Alüminyum hidroksit kristalizasyonu üzerine lityum safsızlığının etkisi

Abstract

Bu çalışmada, farklı Modül B değerlerine (1,35; 1,41; 1,45; 1,49; 1,8; 2,0; 2,25; 2,50) sahip sodyum alüminat çözeltilerinin nükleasyon davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, çözeltiye verilen farklı aşırı soğutma değerleri (33,35-18,35) ve farklı derişimlerdeki lityum varlığı (5-20 ppm) için bekleme zamanı ölçümleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucu, kritik serbest enerji değişimi, kritik nüklei çapı, kritik nükleide yer alan molekül sayısı ve nükleasyon hızı hesaplanmıştır. Katkısız sodyum alüminat çözeltisi için bekleme zamanının, farklı aşırı doygunluk değerleri için 100-400 dk. aralığında değiştiği belirlenmiştir. 5 – 20 ppm arasında değişen lityum varlığında ise, en yüksek bekleme zamanı 10 ppm lityum için 20 dakika olarak tespit edilmiştir. Klasik nükleasyon teorisine göre yapılan hesaplamalar sonucu, lityum varlığında, katkısız ortama kıyasla kritik nüklei yarıçapının düştüğü, krtik nükleideki molekül sayısının azaldığı ve nükleasyon hızının arttığı belirlenmiştir. 5 ppm Li katkısı için, katkısız ortama kıyasla, nükleasyon hızındaki artışın yaklaşık 100 kat, 20 ppm Li katkısı için ise yaklaşık olarak 39 kat artış gösterdiği belirlenmiştir. Farklı modül değerlerindeki sodyum alüminat çözeltilerinin bekleme zamanlarının lityum varlığında, düşük ve yüksek modüle sahip çözeltiler için 6 – 7 dakika aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Modül 1,49 ve 1,8 için ise maksimum 10 dakikalık bekleme süreleri elde edilmiştir.

In this study, the nucleation behavior of sodium aluminate solutions having different modulB values were investigated. For this aim, induction period measurements were carried out for different maximum allowable temperature (33,35-18,35) and different lithium concentrations (5-20 ppm). As a result of experimental studies, critical free energy exchange, critical nuclei radius, critical nuclei number in molecule and nucleation rate were calculated. It was determined that the induction time for the pure sodium aluminate solution varied between 100-400 minutes for different supersaturation ratio. In the presence of lithium ranging from 5 to 20 ppm, the highest induction time was determined as 20 min. for 10 ppm lithium. According to the classical nucleation theory, it was determined that in the presence of lithium, the critical nuclei radius decreased, the number of molecules in the critical nuclei decreased and the nucleation rate increased compared to the pure solution. For the 5 ppm Li additive, it was determined that the increase in nucleation rate increased approximately 100 times and the increase of 20 ppm Li increased approximately 39 times compared to the pure solution. It has been found that the induction times of sodium aluminate solutions in different module B values vary in the range of 6-7 minutes for low and high modulus solutions in the presence of lithium. For modules 1,49 and 1,8, a maximum of 10 minutes of induction times were obtained.