The Effect of Quebracho on the Rheological Properties of Ceramic Slips

Abstract

Sodium silicate (Na₂SiO₃) and quebracho were used individually as defloculants in the preparation of ceramic slip and their effect on the reological properties were studied comparatively. The viscosity, thixotropy, density, pH, and casting rate of the slips prepared, which contained various amounts of Na₂SiO₃ or quebracho were determined. According to the results gathered, an increase in quebracho ratio, acting differently with regard to Na₂SiO₃, decreased the viscosity of the slip, continuously. Increasing ratio of quebracho resulted in higher thixotropy values than those of Na₂SiO₃ used slips. Increasing quebracho content, increased the slip density along with viscosity more than those of Na₂SiO₃ used slips. Quebracho additions decreased the slip pH more than those of Na₂SiO₃ used slips. Almost the same casting rates, as in the case of the standard practice using Na₂SiO₃, were achieved using quebracho. The usability of quebracho as a natural raw material in all pH values with a non-toxic property is important in terms of the environment. The use of quebracho, which gives better deflocculation result with regard to Na₂SiO₃, will be a good alternative in the preparation of ceramic slip. 

Keywords

• Quebracho,Tannin,Sodium silicate,Viscosity,Thixotropy,Ceramic slip

Kuebrako’nun Seramik Çamuru Reolojik Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Abstract

Sodyum silikat (Na₂SiO₃) ve kuebrako seramik döküm çamuru hazırlamada deflokülant olarak ayrı ayrı kullanılmış ve seramik bünyenin reolojik özellikleri üzerindeki etkileri incelenerek karşılaştırılmıştır. Değişik oranlarda Na₂SiO₃ veya kuebrako içeren seramik döküm çamurları hazırlanarak bu çamurların viskozite, tiksotropi, yoğunluk, pH ve döküm hızı tayinleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre artan kuebrako oranının Na₂SiO₃’dan farklı olarak döküm çamurunun viskozitesini sürekli olarak düşürdüğü görülmüştür.  Kuebrako oranındaki artış tiksotropi değerlerini Na₂SiO₃’a göre daha fazla yükseltmiştir. Artan kuebrako içeriği viskozite ile birlikte çamur yoğunluğunu da Na₂SiO₃’a göre daha fazla düşürmüştür. Kuebrako ilaveleri ortam pH’ında da Na₂SiO₃’ a göre daha fazla düşüşe yol açmıştır. Kuebrako kullanımı Na₂SiO₃’a göre standart koşullarla hemen hemen aynı döküm hızlarına ulaşılmasını sağlamıştır. Doğal bir madde olan kuebrakonun tüm pH değerlerinde kullanılabilmesi ve toksik etkisinin olmaması çevre açısından da önemlidir. Kuebrako kullanımının Na₂SiO₃’a göre daha iyi deflokülasyon sonucu vermesi seramik çamuru hazırlamada iyi bir alternatif oluşturacaktır.

Keywords

• Kuebrako,Tanin,Sodium silikat,Viskozite,Tiksotropi,Seramik çamuru

References

1. [1] Tsetsekov, A., Agrafiatis, C., Milias, A. 2001. Optimization of the rheological properties of alumina slurries for ceramic processing applications part 1: slip casting, Journal of the European Ceramic Society, Cilt. 21, s. 363-373.
2. [2] Schilling, C.H., Aksay, I.A. 1991. Slip Casting, s. 153-160. Schneider, Jr., S. J., ed. 1991. Engineered Materials Handbook, Vol.4: Ceramics and Glasses, ASM International, CRC press, Materials Park, OH, USA, 1217s..
3. [3] Lange, F.F. 1989. Powder Processing Science and Technology for Incereased Reliability, Journal of American Ceramic Society, Cilt. 72, s. 3-15.
4. [4] Köseoğlu, K., Bayca, S.U. 2002. Döküm çamuruna % 10 ve % 20 kolemanit ve üleksit atıkları ilavesinin viskozite ve mukavemet özellikleri üzerine etkileri, 1. Uluslar arası Bor Sempozyumu, 3-4 Ekim, Kütahya, 207-212..
5. [5] Çebi, H., Delice, S., Özkan, Ş.G. Neslioğlu, V., Poslu, K Demircan., E. 1996. A new approach to borax pentahydrate production, Proceedings of the International Mineral Processing Symposium, 24-26 September, Kuşadası, Aydın, 373-376.
6. [6] Tiryaki, V., Çukurluoğlu, H., Coşkun, N.D., Uz, V. 2014. Dökümle şekillendirmede yoğunluk ve viskozitenin etkileri, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 14, s. 194-201.
7. [7] Eygi, M.S., Ateşok, G. 2006. Kaolenlerin döküm özelliklerinin geliştirilmesi, Hacettepe üniversitesi yerbilimleri uygulama ve araştırma merkezi, yer bilimleri dergisi, Cilt. 27, s. 87-89.
8. [8] Uz, V., Işık, I., Tiryaki, V. 2009. Effect of particle size distribution on fine fire clay bodies, 1st International Ceramic, Glass, Porcelain, Enamel, Glaze and Pigment Congress, 12 October, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir, 459-465.

