Alunitli kaolinlerden değişik zenginleştirme yöntemleriyle elde edilen ürünlerin kullanım alanlarının belirlenmesi
Determination of usage areas of the products obtained from alunitic kaolins by means of different enrichment approaches
Yazar: İLKNUR TATAR
Danışman: PROF. DR. AHMET AYDIN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Flotasyon = Flotation ; Kalsinasyon = Calcination ; Kaolin = Kaolin

Özet:
Türkiye'deki kaolin yataklarının hemen hemen hepsi hidrotermal alterasyon sonucu oluştuğundan genellikle alunit içerir. Bu kaolin yataklarının en büyüğü yaklaşık 70 milyon ton toplam rezerve sahip olan Balıkesir-Sındırgı bölgesindedir. Bu bölgedeki kaolinlerin büyük bir kısmı yüksek miktarda alunit, kuvars, demir oksit gibi safsızlıklar içeriğinden dolayı, seramik sektörü başta olmak üzere hiçbir endüstride kullanılamamaktadır.Bu çalışmada, alunitli kaolinler, değişik yöntemlerle zenginleştirilmiş, elde edilen ürünlerin kullanım alanları araştırılmıştır. Alunitli kaolinler üç değişik yöntemle zenginleştirilmeye çalışılmıştır. Birinci olarak uygulanan mekanik dağıtma-eleme ve öğütme-eleme zenginleştirme yöntemiyle K2 kodlu alunitli kaolinin SO3 tenörü %4.05'den %3.44'e, Fe2O3 tenörü ise %1.08'den %0.62'ye düşürülmüştür. Böylece, bu yöntemin ön zenginleştirme olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. İkinci olarak uygulanan flotasyon yönteminde, öncelikle optimum flotasyon şartları belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen bu şartlarda ultrasonik flotasyon, aşamalı flotasyon ve ön zenginleştirme ürünlerinin flotasyonu gerçekleştirilmiştir. Sonuçta, ön zenginleştirme deneylerinden elde edilen E3 numunesinin flotasyonuyla, %0.48 SO3 tenörüne sahip kaolin elde edilmiştir. Üçüncü olarak uygulanan kalsinasyon yönteminde ise kalsinasyon sıcaklığına bağlı olarak SO3 içeriğinin azaldığı, 900°C'de kalsinasyon sonucu SO3 içeriğinin, K2 kaolininde %0.44, C1 kaolininde %0.31 ve E1 kaolininde %0.59 olduğu saptanmıştır.Zenginleştirme aşamalarından elde edilen kaolin numunelerinin seramik sektöründe yer-duvar karosu engobunda ve çini karo üretiminde kullanılabileceği, ön zenginleştirme artığının ise kalsine edilerek, çimento sektöründe puzzolan olarak kullanılabileceği saptanmıştır. Son olarak, tamamen farklı bir yaklaşım ile, kaolindeki alunit varlığı bir avantaj olarak görülmüştür. Böylece alunitli kaolinlerden gözenekli seramik üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Since almost all kaolin deposits in Turkey have occurred as a result of hydrothermal alteration, they typically contain alunite. The largest kaolin beds with estimation of 70 million ton capacity are reported to be found in the district of Balikesir-Sındırgı, Turkey. Since a large part of kaolins located in this region contain high amounts of alunite, quartz, and iron oxide, they are not suitable for particularly the ceramic industry and for any other industries owing to the content of impurities.In the present study, we planned to investigate usage areas of the products derived from alunitic kaolins by means of various enrichment methods.In this study, alunitic kaolins, enriched by various methods, uses of the products obtained were investigated. We used three different methods to enrich alunitic kaolins. At the beginning, we used the enrichment method of mechanical dispersion-screening and grinding-screening to eliminate alunite, quartz, and iron oxide from the kaolins. With the use of this approach we managed to reduce SO3 grade in K2 coded alunitic kaolin from 4.05% to 3.44%, and Fe2O3 grade from 1.08% to 0.62%. Thus, this method can be used in the pre-enrichment. Secondly, we used the flotation method and primarily optimized optimum conditions for the flotation. Later, we tried ultrasonic flotation, stage flotation, and flotation of pre-enrichment products in optimum flotation conditions. Eventually by using flotation method, we were able to obtain kaolin concentration containing %0.48 SO3 from E3 sample generated at the end of the pre-enrichment method. And then, we determined that SO3 grade in kaolins were reduced with respect to the calcination temperature and SO3 grade in K2 kaolin, E1 kaolin and C1 kaolin samples at 900°C calcination was recorded to be 0.44%, 0.59%, and 0.31%, respectively.At the end of the enrichment stages, we showed that kaolin samples can be used in the ceramic industry for manufacturing engobe for wall and floor tiles and ceramic tile. In addition, after calcinating by products of pre-enrichment, they can be used as a pozzolan in the cement sector. Finally, the presence of alunite in kaolin is considered to be an advantage with a completely different approach; therefore, alunitic kaolins were shown to be used for producing the porous ceramic.