METASCHIST: A RAW MATERIAL ALTERNATIVE TO CLAYSTONE IN CEMENT PRODUCTION

Year 2019, Volume: 58 Issue: 2, 95 - 110, 01.06.2019

Abdul Vahap Korkmaz Hasan Hacıfazlıoğlu

https://doi.org/10.30797/madencilik.580138

Abstract

The possibility of using metaschist as an alternative to claystone which is used as the main

input in cement production has been investigated. In the experimental work, the metaschists

and claystone were used to produce cement separately from the raw materials from their fields,

and their qualities were determined. As a result of the tests carried out, it was understood that

corrective ingredients (iron ore, bauxite etc.) would be needed in order to use the claystone

because of its high SiO2 (silicate modulus 3.97) content. On the other hand, with the metaschist

sample, it has been shown that it can form a raw meal composition singularly without the need for

any corrective ingredients. Although, in the raw meal composition, the silicate module was found

to be low (2.07) the aluminum module was high (2.43), They were found to be within the cement

quality parameters. As a result of detailed mineralogical studies, it has been determined that

the metaschist has a quartz content about 13% lower than claystone. Knowing that the quartz

content is considered to have adverse effects on many production processes such as grindability,

burnability and abrasion, it can be argued that the use of metaschists results in the production of

cement being more economical and of good quality due to its mineralogical structure.

Keywords

Meta schist, Claystone, Clinker, Cement, Burnability, Grinding

ÇİMENTO ÜRETİMİNDE KİL TAŞINA ALTERNATİF BİR HAMMADDE: META ŞİST

Abstract

Bu bilimsel çalışmada, çimento üretiminde ana girdi olarak kullanılan kil taşına alternatif

olarak meta şistin kullanılabilirliği araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda meta şist ve kil taşı

sahalarından alınan ham maddelerle ayrı ayrı klinkerler üretilerek kaliteleri belirlenmiştir. Yapılan

testler sonucunda kil taşının yüksek SiO2 içermesi (silikat modülü 3,97) nedeniyle endüstride

kullanılabilmesi için düzenleyici ham maddelere (demir cevheri, boksit vb.) ihtiyaç duyulacağı

anlaşılmıştır. Diğer taraftan, meta şist numunesi ile düzenleyici maddeye gerek kalmadan birebir

farin kompozisyonu oluşturulabildiği görülmüştür. Hazırlanan farin kompozisyonunda silikat

modülü düşük (2,07); fakat alüminyum modülü yüksek (2,43) çıkmasına rağmen çimento kalite

paremetrelerinin içerisinde olduğu bulunmuştur. Ayrıca, meta şistin kil taşına göre daha kolay

pişebildiği serbest kireç içeriğinin ise daha düşük olduğu (< 1) tespit edilmiştir. Yapılan detaylı

mineralojik araştırmalar sonucunda meta şistin kil taşına göre yaklaşık %13 daha düşük kuvars

içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir. Kuvars içeriğinin öğütülebilirlik, pişebilirlik ve aşınma gibi pek

çok üretim prosesi üzerine olumsuz etkilerinin bulunduğu düşünüldüğünde meta şist kullanımı

ile çimento üretiminin daha ekonomik ve kaliteli olmasının nedeninin temel olarak mineralojik

yapısından kaynaklandığı söylenebilmektedir.

