Aksa Magnet - Manyetik Separasyon
Önceki blog yazımızda, seramik endüstrisinde kullanılan manyetik minerallere genel bir giriş yapmış ve manyetik separasyon kullanılmadığında bu minerallerin seramik uygulamalarında yol açabileceği sorunları ele almıştık. Bu yazımızda ise minerallerin sahip olabileceği farklı manyetik özellikleri daha ayrıntılı şekilde inceleyeceğiz.
Seramik Minerallerinin Manyetik Özellikleri : Manyetik Özelliklerin Kaynağı
Bir mineralin manyetik özelliklere sahip olup olmadığını belirleyen unsur, içindeki atom veya iyonların elektronlarıdır. Dalga mekaniği prensiplerine göre elektron, çekirdek etrafında kapalı bir yörüngede hareket ederken bir dalga gibi davranan bir akım oluşturur. Bu hareketli akım, bir manyetik alan meydana getirir. Bir kristal, harici ve düzgün olmayan bir manyetik alana yerleştirildiğinde, atomların manyetik alanlarını hizalamaya çalışan bir kuvvet ortaya çıkar ve bu kuvvet kristalin tamamında bir manyetik moment oluşturur. Manyetik duyarlılık (χ), oluşan manyetik moment (M) ile uygulanan harici manyetik alanın (H) kuvveti arasındaki orandır:
χ = M/H
Diamanyetizma ve Paramanyetizma
Diamanyetik mineraller, negatif bir χ değerine sahiptir ve bir manyetik alan tarafından hafifçe itilir. Paramanyetik mineraller ise pozitif bir χ değerine sahiptir ve manyetik alan tarafından zayıf bir şekilde çekilir.
Diamanyetizma, elektronların uzaydaki dağılımı ile ilgilidir, paramanyetizma ise elektronların spin hareketiyle ilişkilidir. Tüm atomlar diamanyetik özellik gösterir. Ancak, eğer bir atom tamamlanmamış elektron kabuklarına (geçiş elementlerinde olduğu gibi) sahipse veya tek sayıda elektrona sahipse, elektron spinlerindeki dengesizlik nedeniyle paramanyetik etki diamanyetik etkiyi baskılar. Metallerde serbest hareket eden iletim elektronlarının varlığı nedeniyle de paramanyetik özellik görülebilir.
Bu tür manyetik davranışlar genellikle kristaller bağlamında ele alınır, çünkü kristalin iç yapısı manyetik etkileri değiştirir. Kristallerdeki elektronik enerji seviyeleri farklı seviyelere ayrılır ve toplam manyetik duyarlılık, elektronların bu seviyelerde nasıl dağıldığına bağlıdır. Bu nedenle, karmaşık bileşiklerde manyetik özellikleri önceden tahmin etmek genellikle mümkün değildir.
Demir içeren mineral yapıları genellikle paramanyetiktir. Ancak, demir içermeyen bazı paramanyetik mineraller de vardır. Manyetik duyarlılık açısından yeterli fark olduğu sürece, yüksek yoğunluklu manyetik ayırıcılar kullanılarak bu mineraller ayrılabilir.
Diamanyetik minerallere örnek olarak bizmut gösterilebilir. Paramanyetik mineraller ise daha yaygın olup, hematit ve biyotit mika gibi mineraller seramik hammaddelerinde sıklıkla bulunur.
Ferromanyetizma
Ferromanyetik mineraller, herhangi bir harici manyetik alan uygulanmadığında bile kendi manyetik momentlerine sahiptir. Bu mineraller kalıcı olarak mıknatıslanabilir ve zayıf bir manyetik alan tarafından dahi güçlü bir şekilde çekilirler.
Ferromanyetik maddeler, manyetik olmayan koşullarda bile, oda sıcaklığında komşu atomlar arasındaki etkileşim nedeniyle elektronlarının manyetik momentlerini kalıcı olarak hizalanmış halde tutar.
Demir, kobalt, nikel ve pirit gibi mineraller ferromanyetik özellik gösteren tipik maddelerdir.
Antiferromanyetizma ve Ferrimanyetizma
Bazı kristallerde elektronların belirli hizalanma şekilleri, antiferromanyetik veya ferrimanyetik etkiler oluşturur.
Antiferromanyetizma
Antiferromanyetik minerallerde, bitişik atomlar birbirine paralel, ancak zıt yönlerde hizalanmış spinlere sahiptir. Bu hizalanma, antiparalel spinler olarak adlandırılır. İki manyetik moment birbirini tamamen nötrleştirdiğinden, bu tür minerallerde kalıcı bir manyetik moment bulunmaz.
Antiferromanyetizmaya, nikel oksit gibi oksitlerde ve krom gibi metallerde rastlanabilir.
Ferrimanyetizma
Ferrimanyetik minerallerde, elektronların antiparalel hizalanması sonucu oluşan manyetik momentler eşit değildir ve böylece net bir manyetik moment oluşur. Ferrimanyetik minerallere örnek olarak manyetit verilebilir.
Seramiklerde Manyetik Partiküller
Manyetik partiküller, seramik üreticileri için ciddi problemlere yol açabilir. Bu tür kirleticilerin seramik malzemelerde kalması, ürünlerin kalitesini olumsuz etkileyebilir. Neyse ki, manyetik separasyon yöntemleri sayesinde bu partiküller etkili bir şekilde uzaklaştırılabilir ve seramik ürünlerinin bütünlüğü korunabilir.
Bir sonraki blog yazımızda, seramik işleme süreçlerinde manyetik metal kontaminasyonunun yol açtığı sorunları ele alacak ve manyetik separasyonun bu problemleri nasıl çözebileceğini açıklayacağız.
Seramik endüstrisi başta olmak üzere birçok sektörde manyetik partiküllerin giderilmesi ve farklı manyetik özelliklerin ayrıştırılması hakkında daha fazla bilgi almak için Aksa Magnet ile iletişime geçebilirsiniz.
#SeramikMinerallerininManyetikÖzellikleri #ManyetikSeparasyon #AksaMagnet #AksaProcess #Manyetizma #Seramik #EndüstriyelMineraller #Kuvars #Feldispat #Kaolin
Comments