Fiziksel ve kimyasal işlemlerin kaolin`in yapısına etkileri

Abstract

ÖZET FİZİKSEL VE KİMYASAL İŞLEMLERİN KAOLİN'İN YAPISINA ETKİLERİ Çiğdem SALAM Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı ( Yüksek Lisans Tezi / Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mahir ALKAN ) Balıkesir, 2004 Kaolin alüminyum hidro silikat bileşimli bir kil mineralidir. Türkiye kaolin rezervi 100 milyon tonun üzerindedir. Kaolin' in farklı bir çok kullanım alam olması nedeniyle fiziksel ve kimyasal işlemlerin kaolin'in yapışma etkileri incelenmiştir.. Bu çalışmada kaolin, 300-800°C sıcaklıkları arasında 1 ve 2 saat süreyle kalsinasyon işlemine tabi tutulmuş, bu kalsine kaolin örneklerinin infrared spektrumlan, DTA-TG eğrileri, yoğunluk ve katyon değişim kapasiteleri incelenmiştir. Kalsine edilen ürünlerin İR ve DTA-TG analizlerinden 600°C'de kalsine edilen kaolinde metakaolin fazına dönüşüm olduğu saptanmıştır. Hidrotermal yöntemde 4, 6 ve 8N NaOH ile 105 °C reaksiyon sıcaklığında 2, 4 ve 12 saat süreyle, mikrodalga enerji yönteminde 15-30 dakika süreyle çalışılmıştır. Mikrodalga destekli hidrotermal deneylerde ise 105 °C'de 2saat hidrotermal muameleye tabi tutulan örnekler daha sonra 10 dakika mikrodalga etkileşime maruz bırakılmıştır. Bu deneyler sonucu elde edilen ürünler ile kalsine edilen kaolin örnekleri üzerinde İR ve XRD yöntemi kullanılarak karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. 300 ve 500 °C'de kalsine edilen örneklerle gerçekleştirilen deneylerde hidroksi sodalit oluşumuna rastlanırken, 600 ve 800 °C'de kalsine edilen örneklerle yapılan bazı deneylerde hidroksi sodalit yanında zeolit NaA oluşumu tespit edilmiştir. Bu çalışmada mikrodalga enerji yöntemiyle hidroksi sodalitin sentezinin gerçekleştirilebileceği ortaya konmuştur. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Kaolin, hidrotermal yöntem, mikrodalga enerji yöntemi, hidroksi sodalit, zeolit NaA, X-ışınlan toz difraksiyonu. ıı

ABSTRACT THE EFFECTS OF PHYSICAL AND CHEMICAL TREATMENTS ON THE STRUCTURE OF KAOLIN Çiğdem SALAM Balıkesir University Institute of Natural and Applied Science, Department of Chemistry (M.Sc. Thesis/Supervisor: Prof. Dr. Mahir ALKAN) Balıkesir, 2004 Kaolin is a clay mineral consisting of aluminium hydro silicate. Kaolin reserve in Turkey is over one million tones. The effects of physical and chemical treatments on the structure of kaolin have been examined because its use in various branches of industry has increasingly gained great importance. Kaolin has been calcined at the temperature between 300-800 °C for 1-2 h. Infrared spectra and DTA-TG curves of the calcined kaolin samples have been investigated. From IR spectra and DTA-TG analysises of calcined kaolin, transformation of metakaolin phase has been detected during the calcination at 600 °C. The experiments have been carried out by using hydrofhermal method with 4, 6, SNNaOH solutions at 105 °C for 2-12 h reaction periods. In microwave method the kaolin sample calcined at 600 °C has been exposed for 15-30 minutes in the 4, 6 and 8N NaOH solutions. 111Li the microwave assisted hydrothermal experiments, the kaolin sample treated hydrothermally at 105 °C for 2h has been exposed to microwave interaction for 10 minutes. The products obtained from these experiments have been characterized by using JR. and XRD methods. It has been found that hydroxy sodalite is formed in the experiments carried out with the samples calcined at 300 and 500 °C. In some experiments with the samples calcined at 600 and 800 °C, zeolite NaA accompanying to hydroxy sodalite has been detected. This study has shown that hydroxy sodalite can be synthesized by the method of microwave energy. KEY WORDS: Kaolin, hydrothermal method, microwave energy method, hydroxy sodalite, zeolite NaA, X-ray powder difraction. IV