji laboratuvarlarında flotaston ve gravimetrik metodlarla yapılan cevher zenginleştirme çalışmaları çok iyi sonuç vermiş ve tüketim alanlarına uygun konsantreler elde edilebilmiştir

222 Ürün Standartları
Tüm Standartları Enstitüsünce hazırlanan standartlara göre demir-çelik (metalurji), kimya (asit sanayi) ile seramik ve cam sanayiinde kullanılan fluoritlerin ürün spesifikasyonları aşağıda verilmiştir

Metalurji Sanayii :
CaF2 (Min) % : 60
S (Max) " : 030
PbS " : 050
BaSO " : 020
ZnS : 050
SiO2 : 1000
Tane Boyu : 1 mm göz açıklığı olan elek altı en çok % 15
Nem Oranı : En çok % 15
(Kaynak : TS-6175 )
Asit Sanayii :
CaF2 (Min) % : 97
SiO2 (Max) : 15
S (Sülfür halinde) : 01
CaCO3 (Max) : 125
P " : 02
Metal Oksitler (Max)
(Fe2O3, Al2O3) : 15
BaSO4 (Max) : 05
Organik Madde (Max) : 025
Nem Oranı (Max) : 01
Tane Büyüklüğü : 75 mikron göz açıklığı olan elek üstü en çok % 25 ,
(Kaynak : TS 6334 )
Seramik ve Cam Sanayii :
CaF2 (Min) % : 93-95
SiO2 (Max) : 30 (Yalnız seramik için)
Fe2O3 " : 012
CaCO3 " : 15
R2O3 " : 05-025 (oksit ve sülfitlerin toplamı)
Organik madde (Max) : 03
Nem oranı (Max) : 10
Ateş Zaiyatı “ : 10
Tane Büyüklüğü : 1 mm'den küçük olmalıdır
(Kaynak: TS 6335)

23 TÜKETİM

231 Tüketim Alanları

Kısa bir zamana kadar daha çok izabe (izabe: madenleri eritme, sıvı duruma getirme) fırınlarında ergime sıcaklığını düşürücü yardımcı hammadde ve fluorik üretiminde kullanılan fluoritin kullanım alanları son zamanlarda genişlemiştir
Fluorit başlıca demir-çelik sanayinde, alüminyum sanayinde, kimya sanayinde (HF asit ve türevleri yapımında) ve seramik sanayiinde olmak üzere cam, mobilya ve çimento sanayii dahil 30 dan fazla sanayi dalında kullanılmaktadır Kullanım yerlerine göre fluoritin belirli CaF2 konsantrasyonunda olması istenir

Fluorit konsantrelerini üç ana grupta toplayabiliriz Bunlar ;
1)İZABE FLUORİTİ;
%85-95 CaF2 içeren konsantredir Çelik alüminyum izabesinin yardımcı hammaddesidir
2) SERAMİK FLUORİTİ;
%95-96 CaF2 içerir Cam ve seramik endüstrisinde kullanılır
3) ASİT FLUORİTİ ve KİMYEVİ FLUORİT ;
Fluorik asit oluşumu için %97 ‘den fazla CaF2 konsantresi gereklidir Bugün dünya fluorit tüketiminin %50 sine yakın kısmı kimya sanayii ürünlerinden olan ve çeşitli fluor bileşiklerinin elde edilmesinde kullanılan, fluorik asit üretimi için harcanır

