Embed

Zeolit

ZEOLİT  TANIMI

 

Zeolitlerkristal yapıda hidrasyona uğramış aluminyum silikatlardır.Zeolite Literarürde  Isıtıldığında patlayarak dağılması (ısıtıldıklarında yapılarında bulunan suyu çıkartırken köpürmelerinden dolayı)  sebebiyle ’kaynayan taş’  anlamına gelen bu isim (zeolit) verilmiştir. Zeolitlerin oluşumu sırasındaki sıcaklık - jeolojik konum - su/kül oranı gibi değişiklikler, onların kompozisyonlarına benzersiz özellikler katar. Farklı kompozisyonlara sahip 42 zeolit türü vardır. Zeolitler, kristal yapıları ve kimyasal özellikleri nedeniyle, günümüzde endüstriyel hammaddeler arasında önemli bir yere sahip olmuştur  Klinoptilolit, endüstriyel boyutta en çok kullanılan ve en fazla ticari öneme sahip türüdür. 42 doğal zeolit türünün yanı sıra  yüzelli’den fazla sentetik zeolit varlığı bilinmektedir. Endüstride geniş kullanım  alanlarının olduğunun ortaya çıkması ve doğada zeolitlerin volkanik kayaçların boşluk ve çatlaklarının bünyesinde bulunmasi üzerine, yapılan araştırmalar zeolitin sentetik olarak imali yönüne kaymıştır. 1948’de Union Carbide Corporation’ ın başlattığı çalışmalar sonucunda doğal zeolitlerden çok daha iyi olan yapay zeolit kristali (Linda A) sentetik olarak üretilmiştir.

Yapay zeolitlerin birden bu kadar geniş ve teknolojik olarak önemli kullanım alanlarının ortaya çıkmasına karşın, yapay zeolitlerin üretim maliyetlerinin pahalı olması büyük miktarlarda üretim yapabilecek doğal zeolitlerin aramalarını hızlandırmıştır. Doğal zeolitler, amonyuma (NH4+), ağır metal iyonlarına (Cu+2, Pb+2, Cd+2, Hg+2 vb.), radyoaktif iyonlara (Sr+2, Cs+) karşı gösterdikleri özel seçicilik, asit ortamlardaki yüksek stabilite, moleküler elek özellikleri ve birim maliyetlerindeki ucuzluk (1’e 4 oranında) gibi nedenlerle sentetik zeolitlerin kullanımlarının uygun olmadığı proseslerde başarılı bir şekilde kullanılmaktadırlar.

Bazı kaynaklara göre dünyadaki zeolit (clinoptilolit ) rezervinin %62'si Türkiye'de bulunmaktadır

 

ZEOLİTLERİN  OLUŞUMU

Milyonlarca yıl evvel, volkanların patlaması ile ortaya çıkan kül ve lavların, göl veya deniz suları ile kimyasal reaksiyona girmesi sonucu oluşmuşlardır. 1950 yılından önce, zeolit oluşumlarının çoğunun volkanik kayaçların, özellikle bazaltların, boşluklarında ikincil olarak oluştuğu biliniyordu. Son yıllarda ise zeolitlerin, düşük dereceli metamorfik ve sedimanter kayaçların önemli mineralleri oldukları anlaşılmıştır. Sedimanter kayaçlar içerisindeki zeolitler çok ince kristalli olduklarından, sedimanter kayacı oluşturan diğer minerallerden ayırt edilemezler ve kaya görünümünde önemli bir değişiklik oluşturmazlar. Bu nedenle zeolitçe zengin kayaçlar görünümleri ile tanınamazlar. Son yıllarda X-ışınları difraksiyonu ile sedimanter kayaçları oluşturan ince kristalli minerallerin tanınması kolaylaştığı için birçok zeolit yatağının bulunması mümkün olmuştur. Zeolitler, değişik ortamlarda, değişik koşularda sedimanter kayaçları oluşturabilirler. Sedimanter zeolit kayaçlarını oluşturan zeolit minerallerinin başlıcaları; analsim, þabazit, klinoptilolit, erionit, höylandit, mordenit ve filipsittir. Sedimanter kayaçlar içerisinde en çok analsim ve klinoptilolit bulunur.

Sedimanter zeolit kayaçlarını oluşturan zeolit minerallerinin başlıcaları; analsim, þabazit, klinoptilolit, erionit, höylandit, mordenit ve filipsittir. Sedimanter kayaçlar içerisinde en çok analsim ve klinoptilolit bulunur.

 

Sedimanter kayalardaki zeolitlerin çoğu, sedimanların gömülmesinden sonra alüminosilikatların gözenek suyu ile tepkimesi sonucu oluşurlar. Volkanik camların çoğu zeolitlerin oluşmasına en uygun alüminasilikatlardır. Bunun dışında kil mineralleri, feldispatlar, feldispatoidler ve Al-Si jelleri uygun koşullarda zeolitlere dönüşürler.

