Cam Sağlıktır!

04 Temmuz 2017

 

 

Bilge Çalışkan
Kimya-Biyoloji Mühendisi
Ürün ve Hizmet Geliştirme Uzmanı
Aleph Trade

 

 

 

Cam sektörü tüm Dünya için olduğu gibi Türkiye için de elbette çok önemli bir sanayi olup; inşaat, otomotiv, enerji, beyaz eşya,
gıda, içki, meşrubat, ilaç, turizm, mobilya, boru, elektrik ve elektronik gibi birçok sektöre ve ev kesimine girdi veren temel
alanlarından biridir.

Cam Sektörüne Genel Bakış
Bilindiği üzere Türk Cam Sanayii, 1935 yılında üretime başlayan Paşabahçe Fabrikası ile kurulmuştur. Türkiye, Dünya cam
üretiminde 12. sırada Avrupa cam üretiminde ise 5. sırada konumlanır. 2016 yılı ihracat rakamlarına göre; Türkiye, cam
ihracatında 17. sırada yer alıyor.

Cam ihracatı 678 bin ton gibi bir rakam ile 792 milyon dolar bedel ile gerçekleşmiştir. Sektör ihracatı bir önceki yılın aynı
dönemine göre miktar bazında %18,6 artmış görünüyor. Bu, sektörün ileriye doğru gittiğinin bir göstergesi niteliğindedir.

Cam Üretimi
Soda-Silis Camı, harmandan veya cam kırığından izabe (ısıtma/eritme) yolu ile üretilir. Cam üretiminde kullanılan en öneml girdiler,
kum, soda, dolomit, kuvartz gibi maddelerdir. Ülkemizin bu kaynaklar açışından zengin olması nedeniyle, Türkiye’de cam
hammaddelerinin de yeterince bulunmasıyla beraber, fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından istenen özelliklere uygun
hammadde rezervleri giderek azalmaktadır.

Cam imalatında kullanılan hammaddelere bakacak olursak; genel olarak camın büyük çoğunluğunu silis-kuvars kumu %68-72 ve
sodyum karbonat (soda) %9-20 oluşturur. Diğer hammaddeler ise; feldspat, dolomit, sodyum sülfat, kalsiyum karbonat, boraks,
sodyum-potasyum nitrat, çinko oksit, baryum karbonat şeklinde sıralanabilir.

Silis esaslı malzemeler olan kum, kalker, feldspat, dolomit, soda, sodyum sülfat gibi malzemeler eritmeye uygun hale getirilir,
temizlenir, stoklanır. Üretilmek istenen cama göre, yukarıda adı geçen malzemeler belli reçeteler gözetilerek karıştırılır. Harman
doğalgaz, fuel-oil veya elektrik kullanılarak özel fırınlarda 1500°C–1600°C’ye kadar ısıtılarak eritilir. Yine ürünün özelliğine göre
eritilmiş cam şekillendirme bölümlerine alınır. Üfleme, dökme, çekme, yüzdürme, savurma akıtma, vb. yöntemlerden biriyle
istenen forma sokulur. Doğal haliyle çok kırılgan bir malzeme olan cam kontrollü bir şekilde yeniden ısıtılıp soğutularak iç
tansiyonlarından arındırılır. Böylelikle malzeme daha dayanıklı bir hale getirilir.

Cam Hammaddeleri
1. Kuvars Kumu
İlk kez Romalılar tarafından cam yapımında kullanılan kuvars kumu SiO2 içerir ve yer kabuğunda bulunur. İçerisindeki safsızlıklara
bağlı olarak rengi değişebileceği gibi kuvars kumu küçük taneli ve beyazdır. İçeriğinde demir oksit bileşeni içeriyorsa rengi
koyulaşır. Renkli olan kuvarslar süs taşı olarak kullanılabilir.

Kuvars kumu, kuvarsça zengin kayaçların parçalanması sonucunda oluşur. Bu kayaçlardan elde edilen kumunkullanılabilmesi için
önce eleme sonra ise yabancı  maddelerin uzaklaştırılması için yıkama ve en son olarak flotasyon ve manyetik ayırıcı ile saflaştırma
işlemleri uygulanır.

Cam üretiminde kullanılacak kumun içerisinde P2O5, MgO, Fe2O3 gibi safsızlıkların minimum seviyede olup, minimum %99 SiO2
içermesi gerekmektedir. Bu tür safsızlıklar camın rengi ve görüntüsünde bozukluklara sebep olurlar. Demir oksit içeriği ve alkaliler,
camın rengini değiştirdiğinden camda hiç istenmez. Kristal cam için demir içeriği maksimum %0,03 olabilirken, yeşil şişe yapımında
bu oran %6’ya kadar çıkabilir.

