Hidrotermal yöntemlerle kaolin`in dekompozisyonu

Abstract

oz HIDROTERMAL YÖNTEMLERLE KAOLIN'IN DEKOMPOZISYONU Zürriye YILMAZ Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı (Yüksek Lisans tezi/Tez Danışmam: Prof. Dr. Mahir ALKAN) Balıkesir, 2004 Endüstriyel minerallerin çeşitli sanayi dallarında uygulamaları artmakta ve bilim adamları bu materyaller üzerinde çalışmalarını yoğun bir şekilde sürdürmektedirler. Bir endüstriyel mineral olan kaolin seramik, kağıt, plastik ve lastik endüstrilerinin ana hammaddelerinden biridir. Kaolinin hidrotermal işlemler ile bileşimi değiştirilmiş ve oluşan ürünlerin karakterizasyonu yapılmıştır. Çalışmada kullanılan kaolin öğütme, eleme ve kurutma gibi bazı fiziksel işlemlerden geçirildikten sonra, kalsinasyon olarak bilinen termal işlem ile yüksek sıcaklıklarda aktif hale getirilmiştir. Aktifleştirilmiş olan kaolin farklı denemeler için farklı katı/sıvı oram, NaOH derişimi ve reaksiyon sıcaklığında hidrotermal işleme tabi tutulmuştur. Reaksiyon sonucunda elde edilen ürünler, X-ışmları toz difraksiyon desenleri(XRD) ve infrared (İR) spektrumlan ile analiz ve karakterize edildi. Elde edilen ürünler karakterize edildiğinde, 600 °C'de yapılan kalsinasyon işleminin reaksiyon için önemli bir nokta olduğu ve metakaolin dolarak adlandırılan reaktif bir maddenin oluştuğu bulunmuştur. n600 °C`de kalsine edilmiş kaolin örnekleri hidrotermal işlemlere tabi tutulduğunda, belli reaksiyon koşullarında zeolit NaA ve hidroksi sodalit oluştuğu belirlenmiştir. Bu işlemlerin yanı sıra kaolinin ve kalsine örneklerin yoğunlukları ve katyon değişim kapasiteleri belirlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada mikrodalga enerji kullanılarak bazı denemeler yapılmıştır. Mikrodalga enerji kullanıldığında elde edilen ürün, zeolit NaA oluşumunda bir ara faz olan hidroksi sodalittir. Gelecekte yapılacak olan çalışmalarda, farklı denemeler yapıldığında hedeflenen zeolit NaA'ya mikrodalga enerji kullanılarak ulaşılması umulmaktadır. ANAHTAR SÖZCÜKLER : Kaolin, Hidrotermal Yöntem, Zeolit NaA, Hidroksi Sodalit, Mikrodalga Enerji, X-Işmlan Kırınımı m

ABSTRACT DECOMPOSITION OF KAOLIN BY HYDROTHERMAL METHODS Zürriye YILMAZ Balıkesir University Institute of Natural and Applied Science, Department of Chemistry (M.Sc. Thesis/Supervisor. Prof. Dr. Mahir ALKAN) Balıkesir, 2004 Applications of the industrial minerals in the various branches of industry have increased and studies has been continuing intensely on these materials. Kaolin, an industrial mineral, is one of the main raw materials of ceramic, paper, plastic and rubber industries. Kaolin has been decomposed with hydrothermal treatments and obtained products have been characterized. Kaolin used in the work was activated at high temperatures with thermal treatment known as calcination after grinding, sieving and drying. Activated kaolin was subjected to hydrothermal treatment with different solid/liquid ratios, NaOH concentration and reaction temperature in the experiments. Obtained products after reaction were analysized and characterized by x-ray diffraction (XRD) and IR spectra. It has ben found that calcination at 600 °C is very important for the reaction and forms a reactive material called metakaolinite. If kaolin calcined 600 °C is subjected to hydro thermal treatment in certain reaction conditions, Zeolit NaA and hydroxy sodalite can be obtained. IVDensities and cation exchange capacities of original and calcined kaolins were also determined. Besides, some experiments were carried out using microwave energy and it was seen that obtained products are hydroxy sodalite which is an interphase in the formation of zeolite NaA. In the future studies it has been hoped that zeolit NaA can be obtained using microwave energy at different reaction conditions. KEY WORDS : Kaolin, Hydrothermal Method, Zeolite NaA, Hydroxy Sodalite, Microwave Energy, X-Rays Diffraction.