Mineralogical, Physical, and Chemical Properties of Clays in the Lake Van Basin and Determining Their Areas of Use

Abstract

Bu çalışmada Van Gölü Havzasında bulunan gölsel/fluviyal killer incelenerek havzadaki killerin mineralojik, fiziksel, kimyasal özellikleri ve kullanım alanları belirlenmiştir.Çalışmada havzanın 26 yerinden kil ve kiltaşı örnekleri alınarak öncelikle XRD, SEM, ve kimyasal analizleri yapılmıştır. XRD analizleri hem tüm kayaç/toplam sediman, hem de kil fraksiyonu boyutundaki örnekler üzerinde yapılmıştır. Yapılan analizlerden, örneklerde ağırlıklı olarak simektit grubu mineraller olmak üzere; şişebilen klorit, klorit, illit ve vermikülit bulunduğu belirlenmiştir. Bu minerallerin yanında kaolen grubu mineraller ile paligorskite de az miktarda (~%10) rastlanmıştır.Mineralojik ve kimyasal özellikleri belirlenen havza killerinin kullanım potansiyelini belirlemek için 12 adet örneğin atterberg limitleri, birim hacim ağırlığı, porozite, yüzey alanı, şişme kapasitesi, pH, viskozite, yağ emme miktarları, katyon değişim kapasitesi belirlenmiş, örneklerin hidrolik geçirimlilikleri ise belirlenen likit limit değerlerinden hesaplanmıştır. Belirlenen değerler kilin kullanıldığı endüstri dallarında kil için aranan veya kullanılmakta olan özellikler ile karşılaştırılmıştır.Bu karşılaştırmalar, kil mineralojisi ve ilgili analizlerden, Van Gölü Havzası killerinin atık izolasyonu, çimento sanayi, hayvan yemi yapımı ve kedi kumu üretimi başta olmak üzere birçok potansiyel kullanım alanlarının bulunduğu sonucuna varılmıştır. Havzanın sondaj verileri bulunan yörelerinde muhtemel kil rezervi bir milyar ton civarında hesaplanmıştır. Yüzeyde veya yüzeye yakın olarak bulunan bu rezerv yukarıda sayılan kullanım alanlarına yönelik olarak işletilebilecek durumdadır. Özellikle atık izolasyonu için gerekli kilin yakın ve ucuz olarak bulunduğunun belirlenmesi, Van Gölünün daha fazla kirlenmesini önlemek ve göl çevresindeki yaşamın sürdürülebilirliğini sağlamak açısından önemlidir.

In this study, lacustrine/fluvial type clays in Lake Van Basin are investigated by determining and evaluating their mineralogical, physical, and chemical properties and determining their areas of use.Clay rock/sediment samples are taken from 26 locations, and are first analyzed by using chemical, XRD, and SEM methods. XRD analyses are done on both whole rock/sediment, and on clay fraction sized samples. These analyses show that the samples consisting of mainly smectite group minerals, followed by swelling chlorite, chlorite, illite, and vermiculite. Kaolin and paligorskite minerals are also present in small (~%10) quantities.Following the evaluation of chemical and mineralogical analyses, 12 samples are tested to determine certain properties in order to asses their potential use in industry. Plasticity index, unit weight, porosity, surface area, swelling capacity, pH, viscosity, oil absorption capacity, cation exchange capacity of these samples is determined, and hydraulic conductivity is calculated from determined liquid limits. The determined properties are compared to the properties of clays sought by, or being used in, various industries.These comparisons, along with the results of mineralogical and chemical analyses show that the clays from the Lake Van Basin are suitable for use in many industrial areas; notably in isolation of domestic or industrial waste, cement industry, animal feeds, and in pet litter. The probable clay reserves in the basin, where borehole data exist, are calculated around 1 billion tons. These reserves, located at or near surface, can easily be extracted for use in above cited industrial areas. The finding, that clay needed for the isolation of domestic or industrial waste is available in the basin at low cost, has significance in terms of prevention pollution in the Lake Van and the sustainability of the life around it.