Doğal zeolit yataklarının oluşumu, oluşum ortamlarına göre F. A. Mumpton tarafından altı grupta toplanmıştır

 

      Kapalı, tuzlu su göllerinde biriken volkanik malzemenin göl suyu ile kimyasal tepkimesi sonucu oluşan zeolit yatakları: Klinoptilolit ve mordenit bu tip yataklarda bulunur. Bu tür yatakların kalınlıkları birkaç santimetreden birkaç metreye kadar değişebilir.

      Açık tatlı veya tuzlu göllerde biriken volkanik malzemenin deniz suyu ile kimyasal tepkimesi sonucu oluşan zeolit yataklarıdır. Klinoptilolit ve mordenit bu tip yataklarda bulunur. Bu yatakların bir özelliği de şabazit ve eripnitin bulunmayışıdır. Zeolit içeren sedimanların kalınlığı birkaç santimetreden birkaç yüz metreye kadar değişebilir.

     Kıyı veya derin denizel ortamlarda biriken volkanik malzemenin deniz suyu ile kimyasal tepkimesi sonucu oluşan zeolit yataklarıdır. Bu yatakların en önemli mineralleri klinoptilolit, mordenit ve az miktarda montmorillonittir. Bu tür yataklar çoğunlukla homojen bir yapıya sahip olup, %95'e kadar tek bir zeolit mineralinden oluşabilirler.

     Düşük ısı gömülme metamorfizması ile volkanik malzemeden veya kalın sedimanter dizilim içindeki diğer Al-Si'lu malzemeden oluşan zeolit yataklarıdır. Bu tip yatakların yüzeye yakın kısımlarında analsim, hölandit ve klinoptilolit daha derinlerde ise lamontit’e rastlanır. Ancak Zeolitler yanında çok miktarda yabancı minerallerde içerdiğinden ekonomik değildirler.

      Hidrotermal suların veya sıcak kaynak sularının etkisi ile Al-Si'lu malzemenin bozunması sonucu oluşan zeolit yataklarıdır. şabazit ve filipsit özgün mineralleridir. Bunların yanında diğer bazı zeolit mineralleri de bulunabilir. Ancak sürekli olmadıkları için ekonomik değillerdir.

   Gölsel ve denizel ortamlarda oluşmuş fakat köken kayacın volkanik malzemeden olduğu belirleyici kanıtları izlemeyen zeolit yataklarıdır. Bu zeolit oluşumları çoğunlukla ikinci zaman sedimanları içinde görülmektedirler. En çok analsim ve klinoptilolitçe zengindirler.

 

Metamorfik fasiyesler içerisinde ise zeolit fasiyesi alçak sıcaklık ve alçak basınç koşullarını gösterir. (Zeolit  grubu mineraller; lömontit, höylandit)

ZEOLİTLERİN KRİSTAL YAPILARI VE MİNEROLOJİK ÖZELLİKLERİ

Alkali ve toprak alkali metallerin kristal yapiya sahip sulu alümina silikatlari olup çerçeve silikatlar grubundadir.Iskelet yapilarindaki Si/Al oranlarindaki ve içerdikleri katyon cinsi ve miktarlarindaki bazi farkliliklara ragmen; (M+, M+2) O.Al2O3.9SiO2. nH2O genel formülü ile ifade edilebilirler. Burada M+ bir alkali katyon olup genellikle Na+ veya K+, nadiren de Li+ olur. M+2 ise bir toprak alkali katyondur ve genellikle Mg+2, Ca+2, Fe+2 nadiren de Ba+2, Sr+2 olur.

Zeolitler, alkali ve toprak alkali metallerin sulu alüminosilikatlarI olarak tanImlanabilirler. SiO4 ve AlO4 dörtyüzlülerinin üç boyutta sonsuz bağlanmaları ile oluşan temel silikat yapısına sahiptirler. Yapısındaki her Oksijen, iki dörtyüzlü tarafından paylaşılmaktadır. Bu şekilde bir zincir oluştururlar ve bu zincirler birbirlerine aralarındaki Na, Ca, ve K iyonları ile bağlanarak, ortası kanal gibi açık bir  yapı meydana getirirler. Bu boşluk, diğer yabancı iyonlar ve su gibi molekülleri rahatlıkla barındırabilir. Oluşan boşluklar aralarında birleşerek yukarıda sözü edilen kanalları oluştururlar. Zeolitlerin en önemli yapısal özelliği, bu boşlukların birleşmesi ile oluşan kanallardır. Dolayısıyla zeolit Yapıları bal peteği veya kafese benzeyen, değişebilir katyonlar ve su ihtiva eden, 2 – 12 Ao boyutlarında milyonlarca kanal ve boşluklardan ibarettir. Katyonlar zayıf bağla bağlı oldukları için zeolitler iyonlarını kolaylıkla değiştirebilirler. Gözeneklerdeki su molekülleri, ısıtıldığında zeolitik yapıyı kolaylıkla terk ederler veya tekrar adsorblanabilirler.
Zeolitin yapı birimi AlO4 veya SiO4 dörtlüsüdür.

