K-feldspat cevherlerinden potasyum tuzlarının alternatif katkı maddeleri ile kazanımı

Abstract

Ülkemizde önemli ihracat kalemlerinden biri olan feldspat yerkabuğunda yaygın rezerve sahiptir. Temel kullanım alanları arasında seramik ve cam endüstrileri gelmektedir. Rutil, demir ve titan gibi safsızlıklar ile birlikte bulunan feldspat cevherinin işletilebilir rezerve sahip olmak için demir içeriğinin belirli bir miktar altında olması gerekmektedir. Ülkemizde üretimi yapılan Na-Feldspat ve K-Feldspat yatakları Çoğunlukla Aydın, Muğla, Manisa ve Kütahya illerinde bulunmaktadır. Son zamanlarda üzerinde birçok çalışma yapılan potas üretimi için potasyum feldspat mineralleri en uygun potasyum kaynağı olarak bulunmaktadır. Potasyum tuzlarının genel olarak tanımlanmasında kullanılan potas, gübre endüstrisinde çok önemli bir paya sahiptir. Potasyum bitki gelişimi için gerekli olan 4 ana elementten biridir. Potasyumlu gübreler toprak kalitesini arttırarak bitkilerin birçok biyolojik, fizyolojik ve metabolik işlevinde yardımcı olmaktadır. Potas üretimi göllerden yapılacağı gibi geleneksel madencilik yöntemleri ve çözelti madenciliği uygulanarak da üretilebilmektedir. Bunların yanı sıra yüksek K2O içeriğine sahip olan feldspat numuneleri ile çeşitli katkı maddeleri kullanılarak ısıl işlem ve sonrasında çözündürme (liç) işlemlerinin uygulandığı birçok çalışma bulunmaktadır. Yapılan bütün çalışmalar laboratuvar çaplı olup bu konuda çalışan bir tesis bulunmamaktadır. Bu tez kapsamında Kırşehir-Buzlukdağ Bölgesi'nde bulunan yüksek muskovit içeren K-Feldspat cevherinden çeşitli katkı maddeleri kullanılarak ekonomik bir şekilde potasyum klorür eldesi üzerine çalışılmıştır. Tez kapsamında CaCl2, NaCl, MgCl2, CaCO3 ve CaSO4 katkı maddeleri kullanılarak çeşitli kombinasyonlar ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler ile CaCl2 tuzu kullanılarak %88,42 potasyum çözünme verimi elde edilirken CaSO4-NaCl karışımı ile %92,98 potasyum çözünme verimine ulaşılmıştır. CaCl2 tuzu kullanılarak yapılan deneylerde 1:1,5 Feldspat:CaCl2 oranı ve 850 °C ısıl işlem sıcaklığı optimum koşullar olarak belirlenmiştir. CaSO4-NaCl karışımı ile yapılan deneylerde ise 1:1,25:1,5 Feldspat:CaSO4:NaCl oranı ve 1000 °C ısıl işlem sıcaklığı ile en yüksek verim elde edilmiştir. Yapılan diğer karışımlar ile olumlu sonuçlar elde edilememiştir. Tez kapsamında çoğunlukla ısıl işlem şartları üzerine çalışılmıştır ve liç prosesi için koşullar sabit tutulmuştur. Elde edilen optimum sonuçlar baz alınarak yapılan maliyet hesabında CaCl2 tuzu yerine kullanılabilecek CaSO4-NaCl karışımının daha ekonomik olduğu belirlenmiştir.