Keywords

Meta şist, Kil taşı, Klinker, Çimento, Pişebilirlik, Öğütme

References

• Altun, A., Ölmez, N., 2001. Çimento Klinkerinin Öğütülebilirliği ve İç Yapısı Üzerine Karşılaştırmalı Araştırmalar, Cevher Hazırlama Dergisi, 1-5.
• Butler, J. W., 1936. Journal of the Mineralogical Society of America, The American Mineralogist, 9 (21), 545-561
• Cetmeli, M., 2017. Çimento Sektöründe X Işınları Kırınımı ve Rietveld Yöntemi, https://prezi.com/gf2tcdemsdbg/rietveld-uygulamalar [Ziyaret tarihi 31.11.2017].
• Correns, C. W., 1967, Diagenese, Lehrbuch der Allgemeinen Geologie, Bd. III. Stuttgart, Ferdinand Enke, In Brinkmann.
• Crumbie, A., Walenta, G., Füllmann, T., 2006. Clinker Microanalysis with Xrd Rietveld, Optical Microscopy/ Point Counting, Bogue and Sem-Eds Techniques, Cement and Concrete Research, 36 (8), 1542-1547.
• Çimsa, 2017. Çimento Kalite Kontrol Parametreleri ve Beton Üzerindeki Etkileri, https://www.cimsa.com.tr/ca docs/4FE58AA58E3A4B7 B 8 5 FA 9 E 4 E E 0 11 A 8 / F3 6 E 6 4 3 8 3 F8 4 4 B 3 3 B A 6 595F24D191855.pdf [Ziyaret tarihi: 17 Ocak 2017].
• Felekoglu, B., Tosun, K., Altun, A., 2005. Farklı Klinkerler için Porozite Yapısı ve Silikat Fazlarının Optik Mikroskop ve Görüntü İşleme Teknikleri Kullanarak Karşılaştırılması. Çimento ve Beton Dünyası, 54-567.
• Galbenis, C. T., Tsimas, S., 2006. Use of Construction and Demolition Wastes as Raw Materials in Cement Clinker Production. China Particuology, 4 (2), 83-85. Gouda G. R., 1981. Technical Aspects of Comminution in the Cement Industry, World Cement Technology, 112-122.
• Gökten, E., 2009. Silifke Yöresinin Temel Kaya Birimleri ve Miyosen Stratigrafisi, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 117-126.
• Gökten, E., and Baran, B., 1999. Earthquake risks of the neotectonic structures in the surrounding region of Ankara, In Conference on Earthquake Hazard and Risk in the Mediterranean Region, Near East Univ. Cyprus.
• Güllü, D., 2006, Çimento Klinker Fazlarının Mikro Yapısı ve Öğütme Parametreleri Arasındaki İlişkilerin Araştırılması, Yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Helvacı, C., Alaca, O., 1991. Bigadiç Borat Yatakları ve Çevresinin Jeolojisi ve Mineralojisi. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 113.
• Kaya, G., 2010. Farklı Konsantrasyonlarda Uçucu Kül Kullanımının Çimento Özellikleri Üzerine Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Osman Paşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Moir, G. K., 2003. Gaining Acceptance, International Cement Review, 67-70.
• Onaka, T., 2000. Sewage Can Make Portland Cement: A New Technology For Ultimate Reuse of Sewage Sludge. Water Science and Technology, 41, 93–98.
• Öney, N., 1999. Çimento İşletmeciliği El Kitabı, Bolu, Kemal Matbaacılık Ltd. Şti.
• Öztürk, E., 2016. Çimento Sektöründe Alternatif Hammadde ve Alternatif Yakıt Kullanımının Çevresel Yararlarının Değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Puertas, F., Garcia, I., Barba, A., and Gazulla M.F., 2008. Ceramic Wastes As Alternative Raw Materials for Portland Cement Clinker Production, Cement And Concrete Composites,798-805.
• Şişman, N., 2012. Çimento Hammaddeleri Rezerv Çalışmaları, Titan Cement Çimento Hammaddeleri Araştırma Raporu.
• Taylor, H.F.W., 1997. Cement Chemistry, second ed. Thomas Telford,USA.
• Tsakiridis, P. E., Agatzini-Leonardou, S., Oustadakis, P., 2004. Red Mud Addition in the Raw Meal for the Production of Portland Cement Clinker, Journal of Hazardous Materials, 805-811.
• Tsivilis, S., Chaniotakis, E., Badogiannis, E., Pahoulas, G., Ilias, A., 1999. Study on the Parameters Affecting the Properties of Portland Limestone Cements, Cement and Concrete Composites, 21, 107-116.
• Yeğinobalı, A., 2003. Çimento. Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği, 18-28. Ankara.