Türkiye’de farklı yörelerde bulunan kolemanit minerallerinin fiziksel, kimyasal ve termal özelliklerinin tayini

Year 2021, , 1225 - 1234, 15.10.2021

Dilek Şenol Arslan

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.931377

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye bor rezevlerinin yaklaşık %76’sını oluşturan bilimsel ve teknolojik gelişmeler sonucu elde edilen uygulamalarda sıklıkla kullanılan, önemli bir bor minerali olan kolemanit kullanılmıştır. Bu kapsamda, ilk önce kolemanit minerali hakkında detaylı bir literatür taraması yapılmıştır. Türkiye’de toplam dört yörede bulunan kolemanit (Kestelek, Emet (Hisarcık, Espey), Bigadiç yöreleri) numunelerinin yapısal ve karakteristik özellikleri (X-Ray Difraksiyon), ICP-MS (İndüktif Eşleşmiş Plazma, ICP ve Kütle Spektrometresi, MS), TG-DTA (Termogravimetrik ve Diferanasiyel termal analiz), FT-IR (Kızılötesi (IR) absorbsiyon spektroskopisi) analizleri ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda saf kolemanit kristallerinin minerolojik, kimyasal ve termal özellikleri tespit edilip, numuneler arasındaki benzerlik ve farklılıkların ortaya konulması amaçlanmıştır.

Keywords

Bigadiç, Bor, Espey, Hisarcık, Karakterizasyon, Kestelek, Kolemanit

Supporting Institution

İstanbul Üniversitesi

Project Number

42265

Determination of physical, chemical and thermal properties of colemanite minerals in different regions of Turkey

Abstract

In this study, colemanite is an important boron mineral which constitutes about 76% of Turkey's boron reserves, is frequently used in applications obtained as a result of scientific and technological developments. In this context, a detailed literature survey was carried out colemanite minerals. Characteristic and structural features of the colemanite samples of four different regions (Kestelek, Emet (Hisarcık, Espey), Bigadiç regions) were determined by analyzes such as X-Ray Diffraction (XRD), Inductively Coupled Plasma, ICP and Mass Spectrometry, MS (ICP-MS), Thermogravimetric and Differential thermal analysis (TG-DTA), and Fouier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) methods. In line with these findings, the mineralogical, chemical and thermal properties of pure colemanite crystals were determined and the similarities and differences between the samples were revealed.

