Sulu magnezyum silikat

Tüm Özellikleri ile Sepiyolit

SEPİYOLİT NEDİR?

Sepiyolit, diğer endüstri minerallerine kıyasla dünyadaki kaynakları son derece kısıtlı olan ve ekonomik yatakları sadece İspanya ve Türkiye ile sınırlı bulunan bir hammaddedir. Dokusal özellikleri, yüksek absorpsiyon özelliği, porozitesi, kristal morfolojisi ve fizikokimyasal özellikleri, sepiyoliti tüm dünyada kıymeti gittikçe artan bir hammadde konumuna getirmiştir.Yüksek absorpsiyon özelliği, porozitesi, kristal morfolojisi ve fizikokimyasal özellikleri nedeniyle oldukça kıymetli ve kaynakları kısıtlı olan bir mineraldir.

 

Sepiyolitin Yapısı

Sulu magnezyum silikat olarak bilinen Sepiyolit, fillosilikat grubuna dahil bir kil mineralidir. Bu mineral grubunun tanımına uygun olarak T2O5  (T=Si, Al, Be…) bileşimli, iki yönlü sürekli bir tetrahedral tabaka, buna karşılık diğer tabaka silikatlarından farklı olarak süreksiz oktahedral tabakalardan oluşur. Sepitolitin kristal strüktürü, 2:1 fillosilikat strüktürüne ait zincirlerin birbirine bağlanmasından meydana gelir. Her bir zincir, diğerine ters ardalanmalı SiO4 tetrahedronları vasıtasıyla Si-O-Si bağları ile tutturulmuştur. Zincir şeklindeki yapı, X-eksenine paralel uzanır ve Y-ekseni boyunca genişliği, sepiyolitte üç adet bağlı piroksen-tipi zincir genişliği kadardır. Buna göre, 2:1 tabaka yapısı X-ekseni boyunca sürekli, buna karşılık Y-ekseni boyunca kesiklidir. Kimyasal formülü ise şu şekildedir:

  • Sepiyolit                                    : (Si12)(Mg9)O30(OH6)(OH2)4.6H2O

Sepiyolit mineralinin dokusu, yüzey alanı, porozitesi, kristal morfolojisi ve kompozisyonu, bu mineralin teknolojik uygulamalarına baz teşkil eden fizikokimyasal özellikleri ile yakından ilişkilidir. Levha yapısına sahip diğer kil minerallerine göre daha nadir bulunması, çok özel şartlarda yataklanmalar göstermesi, dokusal özellikleri, kristal yapılarındaki süreksizliklere bağlı kanallar tarafından sağlanan yüksek özgül yüzey alanları ile absorpsiyon özelliği, porozitesi, kristal morfolojisi ile kompozisyonun bağlı uygun nitelikli fizikokimyasal özellikleri, sepiyoliti tüm dünyada kıymeti gittikçe artan bir hammadde konumuna getirmiştir.

Sepiyoliti değerli kılan özellikleri

Absorpsiyon Özelliği

Zincir yapısına sahip sepiyolitin kristal strüktüründe üç tür aktif absorpsiyon merkezi mevcuttur. Bunlar;

Sepiyolitte ortalama mikropor çapı 15 angstrom, mezoporların yarıçapı ise 15 ile 45 angstrom arasındadır. Teorik olarak sepiyolit için 400 m2/g dış yüzey ve 500 m2/g iç yüzey alanı saptanmıştır. Ancak yüzey alanı ölçüm metodu bu değerler saptanırken mutlaka refere edilmelidir. Genellikle su ve amonyum gibi polar moleküller ile nispeten daha az miktarda metil ve etil alkoller sepiyolitin kanallarına girebilmesine karşın, polar olmayan gazlar ve organik bileşikler kanallara giremez. Isıtma işlemi sepiyolitin absorpsiyon özelliğini azaltır, çünkü yapısal değişime bağlı olarak mikroporlar yıkılır. Sepiyolitin genleşme özelliği de yoktur.

Özellikleri

Yukarda özetlenen özgül yüzey alanı ve buna bağlı yüksek absorpsiyon özelliğinden dolayı sepiyolitin başlıca kullanım alanları şunlardır:


  • Katalitik Özelliği

    Büyük yüzey alanı, mekanik dayanım ve termal duraylılığından dolayı son zamanlarda sepiyolit granülleri, katalizör taşıyıcı olarak smektit ve kaolin grubu minerallere tercih edilmektedir. Hidrojenasyon, desülfürizasyon, denitrojenasyon, demetilizasyon, etanolden butadien ve metanolden hidrokarbon eldesi gibi birçok katalitik proseste Co,Ni,Fe,Cu,Mo,W,Al,Mg’un katalitik destekleyicisi olarak sepiyolit kullanılmaktadır. 

  • Kil minerallerinin katalitik aktivitesi, bunların yüzey aktivitelerinin bir fonksiyonudur. Sepiyolit partiküllerinin yüzeyindeki Silanol (Si-OH) grupları, belli derecede asit özelliğe sahiptir ve katalizör ya da reaksiyon merkezi olarak davranabilir. Bu gruplar, mineralin lif ekseni boyunca 5 angstrom ara ile sıralanmışlardır. Sepiyolitin asitle muamelesi, adsorbe katyonların uzaklaştırılması ve yüzey alanında artışa yol açar; gözenek dağılımı ve kristallik derecesini etkiler.  

    Sepiyolitin katalitik uygulamaları şunlardır

  •  

  • Reolojik Özellikleri

    Sepiyolit, su veya diğer sıvılarla, nispeten düşük konsantrasyonlarda yüksek viskoziteli (1000-40.000 cps/5 rpm, Brookfield viskozimetresi) ve duraylı süspansiyonlar oluşturur. Sepiyolitten yapılan süspansiyonlar tiksotropik özellik gösterdiğinden, kozmetik, yapıştırıcı ve gübre süspansiyonlarında kalınlaştırıcı (thickener) olarak kullanılır. Sepiyolit ayrıca, diğer killere göre tuzlu ortamlarda daha duraylıdır ve bu nedenle özellikle petrol sondajlarında çamur malzemesi olarak kullanılır. 

  • pH=8’e kadar faydalı özelliklerini muhafaza eder, ancak pH>9 olduğu koşullarda peptizasyon viskozitede ani bir düşüşe neden olur.

  • Reolojik özelliklerinden dolayı kullanıldığı alanlar şunlardır 

Ayrıca besicilikte yemle karıştırıldığında verim artışı sağlamakta ve hayvanlarda amonyum dengesini kontrol etmektedir. Yine son zamanlarda, özellikle Japonya’da yürütülen araştırmalarla, atık sulardan biyogaz üretiminde metanojenik bakteri taşıyıcısı ya da biyoreaktör olarak kullanımı geliştirilmiştir. Lifsi yapıda olması, buna karşılık kanserojen etkisinin asbeste kıyasla son derece düşük olması nedeniyle asbest yerine kullanılmaktadır.