Fluorit’in önemli kullanım alanlarından birisi Hidrofluorik asit (HF)’dir Hidrofluorik asit (HF): Asit kalitesindeki fluoritin fırında H2SO4 ile reaksiyonundan elde edilir Bu asit büyük miktarlarda, sentetik kriyolit ve alüminyum kriyolit üretimi için alüminyum endüstrisinde kullanılır Hidrofluorik asit ayrıca uçak ve otomobiller için yüksek oktanlı benzin imali ve çelik parlatılması dahil birçok kimya endüstrisinde kullanılmaktadır
Hidroflorik asit, hızla gelişen florokarbon kimyasını kapsayan kimya endüstrisinde fluorun başlıca kaynağıdır Floru kapsayan birçok ürün arasında; belli plastikler, böcek ilacı,soğutucu ve dondurucular sayılabilir
Demir-Çelik sanayiinde, yüksek fırınlarda demir ve elektrik fırınlarında çelik elde ederken cürufu akışkanlaştırıcı olarak fluorit kullanılmakta ve böylece demirdeki kükürt ve fosfor cürufa karışmış olmaktadır
Bir milyon ton sıvı maden elde etmek için yaklaşık 1700 ton metalurji kalitesinde fluorite ihtiyaç vardır Türkiye Demir-Çelik İşletmeleri Fabrikalarında (İsdemir ve Karabük) yılda ortalama 3,5 milyon ton maden üretildiğine göre yaklaşık 6000 ton fluorite ihtiyaç var demektir
Fluorit seramik sanayiinde sır yapımında, cam sanayiinde beyaz ve renkli opal cam imalinde, portland çimentosu imalinde klinker elde etmek amacıyla, soba, buzdolabı ve pişirme araçlarının çelik kısımlarının kaplanmasında, suni kauçuk ve aerosol üretimi olmak üzere birçok sanayi dalında kullanıldığı gibi elektrod kaplamalarında rutil yerine ikame maddesi olarak da kullanılmaktadır

232 Tüketim Miktar ve Değerleri

Ülkemizde demir-çelik fabrikalarında fluorit yerine kolemanit kullanılmaktadır Yılda 5-6 bin ton fluorit ihtiyacı olan bu sektör sözkonusu ihtiyacını yaklaşık 12-15 bin ton/yıl kolemanit tüterek karşılamaktadır

Seramik sanayii de fluorit yerine kolemaniti tercih etmektedir Cam sanayii ise cam yünü imali için yılda 80 ton fluorit tüketmektedir Öte yandan emaye sanayii son yıllarda teknolojik gelişmelere bağlı olarak önemli oranlarda fluorit tüketmeye başlamıştır Bu sektör de faaliyet gösteren Ege Ferro firmasının yılda 300-350 ton CaO: 63,5%, F: 44,5 % ve SiO2: Max 3 % kalitesinde fluorit tükettiği belirtilmektedir Ancak önceleri yurt içinden temin edilen sözkonusu fluorittin pahalı oluşu ve standartlara uyamaması nedeniyle İngiltere ve Çin'den ithal yolu ile temin edildiği belirtilmiştir

3 DÜNYA’DA MEVCUT DURUM

31 ÜRETİM
Fluorit madenlerindeki işletme yöntemleri münferit fluorit yataklarındaki jeolojik şartlara bağlı olarak değişir Derin yataklarda genellikle yeraltı işletme teknikleri uygulanırken sığ ve geniş yataklarda açık işletme yöntemi uygulanmaktadır Eğer jeolojik yapı yeraltı madenciliğine uygun şartları sağlamıyorsa yatak üzerindeki aşırı kalınlıktaki örtünün kaldırılması pahasına açık işletmecilik bile sözkonusu olabilir
İnce damar madenciliği genellikle sağlam duvar oluşturabilen yantaşların olduğu yerlerde yapılırken stratiform yada tabakalı fluorit yataklarında oda-topuk metodu ile işletme yapılmaktadır
32 TÜKETİM

321 Tüketim Alanları

% 97'den daha çok kalsiyum florür ihtiva eden fluorit, asit sanayiinde hidrofluorikasit üretiminde kullanılır Muhtevası %85-95 CaF2 olan fluorit seramik, cam ve emaye üretiminde kullanılır CaF2 içeriği % 60-85 olan fluorit ise çelik endüstrisinde akışkanlığı artırıcı madde olarak kullanılmaktadır

322 Tüketim Miktar ve Değerleri

Yapılan araştırmalardan dünya fluorit tüketiminin yaklaşık % 55-60'ı demir-çelik sanayiinde, % 20-25'i kimya sanayiinde, % 15'i alüminyum sanayiinde ve % 5'i de diğer sanayii dallarında tüketildiği anlaşılmaktadır