Klinoptilolit (doğal zeolit):Özellikleri,kullanım alanları ve Türkiye açısından önemi

Özet

Zeolitler; tektosilikatlar grubuna dahil ve yapısında alkali ve toprak alkali elementler bulunan kristal yapıda sulu alüminyum silikatlardır. Klinoptilolit ise bir tür doğal zeolit minerali olup tipik birim hücre formülü $(Na)_6[(AlO_2)_6(SiO_2)_{30}]24H_2O$'dur. Yapıda sodyumdan başka en çok bulunan diğer katyonlar K, Ca ve Mg'dur. Kristal yapıda temel birim olan $SiO_4$ ve $AIO_4$ tetrahedralleri birleşerek ikincil yapı birimi (Secondary Building Unit) diye ifade edilen kompleks 4-4-1 halkalarını oluşturur. Bu ikincil yapı birimlerinin farklı şekillerde birleşmesi boşluk sistemi denilen iki boyutlu kanalları ve oyukları oluşturur. Bu kanal ve oyuklara değişebilir katyonlar ve su molekülleri yerleşmiştir. Katyonların iyon değiştirme kapasitesi 2.1-5.3 miliekivalan/gr olup iyon değiştirme özelliğine sahip diğer kil minerallerine göre 2-10 kat daha fazla iyon değiştirme kapasitesine sahiptir. Klinoptilolit yapısındaki bu kanallar ve değişebilir katyonlar sayesinde iyon değiştirici, adsorban ve daha az oranda katalizör olarak uygulama alanlarına sahiptir. Klinoptilolitin uygulama alanlarından bazıları şunlardır : Radyoaktif atıklardan Cs ve Sr uzaklaştırılması , atık sulardan ağır metallerin uzaklaştırılması, içme suyunda ve atık sularda pis kokuya neden olan toksik özelliğe sahip amonyumun uzaklaştırılması, atık gazlardan SO2, CO2 ve $NO_x$ gibi kirletici gazların tutulması, ayrıca tarım sektöründe gübreleme ve toprak hazırlama işleminde, kağıt üretiminde dolgu maddesi olarak ve hayvan yemi üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada klinoptilolit (doğal zeolit) minerali ve kullanım alanları genel olarak tanıtılmakta ve ülkemizde bulunan klinoptilolit yatakları ve bunlardan faydalanabilme imkanı hakkında genel bir değerlendirme yapılmaktadır.

Abstract

Zeolites are hydrated aluminium silicates with an alkaline and alkaline earth element in their crystal structure. Clinoptilolite is a kind of zeolite mineral with a typical cell formula of $(Na)_6[(AlO_2)_6(SiO_2)_{30}]24H_2O$. In addition to Na, the cations K, Ca, and Mg are frequently found in the zeolitic structure. The fundemantal units $SiO_4$ and $AIO_4$ are combined to form the 4-4-1 rings called the secondary building unit (SBU).Combination of SBU's in various form lead to the formation of channels and pores of the zeolite structure.Ion exchangable cations and zeolitic water molecules take place in these channels. The ion exchange capacity of clinoptilolite is 2.1-5.3 meq/gr which is 2-10 larger than other clay minerals. That the channels and exchangable cations of clinoptilolite makes it eligible for an excellent absorbent. Some of the examples clinoptilolite used are the removal of Cs from radioactive wastes, elimination of heavy metal ions from wastewater, removal of toxic compounds such as ammonia from waste and drinking waters, capture of waste gases SO2, CO2, and $NO_x$, remediation of soil, filling material in the production of paper, and additive in the animal food. In this study, the properties of Clinoptilolite mineral (Natural Zeolite) and its applications are outlined. The possibilities of utilization of Clinoptilolite deposites in Turkey are discussed.