Diatomit Nedir? Kullanım Alanları ve Özellikleri

Diatomit, su yosunlarından silisli algler olarak bilinen ökaryotik, tek hücreli, mikroskobik alglerin fosilleşmiş silisli kabuklarından meydana gelmiş organik bir çökeldir. Diatomit yüksek gözenekliliği, hafifliği, ısı, ses ve elektriği az geçirmesi, erime noktasının 1400-1600 °C olması, kimyasal maddelere dayanıklılığı, yoğunluğunun az olması gibi fiziksel özellikleri nedeniyle dolgu maddesi, hafif yapı malzemesi, yalıtım malzemesi, refrakter malzeme, çimento puzolanik malzemesi, absorban, vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Doğal hafif agregalar olan diatomit, beton blok elemanlarına hafifliği, yalıtımı, dayanımı, betonda terlemeyi önlemesi ve plastikliği artırması nedenleriyle ilave edilmektedir. Diatomitin, hafif agrega olarak blok üretiminde kullanılması ile taşıyıcı olmayan ancak ısı yalıtımı yüksek olan yalıtım amaçlı hafif bloklar üretilebildiği belirlenmiştir

Bir organizma öldügünde tortu şeklinde çöker ve organik kısmı çürüyerek kaybolur. Bu şekilde silisli kavkılar birikerek taşlaşır ve diatomit yataklarını oluştururlar. Diatomlar denizlerde, göl ve nehir yataklarında, ıslak kayalarda nem ve ışıkla beslenerek gelişmektedirler. Diatomit biyolojik kökenli tek dogal mineraldir ve fosil unu, filis unu, dağ unu, beyaz turba, kizelgur, pekmez topragı gibi isimlerle de anılırlar.

Diatomit rezervinden alındığında nemli durumdadır. Ocaktan taşınması sırasında çeşitli büyüklükte parçalara ayrılmaktadırlar. Bu haldeki renkleri genellikle kirli beyazdan kahverengine dogru degişmektedir. Diatomit genel olarak üretilirken kapsadığgı nemin atılması için açık havada serilerek kurutulması sağlanır. Daha sonra kırıcıya verilerek hammadde bant tasıyıcısı ile fabrika yakıt bölmesine gönderilir. Günlük işleme kapasitesine göre ön kurutma kolonlarına verilir. Direkt olarak sıcak hava ile karşılaşan hammadde nemini üç kademe şeklindeki bu kolonlardan geçerek kaybeder. Daha sonra döner fırına getirilen diatomit 600°C-1000°C arasında sıcaklıkta ısıtılarak kalsinasyona tabi tutulur. Fırından çıkan malzeme sogutulur ve toprak kırıcılardan geçirilir.
Siklonlarda, havalı ayırıcılarda tane boyutlarına göre sınıflandırılırlar.

Doğal bir malzeme olan diatomit silisli fosilleşmiş tortullardan meydana gelir (SiO2.nH2O ve kristalize silika). Amorf silika içeriginin yanı sıra diatomit genellikle karbonat ve kil mineralleri, düşük miktarda kuvars ve feldispatlar da içerir. Yüzey alanlarının geniş olması (genis yüzey/yüksek hacim oranı), yüksek su emme/tutma
kapasiteleri gibi farklı özelliklere sahiptirler. Gözenekli yapısı, hafifligi ve düşük ısı iletkenliği gibi özellikleri sayesinde inşaat yalıtım malzemelerinde kullanımı oldukça önemlidir.

Ham diatomit farklı sekillerde islenerek dogal (naturel), kalsine, flaks-kalsine olmak zere üç farklı haliyle karşımıza çıkmaktadır. Kendi içlerinde tane boyutu, fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre tekrar sınıflandırılırlar.

1. Doğal diatomit: Ham diatomitin yalnızca kurutulması ve içindeki yabancı maddelerden kabaca ayırarak elde edilmektedir.
2. Kalsine diatomit: Doğal diatomitin döner fırında 600°C-1000°C arasında sıcaklıkta kalsinasyona tabi tutulması ile elde edilmektedir.
3. Flaks kalsine diatomit: Kalsinasyon sırasında flaks maddesi olarak eriyebilen alkali bir tuz ilavesiyle elde edilmektedir.

Diatomitin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Diatomitin dış görünüşü tebeşire benzemekte ve kavkı boyutu 2-200 μm arasında değişmektedir. 15 bine yakın çeşidine rastlanabilmektedir. Farklı farklı sekillere sahip olup genellikle yuvarlak tepsi ve uzun balık şekline benzemektedirler. Saf diatomit beyaz renkte olup içerisinde yabancı bileşenler bulundugunda ise açık sarı, gri bej gibi renklerde de olabilmektedirler. Organik malzemece zengin olan diatomitlerin yeşil, kahverengi ve siyah tonlarında olduğu görülmüğtür.

Diatomitin en dikkat çeken fiziksel özelligi kavkıdan dolayı yüksek gözeneklilik ve düşük özgül ağırlığa sahip olmasıdır. Bu gözenek yapısı sayesinde ısı iletkenligi düşüktür. 300°C gibi düşük sıcaklıkta 0,08, 800°C de 0,10 ve 1200°C gibi yüksek sıcaklıkta ise 0,11 kcal/m2. dir. Bu ısı iletkenliginin düşük olusu diatomitin porozif yapısı ve düşük yoğunluğu ile açıklanabilmektedir. Kuru haldeki diatomitin özgül ağırlığı ise 0,15 ile 0,40 g/cm3 arasında değismektedir.