Keywords

Bigadiç, Boron, Espey, Hisarcık, Characterization, Kestelek, Colemanite

Project Number

42265

References

• Bayca, S. U., Kocan F. and Y. Abali (2014). Dissolution of colemanite process waste in oxalic acid solutions. Environmental Progress & Sustainable Energy, 33, 1111-1116.
• Bilgiç, M. ve Dayık, M. (2013), Borun özellikleri ve tekstil endüstrisinde kullanımıyla sağladığı avantajlar. Electronic Journal of Vehicle Technologies/Tasit Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7.
• Celik, M. S. and Suner, F. (1995). A Thermodynamic analysis of the decrepitation process. Thermochimica Acta, 254, 167-174.
• Colak, M., Helvaci, C. and Maggetti, M. (2000). Saponite from the Emet colemanite mines, Kutahya, Turkey. Clays and Clay Minerals, 48, 409-423.
• Çelikoyan Kuşkay, B. ve Bulutcu, A. N. (2010). Kolemanitten yeni bir yöntemle borik asit üretim prosesinin geliştirilmesi. İTÜ Dergisi/d, 9, 15-26.
• Demirtaş, A. (2006). Bor bileşikleri ve tarımda kullanımı. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 37, 111-115. Dill, H. G., Kaufhold, S. and Helvaci, C. (2015). The physical–chemical regime of argillaceous interseam sediments in the Emet borate district, Turkey: A transition from non-metallic volcano-sedimentary to metallic epithermal deposits. Journal of Geochemical Exploration, 156, 44-60.
• Erdem, N. İ. (2010). Emet-Hisarcık (Kütahya) bor yataklanmasını oluşturan bor minerallerinin dağılımları, jeokimyası ve oluşum ortamlarının incelenmesi. Kocaeli Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Erdoğan, Y., Aksu, M., Demirbaş, A. and Abalı, Y. (1998) Analyses of boronic ores and sludges and solubilities of boron minerals in CO2-saturated water. Resources, Conservation and Recycling, 24, 275-283.
• Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü. 2016. Bor Sektör Raporu. Strateji Geliştirme Dairesi Başkanlığı.
• Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü, S. G. D. B. (2009) Stratejik Plan (2009-2013).
• Frost, R. L., Scholz R., Ruan, X. and Lima R. M. F. (2016). Thermal analysis and infrared emission spectroscopy of the borate mineral colemanite (CaB3O4 (OH) 3· H2O). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 124, 131-135.
• Gündoğmaz, G. ve Güler, H. (2008) Kolemanit ve diamonyum fosfatın farklı yüksek sıcaklıklarda oluşturduğu ürünlerin yapılarının karakterizasyonu. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10, 3-18.
• Güyagüler, T. (2001). Türkiye Bor Potansiyeli. 4. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, s. 18-27.
• Habashi, F. (1997). Handbook of Extractive Metallurgy. WILEYVCH, Germany, 4, pp. , 1985-2026,.
• Helvaci, C. (1977). Geology, mineralogy and borate deposites. University of Nottingham.
• Helvacı, C. (2003) Türkiye borat yatakları: jeolojik konum, mineraloji ve bor politikası. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5.1., 4-41.
• Helvacı, C. (2004a). Türkiye borat yatakları jeolojik konumu, ekonomik önemi ve bor politikası. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5, 4-41.
• Helvacı, C. (2004b) .Türkiye Borat Yatakları: Jeolojik Konumu, Ekonomik Önemi ve Bor Politikası 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, Türkiye.
• Helvacı, C. (2005). Batı Anadolu’da arsenik ile bor mineralleri ilişkisi ve sağlığa etkileri, 1. Tıbbî Jeoloji Sempozyumu, MTA, 74-88.
• Helvacı, C. (2008). Doğada bor ve arsenik elementlerin ilişkisi (Relationships between boron and arsenic elements in nature). In Uluslararası Katılımlı Tıbbi Jeoloji Sempozyumu 116-117.
• Helvacı, C. (2015). Bor yataklarının genel değerlendirilmesi ve gelecek öngörüsü. Madencilik ve Yer Bilimleri Dergisi.
• Helvaci, C. and Orti F. (1998). Sedimentology and diagenesis of miocene colemanite-ulexite deposits (Western Anatolia, Turkey). Journal of Sedimentary Research, 68, 1021-1033.
• Kalafatoğlu, İ. E. ve Örs, S. N. (2003). 21. yüzyılda bor teknolojileri ve uygulamaları. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5, 59-71.
• Kar, Y., Şen, N. and Demirbaş A. (2006). Boron minerals in Turkey, their application areas and importance for the country's economy. Minerals & Energy-Raw Materials Report, 20, 2-10.
• Karaaağlıoğlu I.E., Özyildirim Ö., Karatas D., Özdemir O., Karakas F.,Boylu F. and Celik, M.S. (2016). How gangue minerals in colemanite ore affect arsenic removal during its calcination. In 15th International Mineral Processing Symposium, 790-800. Istanbul-Turkey, October 19-21, 2016
• Kılınç, E., Mordoğan H. ve Tanrıverdi M. (2001). Bor minerallerinin önemi, potansiyeli, üretimi ve ekonomisi. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 18-19.
• Poslu, K. ve Arslan İ. (1995). Dünya bor mineralleri ve bileşikleri üretiminde Türkiye’nin yeri. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 33-34.
• Ternane, R., Cohen-Adad M. T., Panczer, G., Goutaudier, C., Kbir-Ariguib N., Trabelsi-Ayedi M., Florian and Massiot, P. (2002). Introduction of boron in hydroxyapatite: synthesis and structural characterization. Journal of Alloys and Compounds, 333, 62-71. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01558-4
• Waclawska, I.S.L., Paulik, J. and Paulik, F. (1988). Thermal decomposition of colemanite. Thermochim Acta, 307-318. https://doi.org/10.1016/0040-6031(88)87276-9
• Woods, W. G. (1994). An introduction to boron: history, sources, uses, and chemistry. Environmental Health Perspectives, 102, 5-11.
• Yigitbasioglu, H. (2014). Türkiye için önemli bir maden: Bor. Coğrafi Bilimler Dergisi, 2, 13-25.
• Yildiz, Ö. (2004). The effect of heat treatment on colemanite processing: a ceramics application. Powder Technology, 142, 7-12.