Kapiler seramik filtre üretiminde doğal zeolit ve kurşun-borlu frit kullanımı

Abstract

IV Kapiler Seramik Filtre Üretiminde Doğal Zeolit ve Kurşun-Borlu Frit Kullanımı Serkan Yener Seramik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, 2003 Tez Danışmam: Yrd. Doç.Dr. Osman Şan ÖZET Mikro-gözenekli ve hidrofilik yüzey özelliğine sahip seramik filtreler (kapiler seramik filtre) filtrasyon ve susuzlaştırma süreçlerinde madencilik, seramik ve kimyasal proseslerde enerji tasarrufu sağlamaktadır. Son zamanlarda kapiler filtreler yüksek silika içeren sır malzemesinden üretilmiştir. Bu filtrelerin hidrofilik tabakası şekillendirme sonrası önce 800°C ve daha sonra 950°C olmak üzere iki defa sinterleme ile elde edilmiştir. Bu çalışmada kapiler seramik filtre üretiminin tek kademeli sinterleme ile üretilmesi amaçlanmıştır. Filtre hammadde kompozisyonu kuvars-zeolit ve kurşun-borlu frit olarak planlanmıştır. Toz karışımı 2 saat süre ile atritör değirmende öğütülmüş, malzeme kurutulmuş, ağat ile kırılmış, 250 um açıklıklı elekten elenmiş ve elek altı nemlendirilerek 15 MPa basmç ile tek eksenli preste şekillendirilmiştir. Malzemeler 800 ile 960 °C arasında değişen sıcaklıklarda hava ortamda 20 dakika süre ile sinterlenmiştir. Üretilen malzemelerin sıcaklık artışına bağlı olarak mukavemet değerleri 9 ile 30 MPa arasında değişmektedir. Yüksek sıcaklıklarda bölgesel vitrifikasyon ile malzemedeki küçük gözenekler kapanmış, düşük sıcaklıklarda ise mikro yapı içerisinde yeterli sıvı yayınım meydana gelmemiştir. Sinterleme sıcaklığı 880 °C olduğunda malzemede yeterli mukavemet ve homojen mikro yapı elde edilmiştir. Üretilen malzemenin mukavemeti 20.5 MPa, görünür gözeneklilik değeri ise % 40 olmuştur. Anahtar Sözcükler: Doğal Zeolit, Kurşun-Borlu Frit, Seramik Filtre, Si02

Fabrication of Capillary Ceramic Filter from Natural Zeolite and Lead-Borate Frit Serkan Yener Ceramic Engineering, M.S. Thesis, 2003 Thesis Supervisor: Ass. Prof. Dr. Osman Şan SUMMARY The development of micro-porous ceramic with having hydrophilic surfaces (capillary ceramic filter) has led to energy-efficient filtration and drying (dewatering) processes in mining, chemical and ceramic industries. In recent years ceramic capillary filters were produced with high sillica containing glaze. Hydrophilic layer of these filters was sintered after forming firstly at 800 and then at 950 °C with two step sintering. In this study, the capillary ceramic filter was planned to processing of one step sintering. The composition of filter is designed as quartz, zeolite and lead-borate frit. The powder mixture was wet ground by attrition milling for two hours, it was dried, and following deagglomerated by gently crushing in an agate mortar, sieved on 250 urn screen, and the under sieved powders were pressed uniaxially at 15 MPa. The pressed samples were sintered between 800 and 960 °C for 20 minutes in air furnace. The strengths of the samples varied between 9 and 30 MPa. At higher temperatures the small sized pores are closed by local vitrification, on the other hand, lower temperature sintering did not provide enough liquid spreading. At 880 °C sintering temperature, enough strength and homogenous microstructure were obtained. The strength of the sintered sample was obtained 20.5 MPa and the apparent porosity was about 40.6 %. Keywords: Ceramic Filters, Lead-Borate Frit, Natural Zeolite, Si02