Diatomitin Kullanım Alanları

Diatomitin kullanımı çok eskiye dayanmaktadır. MS 530 yılları döneminde İstanbul’da bulunan Ayasofya’nın kubbesinin inşaasında hafifliginden dolayı diatomit tuğla kullanıldığı bilinmektedir. Diatomit 30 yıl savaşlarında una karıstırılarak ekmek yapımında kullanılmıştır. Ancak çiğnemekte ve hazmedilmesinde sorunlar yaşanmıstır.
1867’de Nobel tarafından bilimsel olarak ilk kez kullanılmıstır. 19.yy ikinci yarısında Almanlar tarafından şeker pancarı sanayinde filtre yardımcısı olarak kullanılmıstır.

Diatomitin kullanım alanları oldukça genistir. Genel olarak sınıflandırılırsa;

1-Filtrasyon İşlemlerinde

Diatomitin gözenekli yapısı, kimyasal etkilere karşı dirençli olusu ve steril özellikleri sebebiyle süspansiyon durumundaki katı taneleri sıvılardan ayırmak için uygulanan filtrasyon işleminde kullanılmaktadır. Filtrasyon
işlemlerinde filtre yardımcı maddesi olarak her türlü içecek üretiminde, hayvani, nebati, makina ve yağlama yağlarının süzülmesinde, atık suların, havuz sularının filtrasyonunda, kuru temizleme çözeltilerinin geri kazanılmasında, ilaç sanayinde, asit ve kimyasal madde üretiminde kaba süzme gerektiren işlemlerde kullanılmaktadır. Geniş süzme yüzeyi saglayan gözenekli yapısı yağ ve organizmaları absorbe ederek filtrasyon hızını artırmaktadır.

2-Katkı Maddesi veya Dolgu Malzemesi Olarak

Boya, diş macunu, plastik, ilaç, kozmetik, kağıt, kibrit, cila, temizlik maddesi ve benzerlerinin üretiminde
kullanılmaktadır. Bu alanlarda kullanılma sebepleri; diatomitin hafif oluşu, dayanıklılığı, ısı-ses-elektrik izolasyonuna faydası, emici-gözenekli yapısı ve kimyasal etkisizliği gibi özelliklerinden dolayıdır. Üretilen ürünün özelliklerine ve performansına olumlu katkılar sağlamaktadır. Bu alanda kullanılırken minimum %80 SiO2 içermesi
gerekmektedir.

3-Katalizör Taşıyıcısı Olarak

İçerdikleri silis miktarı %94’e çıkan diatomitler kimyasal reaksiyonlarda kullanılmaktadırlar. Çünkü bu reaksiyonlara karsı etkisizdirler. Diatomitin ergime sıcaklıgı 1430ºC civarındadır buda yüksek sıcaklıklara karşı
dayanıklılık sağlamaktadır. Bu nedenle hem katalizör taşıyıcı hem de izolasyon elemanı şeklinde kullanılabilmektedirler. Katalizör tasıyıcı olarak kullanıldığında en önemli örnekleri; hidrojenasyon prosesindeki nikel katalizörler ve sülfirik asit üretimindeki vanadyum katalizörlerdir.

4-Silis Kaynağı Olarak

Gaz beton, içinde bulundurduğu hava kabarcıklarından ismini alır ve bu kabarcıklar yüksek ısı yalıtımı sağlamasına neden olur. Yapı sektöründe hafifliği sebebi ile hafif beton olarak tercih edilen bir malzemedir. Gaz beton
malzemeler içerdigi gözenekli yapı sayesinde yüksek ısı yalıtımı, iyi işlenebilirlik, iş gücü verimliliği ve deprem emniyeti saglarlar.

5-İzolasyon Malzemesi Eldesinde

Isı, ses ve elektrik iletkenliğinin oldukça düşük olması nedeniyle; hafif çimento, çatı ve cephe kaplama sıvalarında, kalorifer kazanlarında, fırınlarda ve ısı tasıyıcı borularda izolasyon malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu alanlarda kullanıldıklarında saf min. %94 SiO2 içeren diatomitler tercih edilmektedir.

6-Hafif Yapı Malzemesi Olarak

Diatomit, beton blok elemanlarında hafif oluşu, izolasyon sağlaması, dayanımı etkilemesi, betonda terlemeyi engellemesi ve plastikliği artırması gibi özellikleri yüzünden kullanılmaktadır. Ayrıca düşük özgül ağırlığa ve gözenekli yapıya sahip ekonomik bir malzeme olduğu için binalarda hafif blok elemanlarda kullanılmaktadır.

7-Diğer Kullanım Alanları

Diatomit çevre kirliligi ve önlenmesi konusunda birçok çalışmada adsorbant olarak kullanılmıstır. Ağır metal ve boyar madde giderimi amacıyla çeğitli çalığmalar yapılmıstır. Gıda sektöründe de kullanım alanı bulunmaktadır. Besin değeri yüksek gıdaların raf ömrünü arttırmak için paketlenmesi ve ambalajlanmasında kullanılmaktadır. Diatomit mermer sektöründe aşındırma ve parlatma isleminde kullanılmaktadır. Sertlik derecesi 5.5’den az olan düşük sertlikteki abrasiv grubunda yer almaktadır.

KAYNAKLAR
Ezgi ÖRKLEMEZ-UÇUCU KÜL TABANLI GEOPOLİMER HARÇLARDA DİATOMİT İKAMESİNİN FİZİKSEL VE MEKANİK ÖZELLKLERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI
CEREN ÖZDEMİR-DİATOMİTİN DİELEKTRİK, ELEKTROKİNETİK VE VİSKOELASTİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI
SERKAN YAZAREL-DİATOMİT KATKILI SIVA HARCININ TARIMSAL YAPILARDA KULLANILABİLME OLANAKLARI