Sepiyolitten nem alıcı (desikant) kil üretimi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, Sivrihisar bölgesinden temin edilen farklı fizikokimyasal özelliklere sahip sepiyolit örneklerinin desikant amaçlı olarak kullanılabilirliği ve onların desikant özelliklerinin farklı işlemlerle geliştirilmesi araştırılmıştır. Seçilen beş farklı sepiyolitten ikisinin sepiyolit içeriği düşük olmasından dolayı araştırmalar daha çok sepiyolit içeriği yüksek diğer üç farklı sepiyolit (Kurtşeyh, Sığırcık, TTB) üzerine yoğunlaştırılmıştır.Çalışmalar öncelikle desikant boyutunun belirlenmesi amacıyla örneklerin boyuta bağlı olarak nem tutma kapasitelerine bakılmıştır. Örneklerin nem tutma kapasitelerinde büyük bir değişim görülmemiştir. Daha sonra örneklerin nem tutma kapasitesi üzerine ısıl aktivasyonun etkisi araştırılmıştır. Isıl aktivasyon deneyleri 90-105-150-200-250-300-350-400-500 oC'de yapılmıştır. Sepiyolitin ısıl işleme maruz bırakılmasının nedeni onun yüzey alanındaki artışa paralel olarak nem tutma kapasitesinin artırılmak istenmesidir. 300 oC ye kadar sepiyolitin nem tutma kapasitesi artmış bu sıçaklığın üzerinde ise nem tutma kapasitesinde düşüş gözlemlenmiştir. Sepiyolitin 200 oC'ye kadar yapısındaki bağlı ve zeolitik suyun uzaklaştırılmasının bir sonucu olarak yüzey alanındaki artışa paralel olarak nem adsorpsiyon kapasitesinde bir artış olmaktadır. Fakat bu sıcaklık 300 oC'nin üzerine çıkarıldığında ise mikrogözeneklerin bozulmasına paralel olarak yüzey alanındaki azalmayla nem tutma kapasitesinde de azalma olmaktadır. Bundan dolayı örneklerimizde en iyi nem tutma kapasitesi 200 oC civarında olduğu için aktivasyon sıcaklığı 200 oC olarak alınmıştır.Sepiyolitin nem alma kapasitesinin artırılması amacıyla zenginleştirme çalışmalarında sepiyolit ve safsızlıklarının birbirinden ayrılması amacıyla hidrosiklonda deneyler yapılmıştır. Yapılan deneylerden elde edilen ürünlere uygulanan nem adsorpsiyon testlerinde sepiyolitin nem tutma kapasitesinde bir artış olmuş fakat bu artış istenilen seviyelerde olmamıştır.Sepiyolitin USA ve Japon standartlarına göre iyi bir nem tutucu (desikant malzeme) olması için % 20, % 50 ve % 90 nemde 25 oC'de belirli bir nem tutma kapasitesine sahip olması gerekmektedir. Bundan dolayı sepiyolitin nem adsorpsiyon kapasitesini artırmak amacıyla CaCl2, MgCl2, LiCl ve NaSO4 gibi tuz ve reaktiflerden ağırlıkça %1-10 aralığında sepiyolite ilave edilerek karışımlar hazırlanmıştır. Bu tuzların LiCl>CaCl2>MgCl2>NaSO4 sıralaması şeklinde sepiyolitin nem adsorpsiyon kapasitesini artırdığı görülmüştür. Buna karşılık NaSO4 ise sepiyolitin nem adsorplama kapasitesini azaltmıştır. Sonuç olarak, %3 LiCl, % 5 CaCl2 ve %7 MgCl2 ilavesi ile kalsiyum klorür ilavesi ile standartlara uygun sepiyolit desikant elde edilmiştir. Bunların dışında, sepiyolitin nem tutma kapasitesi üzerine ortam sıcaklığındaki değişimin nasıl etki ettiği araştırılmıştır. Artan ortam sıcaklığına bağlı olarak sepiyolitin nem tutma kapasitesinin 40 oC'den sonra düştüğü görülmüştür. Bu düşüş CaCl2 katkılı sepiyolitler de artan CaCl2 miktarına bağlı olarak azalmıştır.Anahtar Kelimeler: Bağıl nem, Desikant, Sepiyolit, Sıcaklık, İnorganik tuz,

Within the context of this study, the sepiolite samples with different physico chemical properties obtained from Sivrihisar area were investigated for their usability as desicant and also for enhancing their desicant feature with various tests. Five samples were selected for this test but the investigations were major on three of these samples because of their higher sepiolite content than the other two.Firstly, to determine the desicant size, the samples were examined for their humidity absorb capacity according to size aparture. After that, thermal activation effect on samples for their humidity absorb capacity was investigated. Thermal activation tests were done under 90-105-150-200-250-300-350-400-500 oC . The reason for exposing sepiolite under thermal process is to increase their humidity absorb capacity in paralel with the increase of specific surface area. The humidity absorb capacity was increased to 300 0C but over this temperature decreases for humidity absorb capacity were observed. As a result of removing structural and zeolitic water the specific surface area was increased and in paralel with these increment the humidity absorbance capacity was increased until 200 0C. But when that temperature became over 300 0C the humidity absorbance capacity was decreased in parallel with souring of micropores.Therefore, 200 0C was accepted as activation degree as the best humidity absorbance capacity was observed about 200 0C.For, increasing the humidity absorbance capacity of sepiolite, firstly the impruties were removed with hydrocyclone tests. an increase was observed on humidity adsorbance property of products obtained from tests, but that increase was not accepted as sufficient.In USA and Japan standarts, to be used as humidity adsorbance ( a desicant material) ,sepiolites should to adsorb at 25 0C at 20,50 and 90 % humidity . Therefore, to increase the humidity adsorbtion capacity of sepiolites ,mixtures were prepared by adding CaCl2,MgCl2, LiCl ,NaSO4 ,similar salts and reactives to the sepiolite samples at 10%w.It was observed that these salts increase humidity adsorbance degree in this order LiCL>CaCl2>MgCl2>NaSO4. On the other hand NaSO4 decreases the humidity adsorbtion of sepiolite. As a result sepiolite suitable for standars was obtained by adding %3 LiCl ,%5 CaCl2 and %7 MgCl2. Also the effect of temperature on humidity adsorbance of sepiolites was investigated. It was found that sepiolite humidity adsorbance capacity was in paralel with increasing temperature but after 40 0C it started to decrease. That situation decrease by increasing the CaCl2 for CaCl2 added sepiolite samples.Keywords: Sepiolite, Desicant, Temperature, Inorganic salt, Relative humidity.