Zeolitler, ısıtıldıklarında 100-350 °C'de su moleküllerini yapıda değişiklik yapmadan, belli sıcaklıklarda kesikli olarak değil de, sürekli şekilde yapıdan ayırırlar. Yapılarında hiçbir bozunma gözlenmez. Zeolit tamamen kurutulduktan sonra boşluklarına tekrar su, amonyak, civa buharı veya başka malzeme alabilir. Boşluklara girecek malzemenin molekül boyutları ile zeolitin molekül yapısının uygun olması gerekir. Zeolitler bu özelliklerinden dolayı moleküler elek olarak  kullanılırlar. Zeolitlerin diğer ayırt edici özelliklerinden biri de iyon değişimi olayını gerçekleştirebilmeleridir. Zeolitten süzülen çözelti hiçbir engelle karşılaşmadan geçerken içlerindeki iyonlar zeolit yapısındaki iyonlar ile yer değiştirebilir. Bu yer değiştirme olayına iyon değişimi denir. Endüstride iyon değişimi oldukça çok uygulama alanı bulmaktadır.

Zeolitler, geniş uygulama alanları için spesifik kullanımı sağlayan, karakteristik  yapısal özelliklere sahiptir. Bu özellikler kabaca şu şekilde sıralanabilir: 

           *  Yüksek hidratasyon enerjisi,

      * Hidrate oldukları zaman sahip oldukları düşük yoğunluk ve boşluk hacmi,

      * Katyon değişimi özellikleri,

      *Dehidrate olmuş kristaller içerisindeki düzgün moleküler boyutlu kanal sistemlerine sahip olması,

      * Elektriksel iletkenlik,

      * Gaz ve su buharı absorpsiyonu,

      *  Katalik davranışları, şeklinde özetlenebilir.

ZEOLİTLERİN  KULLANIM ALANLARI

Zeolitlerin endüstriyel alanlarda kullanılabildiği 1940′lı yıllarda ortaya konulmasına rağmen tali mineral olarak volkanik kayaçların boşluk ve çatlaklarında bulunduğunun bilinmesi kullanımlarını sınırlamıştır. Ancak 1950′li yıllardan sonra denizel ve gölsel tüflerin de zeolit içerdiklerinin saptanmasıyla, doğal zeolitlerin kullanım alanları hızla genişlemiştir.

Doğal zeolitlerin kullanım alanları çok geniş bir spektruma yayılmıştır: Kağıt dolgu maddesi, çimento üretimi, yapıtaşı üretimi, hafif ağırlıklı malzeme, gübre, toprak düzenleyici, hayvan yemi katkı maddesi, antimikrobiyal malzeme, diş macunu katkı maddesi, seramik katkı maddesi, havadan oksijen ve azot ayırımı, kömürün gazlaştırılması, baca gazı temizlenmesi (NOx, SO2, CO2 tutulması), kurutma ve saflaştırma işlemleri (doğal gazın saflaştırılması), petrol ürünleri üretimi, kötü kokuların giderilmesi, şeker rafinasyonu, nem çekici madde, güneş enerjisinin depolanması, doğal gaz taşıyıcı malzeme, petrol sızıntılarının temizlenmesi, iyon değişimi uygulamaları, radyoaktif atıkların ayrılması, atık suların ve kullanma sularının temizlenmesi, su kültürü uygulamaları gibi çok farklı endüstri sahalarında başarıyla uygulanmaktadırlar.

ZEOLİT KANSEROJEN Mİ?

Bazı kaynaklara göre zeolit türlerinden biri olan eriyonit 'in solunum ile kansere neden olduğu belirtilmekte ve bir takım açıklamalar getirilmektedir. zeolitler ile ilgiliaşağıda belirtilen kaynaklardan daha detaylı bilgilere ulaşabilirsiniz..

kaynaklar

http://www.reocities.com/CollegePark/locker/4814/calismalar/zeolit.htm

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~hjemre08/ders%20notlar%FD/ders%20notlar%FD/jeo/petro/petrografi-derssunum/7Petrografi_Orkun_Metamorfik.pdf

http://www.mesothelioma-tr.org/ulusal/asbest2.html

http://www.oocities.org/ukibaroglu/calismalar/zeolit.htm

http://www.isgtw.org/feature/isgtw-feature-immense-database-indispensable-materials

http://hightechzeoliteproducer.synthasite.com/zeolite.php

http://www.or-tar.com/index.php?q=tr/taxonomy/term/4

http://www.mta.gov.tr/mta_web/kutuphane/mtadergi/139/05.pdf

http://gordeszeolit.com/page6.html

http://tr.wikipedia.org/wiki/Zeolit

http://klinoptilolit.wordpress.com/zeolit/

http://www.rotamadencilik.com/zeolit.html

 

  

Yorum Yaz
Bu içeriği paylaşın!
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !