Ham Tuz Üretim Yöntemi ve Teknolojisi

Kaya Tuzu:Eski çağlardan beri besin maddesi olarak kullanılan tuz, çağımız kimya sanayiinin en önemli girdilerinden biridir. Bir klor bileşiği olarak, kimya dilinde çok geniş anlamda kullanılan tuz “NaCl” sembolü ile ifade edilmektedir. Kübik sistemde kristalleşen tuz, “Na” ve “Cl” iyonlarından oluşur, saf halde iken yaklaşık % 40 sodyum, % 60 klordan meydana gelir.

Yüksek basınç altında plastik özellik gösteren tuzun sertliği 2-2,5 olup, özgül ağırlığı 2,1-2,55 gr/cm3 arasında değişir. Erime noktası 800 oC , kaynama noktası ise 1412 oC dır. Genellikle renksiz, üretildiği şekliyle rengi gri, sarı, kırmızı hatta mavi ve yeşil olabilir. Ekonomik bir değer taşıyan tuz kaynakları katı ve sıvı olarak ikiye ayrılmaktadır. Tuz sıvı halde denizlerde, göllerde, tuzlu su kaynaklarında ve tuzlu su kuyularında bulunmakta olup katı halde kaya tuzu şeklindedir.
KAYA TUZU KAYA TUZU KAYA TUZU

DENİZ TUZLARI

Bitmez ve tükenmez tuz kaynağı olan denizler dünyamızın en büyük tuz rezervlerini oluşturmaktadır. Denizlerdeki tuzluluk derecesi, tatlı su alıp almadıklarına, coğrafik durumlarına ve iklim koşullarına göre değişiklik gösterir. Örneğin tuz miktarı Baltık Denizinde 1 m3 suda 17 kg iken, Kızıldenizde 45 kga kadar çıkmaktadır.

KAYA TUZLARI

Yeraltında az veya çok derinlerden katı halde elde edilen tuz kaya tuzu olarak tanımlanır. Kaya tuzu yatakları, jeolojik devirlerde buharlaşma sonucu denizlerin ya da kapalı iç havzaların kuruması ile oluşmuştur. Değişik devirlerde Ülkemizin birçok yöresinde bu şekilde oluşan kaya tuzu yatakları mevcuttur. Kaya Tuzları Deniz Tuzlarının aksine bileşimlerine giren yabancı maddelerin oranları bakımından büyük değişiklikler gösterirler. Özellikle saflık oranları her maden için ayrı olabileceği gibi aynı madenden alınan çeşitli numuneler de çok büyük farklılıklar gösterebilir. Kaya tuzlarındaki yabancı maddeler ve kil, tuza değişik renkler verir. Genellikle gri, siyaha yakın kil renginde olan kaya tuzu, nadiren beyaz, şeffaf beyaz olarak bulunur. Radyoaktif ışınlara maruz kalan tuz kristalleri kafes yapısında meydana gelen hatalardan dolayı mavi renk gösterebilirler. Yurdumuzda kaya tuzu madenleri genellikle gri renkte olup, bir kısmı da siyaha yakın renktedir.

KAYNAK TUZLARI

Karalarda kaya tuzları dışında suyu az veya çok tuz içeren akarsular, kuyular, kaynaklar ve göller de vardır.Genel olarak bunların kaynağı kaya tuzlarıdır. Yeraltı sularının akıntıları bir kaya tuzu tabakasından geçerken, tuzların bir kısmını eriterek kendi bünyesine almakta, kuyu ve derecikler halinde yeryüzüne çıkarmaktadır. Bu suların içerdiği NaCl oranı, tatlı suyun tuz tabakasıyla temas süresi ve şiddeti ile orantılı şekilde az veya çok olmaktadır.

GÖL TUZLARI

Tuz göllerinin bir kısmı eski iç deniz kalıntıları olabileceği gibi bazıları da geniş yer çöküntülerinde, civar bölgelerdeki kaya tuzlarından geçerek, bu çukurlarda toplanan tuzlu sulardan meydana gelmiş olabilir. Tuzlu su gölleri ile tuzlu su kaynakları ve kuyularına hemen her ülkede rastlanmaktadır. Dünyadaki en büyük alana sahip Tuz Gölü A.B.D.’de bulunan Great Salt Lake’dir. Yurdumuzda bulunan Koçhisar Tuz Gölü de en önemli tuz göllerinden biridir. Bu göllerden alınan tuz hemen hemen saf bir şekilde bulunur.

ÜRETİM YÖNTEMİ VE TEKNOLOJİSİ

Tuz (NaCl) genel olarak tabiatta iki şekilde önümüze çıkmaktadır. Biri sıvı diğeri de kaya tuzlalarında olduğu gibi katı halde bulunmaktadır. En yaygın üretim yöntemi rüzgar ve güneş gibi tabii faktörlerin tesiriyle tuzlu deniz suyunun, buharlaşmasını, dolayısıyla tuzun çökelmesini sağlayan tarımsal yöntemdir. Öncelikle deniz suyu tam manasıyla tuza doymuş bir eriyik olmadığından, tabii faktörlerden başka ayırıcı maddelerin kullanılması ekonomik yönden pahalı bir yöntemdir.

İkinci üretim yöntemi toprak altından çıkartılan blok halindeki kaya tuzunun lüzumu halinde aşındırılıp öğütülmesi ile elde edilen madensel yöntemdir. Bu tuz çoğu zaman saf değildir genellikle sanayiide ve tarımda kullanılır. Bu usulde tuz elde edilmesi "Kaya Tuzu" maden ocaklarında uygulanır.

Gelişen teknolojiye bağlı olarak, bugün birçok dünya ülkelerinde modern işletmecilik metodları uygulanmaktadır. Çözelti madenciliği bu metotlardan biridir. Bu metot yeri ve hacmi kesinlikle belirlenen kaya tuzu yataklarında uygulanır. Tuz yataklarına (domlarına) tatlı su enjekte edilerek, suda eriyen tuzun yeryüzüne çıkartılması zsasına dayanır. İlk yatırım maliyetleri yüksek olup, uzun dönemde en ekonomik üretim metodudur. Doymuş tuzlu su çözeltisi çeşitli pompalarla çıkartılır ve rafinasyona kadar bekletilmek üzere yer yüzünde inşa edilen depolara alınır.

REZERVLER

Türkiye, tuz potansiyeli açısından oldukça zengin ülkeler arasındadır. Bu potansiyeli, deniz tuzlaları, göl tuzlaları, kaya tuzlaları ve kaynak tuzlaları oluşturmaktadır.

Deniz Tuzu

Deniz tuzu revervi sonsuz olmasına rağmen üretim, havuzlama tesislerinin kapasitesine ve iklim koşullarına bağlıdır. Ülkemizde Deniz Tuzlası olarak Ayvalık ve Çamaltı Tuzlaları işletilmekte olup bölge iklimi uygun ve tuz oluşumu için avantaja sahiptir. Son yıllarda sağlanan kapasite artışı ile üretim kapasitesi 600.000 ton/yıl’a yükselmiştir. Yurdumuzun üç tarafının denizlerle çevrili olması deniz tuzlası olarak yararlanabilecek bir çok yerin bulunabileceğini ortaya çıkarmaktadır. Bu durum deniz tuzlası işletmeciliği açısından oldukça şanslı olduğumuzu göstermektedir.

Göl Tuzu

Göl tuzlaları Tuz Gölü çevresinde bulunan Yavşan, Kaldırım ve Kayacık Tuzlalarıdır. Kesin rezervi ortaya koyacak veriler olmamasına rağmen, eldeki jeolojik veriler Tuz Gölünün çok büyük bir potansiyele sahip olduğunu kanıtlamaktadır.

Göldeki yüzey rezervi şu şekilde bir yaklaşımla hesaplanabilir. Gölün tüm alanı 1662 km2dir. Gölün sürekli su altında kalan doğu kesimi ile önemsiz derecede tuz çökelen yerler çıkarılacak olursa yaklaşık 1200 km2lik bir alan tuz bölgesidir. Gölde oluşan tuz tabakasının kalınlığı 3-20 cm arasında değişmekte olup ortalama 8 cmdir.

Göldeki yüzey rezervi = 0.08 m (kalınlık) x 1200x106 m2 (alan) x 2.2 t/m3 (yoğunluk) = 211.200.000 t NaCl

Tuz Gölü büyük bir potansiyel olup gerçek rezerv belirtilenin çok üstündedir.

Kaya Tuzu

Ülkemiz, jeolojik yapısı nedeniyle büyük tuz yataklarına sahiptir. Özellikle III. zamanın Eosen, Oligosen ve Miyosen devirlerinde İçdenizlerde kuraklık nedeniyle geniş çökelmeler meydana gelmiştir.

İç Anadoluda Çankırıdan başlayarak Çorum, Yozgat, Sivas, Erzincan, Erzurum ve Kars üzerinden İrana bağlanan tuz yataklarında 30u aşkın kaya ve kaynak tuzlaları yer almaktadır. Ayrıca, Adana havzası ve Siirt yöresinde de geniş yeraltı tuz oluşumları mevcuttur.

Türkiyede kaya tuzu envanterlerinin (rezervlerinin) tam olarak belirlenmesi amacıyla TEKEL ile M.T.A. arasında protokol imzalanarak 1977 yılında çalışmalara başlanılmıştır. Bu çalışmalar Çankırı, Sekili, Gülşehir, Tuzluca yeraltı kaya tuzu sahalarında yapılmıştır. Tuzun yayılımı tespit edilerek, rezervini ortaya çıkaran bu çalışmalarda yörede jeolojik haritalama, jeofizik ve sondaj çalışmaları yürütülmüş, kaya tuzu rezervinin jeokimyası ve kalitesi de yorumlanmıştır.

Sondaj yapılarak üç boyutu ile belirlenen görünür rezerv toplamı 1 milyar tonu geçmektedir.Muhtemel ve mümkün rezervler de gözönüne alındığında kaya tuzu olarak Türkiyenin çok büyük bir potansiyele sahip olduğu rahatlıkla söylenebilir.

ÜRETİM

Türkiye’de ham tuz üretimi 4 değişik doğal kaynak kullanarak yapılmaktadır. Bunlar;

a) Deniz suyundan tuz üretimi

b) Göl suyundan tuz üretimi

c) Kaya (Yeraltı Madenciliği) yöntemiyle tuz üretimi

d) Kaynak (Yeraltı) suyundan tuz üretimi

Deniz ve göl tuzu üretim yöntemi rüzgar ve güneş ışınlarının etkisi ile tabii buharlaşmadır.

Kaya Tuzu üretim sistemi oda-topuk yöntemidir.

Kaynak tuzu ise tuzlu su kaynaklardaki suyun buharlaşma ve kristalleşme havuzlarında bome dereceleri yükseltilmesi yöntemiyle elde edilmektedir. Türkiyede ham tuz üretimi 3078 sayılı Tuz Kanunu gereği Tekel tarafından yapılmakta olup, 3078 sayılı yasanın 28.07.1998 tarihinde kabul edilen 4373 sayılı yasa ile değişik 1.maddesine göre Tekel İdaresince hiç işletilmemiş veya işletilmesinden vazgeçilmiş kaya ve kaynak tuzlalarının, 29.12.1998 tarihli Resmi Gazete’de yayınlanan Yönetmelikte belirtilen usul ve esaslara göre, gerçek veya tüzel kişilerce işletilmelerine Bakanlar Kurulu Kararı ile izin verilmektedir. 1999 yılı sonuna kadar 15 kaynak tuzlası için İşletme İzni verilmiş olup, bu tuzlalarda 2000 yılında üretime başlanmıştır. 3078 sayılı yasanın değişik 1.maddesine ayrıca,“Tekel İdaresi, her türlü tuzlaların işletilmesi görevini, Bakanlar Kurulu’ndan izin alınmak ve süresi 40 yılı geçmemek kaydıyla, gerekirse yabancıların da dahil olacağı, bağlı ortaklıklar veya iştirakler teşkil etmek suretiyle de yerine getirebilir.” hükmü eklenmiş olup, bu yönde bir uygulama gerçekleşmemiştir.

HAM TUZ ÜRETİM YÖNTEMİ VE TEKNOLOJİSİ (Deniz, Göl, Kaynak Tuzu Üretimi)

Yurdumuzda deniz suyundan tuz üretimi İzmir / Çamaltı ve Balıkesir / Ayvalık Tuzlalarında yapılmaktadır.

Üretim; iklim koşullarına bağlı olarak Solar Evaparasyon yöntemiyle temin edilmektedir. Solar Evaparasyon yönteminde aranan ortam aşağıda gösterilmiştir. Toprak yapısının geçirgen olmaması,

Yağış Evaporasyon dengesinin uygun oluşu,

Havadaki bağıl nem oranının uygun oluşu,

Rüzgarın yönü ve şiddeti,

Uygun büyüklükte arazi,

Deniz suyundaki tuz oranının istenen düzeyde olması

Deniz suyundan tuz üretimine genellikle Mart veya Nisan aylarında başlanır. Bir önceki yıllarda havuzlara alınmış sular, içindeki yosun ve benzeri kirliliklerin temizlenmesi amacıyla boşaltılır. Denizden çekilen sularla bu temizlik ve yıkama işlemleri tamamlanır. Kirli sular denize gönderilir. Havuzların tabanı su geçirmez kil tabaka ile kaplı olup, tabanda bozulan var ise bunların çalışmaya başlamadan onarılması gerekir.

Denizden Evaparosyon havuzlarına su basma işlemi Mart ayında başlar. Mevsime göre 2-2,5 veya 4,5-5 bomede olan bu sular havuzlarda güneş tesiriyle buharlaştırılarak 6 bomeye getirilir.

Bu sular soğuk su yedeği adı verilen bir sonraki havuzlara gönderilir. Boşalan ham su havuzlarına tekrar denizden su çekilir. Soğuk su yedeği havuzlarına gelen sular bu havuzlarda 6-9 bome arasında tutulur. Bekleme sırasında CaCO3, Fe2O3 gibi yabancı maddeler dibe çökertilir. Sonra bu sular sıra ile yedek su havuzlarına gönderilir. Her birinde sıra ile 9-13 bome, 13-17 bome ve 17-20 bome ye gelinceye kadar bekletilir. Bu havuzlarda CaSO4 çöker, yoğunlukları 20 bomeye kadar artan bu sular sıcak su havuzlarına gönderilir ve burada 25 bomeye gelinceye kadar bekletilir.

Sıcak su havuzları, kristalizasyon havuzlarının ana çözelti kaynağı durumundadır. Sular kristalizatör olarak kullanılan havuzlarda 28.5 bomeye kadar bekletilerek içerisinde bulunan tuzun çökmesi temin edilir. Kristalizasyon havuzunda 28.5 bome üzerindeki artık sular denize verilir. Bu işlem üretim sonuna kadar tekrar edilerek yaklaşık 18-20 cm kalınlığında tuz elde edilebilir.

Kaya Tuzu Üretimi

Ülkemizde beş kaya tuzlasında kapalı madencilik yöntemiyle tuz üretimi yapılmaktadır.

Üretim yöntemi oda topuk olup, kullanılan teknoloji çok eskidir. Oda ve topukların boyutu iş

emniyeti ve cevherin ekonomik bir şekilde kazanılması için 10x10 ve 8x8 m boyutlarında

bırakılmıştır. Yükseklik ise 6 metredir.

1- Hazırlama

2- Patlatma

3- Yükleme

4- Sevkiyat

Deliciler yardımıyla yuvalar açılır. İçine doldurulan patlayıcı madde sıkıştırılır. Fitilin

ateşlenmesi ile patlama işlemi gerçekleştirilir. Patlama sonucu ortaya çıkan Tuz, galeri içinde nakil araçlarına iş makinaları ile yüklenerek sevkiyatı yapılır.

Göl Tuzlalarımızda talebi karşılayacak kadar üretim yapıldığından işletmeciliği daha masraflı bulunan maden Tuzlalarımıza kapasite arttırıcı yatırım götürülmesi şimdilik düşünülmemektedir.

TÜKETİM VE TÜKETİM ALANLARI

Tuzun kullanıldığı önemli yerler :

1. İnsan Gıdasında,

2. Hayvan Beslenmesinde,

3. Sanayiide,

4. Karayollarında olup,

Kimya sanayiinde, insan gıdasında, muhtelif gıda sanayiinde, tekstil - boyama sektöründe ve diğer bazı sanayii sektörlerinde yıkanmış veya rafine tuz olarak kullanım alanı bulmakta ve bazı alanlarda ham tuz olarak kullanılmaktadır. Yılda kişi başına kullanılması gereken tuz miktarı 7 kgdır. İnsan bu miktardaki tuzu çeşitli yollardan almaktadır.Genel olarak Türkiyede yılda büyük baş hayvanların 4 kg, küçük baş hayvanların 2 kg tuz tüketimi vardır.

Yollarda kar ve buza karşı kullanılan tek madde tuz olup, Türkiyede buzlanma için kullanılan tuz miktarı 50-70 Bin Ton civarındadır.

ÜRÜN STANDARTLARI

3078 sayılı Tuz Kanunu’nun 2. maddesinde Tuz İşletmelerinde üretilen ham tuz “140 santigrad derecede kurutulduğu taktirde en aşağı %95 klorsodyumu ihtiva eden ve zehirli mürekkabattan ari bulunan madde” olarak tanımlanmıştır. Tuz İşletmelerinde üretilen ham tuza ilişkin başkaca bir sınırlama veya standart bulunmamaktadır. Bununla birlikte, Tekel Genel Müdürlüğü bünyesinde faaliyet yürüten tuz İşletmelerinde üretilen tuzdaki sodyum klorür oranı % 95’in üzerinde olup, yer yer %98-99 seviyesine kadar yükselmektedir.

Tarım ve Köyişleri Başkanlığınca yayınlanan “Türk Gıda Kodeksi-Yemeklik Tuz Tebliği”ne göre yemeklik tuzlar “sofra tuzu” ve “gıda sanayiinde kullanılan tuz” olarak 2 şekilde sınıflandırılmış olup, fiziksel ve kimyasal özellikler şu şekilde belirlenmiştir.

Fiziksel Özellikler,

Yemeklik Tuz : Beyaz renkte olmalı ve gözle görülen yabancı maddeler içermemelidir.

Sofra Tuzu : Yemekli tuz için belirtilen özelliklere ek olarak, homojen olmalı, tane büyüklüğü göz açıklığı 1000 Mm’lik elekten tamamı geçmeli, göz açıklığı 210 Mm’lik elekten geçen kısım en çok % 20 olmalıdır.

Kimyasal Özellikler,

Rutubet miktarı sofra tuzlarında kütlece en çok % 0,5, gıda sanayiinde kullanılan tuzlarda ise en çok % 2 olmalıdır.

Yemeklik tuzlarda sodyum klorür miktarı kuru maddede en az % 97 olmalıdır. Sofra tuzlarına 50-70 mg/kg oranında potasyum iyodür veya 25-40 mg/kg oranında potasyum iyodat katılması zorunlu, gıda sanayiinde kullanılan tuzlarda ise zorunlu değildir. Sofra tuzları florid, demir gibi mineraller ve vitaminler ile zenginleştirilebili