Ülkemizde İstanbul, Şile, Tekirdağ, Zonguldak, Adapazarı,Sinop, Adana gibi yerlerde bulunmaktadır.

2. Soda (Sodyum Karbonat)
Sodyum karbonat milattan önce 3500 yılında Mısırlılar tarafından ham soda külü olarak bulunan hammaddedir. Kristal soda
Na2CO3.H2O veya Na2CO3.10H2O olarak bulunur. Soda içerisinde Na2O oranı %44-58 arasındadır. Türkiye 1975 yılına
kadar sodayı ithal etmiştir;  sonrasında Mersin’de sentetik soda üretimi başlanmıştır.

3. Kalker
Kireçtaşı olarak da adlandırılırlar. Bileşimi kalsiyum karbonattır (CaCO3). Kalsitlerin yüksek sıcaklık ve basınç etkisi ile uzun sürede
başkalaşmaları ile mermer oluşur. Bir maddenin içerisinde kalker olup olmadığı hidroklorik asit ile reaksiyonu sonucunda anlaşılabilir.

CaCO3+2HCl Õ CaCl2+H2O+CO2
Oluşan reaksiyonda meydana çıkan karbondioksit (CO2) köpürmeye yol açar.

Kalker ısıtılınca karbondioksit uzaklaşır. Bu işlem 500°C’de başlar. Cam yapımında kalker, kuvars ile beraber ısıtılırsa kolay ergiyip
camlaşan kalsiyum silikatı oluşturur.

CaCO3+SiO2 Õ CaO.SiO2+CO2
Cam sanayinde düşük demir içerikli, kalsinasyon sonucu kalıntı bırakmayan kalker, öğütüldükten sonra kullanılır.

4. Sodyum & Potasyum Nitrat
Sodyum Nitrat 318°C, Potasyum Nitrat 500°C’de düşük ergime sıcaklıklarına sahip hammaddelerdir. Böylece, beraberinde
bulundukları harman bileşenlerinin ergimesini kolaylaştırırlar, bunun yanında beraberinde kullanıldıkları antimuan oksitlerle
camın saflaştırılmasını sağlarlar.

Cam üretiminde sodyum nitrat potasyuma göre daha ucuz olması sebebi ile tercih sebebi olabilir. Düşük ayrışma sıcaklığından
dolayı sodyum nitrat tek başına olmaktan ziyade arsenik trioksit (As2O3) veya Antimuan Trioksit (Sb2O3) ile beraber kullanılırlar.
Sodyum nitrat arsenikle beraber kullanıldığında serbest oksijeni sağlar; arsenik trioksit ve arsenik pentoksiti ortama kazandırır.
Yükseltgenmiş bu bileşenler sodyum ve kalsiyum ile birleşip uzun süre bu formda kalır ve saflaşmayı sağlar.

5. Antimuan Oksit
Camda saflaştırıcı, renk giderici ve metal ayrışmasını kolaylaştırıcı görevleri vardır. Sodyum veya kalsiyum oksitlerle meta
antimonatları (Na2Sb2O6, CaSb2O6) oluşturarak yükseltgenir.

6. Arsenik Oksit
Camın saflaştırılması etkisinden başka, camın renklendirilmesi ve odaklaştırılmasını da sağlar. Cam ergitmenin ilk safhalarında
diğer oksitleyici elemanlar tarafından pentaoksit formuna yükseltgenir. %0,5 gibi çok düşük değerlerde kullanılan arsenik
oksitin bu seviyelerde buharlaşması görülmez.

7. Borik Asit
Kolemanit cevherinin öğütülmesi, sülfürik asit ile işleme, filtrelerden düzme, kristalleşme işlemleri sonucu granül ve toz halinde
bulunur. Cam üretiminde, devitrifikasyonu önler. Camın, ısıya kimyasallara, mekanik etkilere karşı dayanım özelliklerini artırır.

8. Sodyum Sülfat
Cam harmanından gelen, çözülmemiş karbonatları sistemden uzaklaştırarak yeni kabarcıkların oluşumunu etkiler. Ayrıca bir kısmı
cam eriyiği içinde çözünüp yüzey gerilmesini artırarak gazların giderilmesine yardımcı olur. Başlangıç harmanına %0,4-0,5
oranında sodyum sülfat ilavesi yapılır.

Kaynaklar
[1] Türkiye İstatistik Kurumu Veri Tabanı.
[2] TOBB Sektör Haber Bültenleri.
[3] Türkiye Cam ve Cam Ürünleri Sanayi Meclisi Sektör Raporu.