9. [9] Waters, B. 2005. Balancing firmness with packing in pressure casting sanitaryware, cfi/Ber. DKG, Cilt 82, s. 32-36.
10. [10] Mer, S., Young, J., Ferreira, J.M.F. 2001. Effect of dispersant concentration on slip casting cordierite based glass ceramics, Journal of colloid and interface science, Cilt. 241, s. 417-421.
11. [11] Hunter, R.J. 2001. Foundations of Colloidal Science, 2nd edition, Oxford University Press, 816s (ISBN: 9780198505020).
12. [12] Eygi, M.S., 2009. Seramikte kaolen kullanımının polielektrolit katkısıyla geliştirilmesi, Doktora tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 219 s.
13. [13] Johnson, S.B., Russell, A.S., Scales, P.J. 1998. Volume fraction effects in shear rheology and electroacustic studies on concentrated alumina and kaolin suspensions, Colloids and Surfaces A: Pysicohemical and Engineering Aspects, Cilt. 141, s. 119-130.
14. [14] Johns, S.B., Franks, G.V., Scales, P.J., Boger, D.V., Healy, T.W. 2000. Surface chemistry-rheology relationship in concentrated mineral suspensions, International Journal of Mineral Processing, Cilt. 58, s. 267-304.
15. [15] Miyaharo, K., Adaciy, Y., Nakaiski, K. 1998. The viscosity of a dilute suspension of sodium montmorillonite in an alkaline state, Colloids and Surfaces A: Pysicohemical and Engineering Aspects, Cilt. 131, s. 69-75.
16. [16] Singer, F. S., Singer, S. 1984. Industrial Ceramics, Chapman and Hall Ltd, New York, USA, 1455s.
17. [17] Rutledge, J., Anderson, C. G. 2015. Tannins in mineral processing and extractive metallurgy, Metals 2015, Cilt. 5, s. 1520-1542.
18. [18] Pearse, M.J. 2005. An overview of the use of chemical reagents in mineral processing, Minerals Engineering, Cilt. 18, s. 139–149.
19. [19] Bulatovic. S. M. 2007. Handbook of Flotation Reagents-Chemistry, Theory and Practice: Flotation of Sulfide Ore, Elsevier Science & Technology Books, 446s (ISBN: 0444530290).
20. [20] C. Romeo, Bark Ecology, 2012 [online] available. http://www.ecology.info/bark-ecology.htm, [Accessed 17 Oct. 2012]
21. [21] Honigsbaum M. 2002. The Fever Trail: In Search of the Cure for Malaria, Farrar, Straus and Giroux, 1 edition, 328s. (ISBN-10: 0374154694, ISBN-13: 978-0374154691)
22. [22] van der Werf, H.M.G., van der Veen, J.E.H., Bouma, A.T.M., ten Cate, M. 1994. Quality of hemp (cannabis sativa) stems as a raw material for paper, Industrial crops and products, Cilt. 2, s. 219-227.
23. [23] Mckay, G., Porter, J.F., Prasad, G.R. 1999. The removal of dye colours from aqeous solutions by adsorption on low-cost materials, Water Air and Soil Pollution, Cilt. 114, s. 423-438.
24. [24] Cengizler, H. 2014. Deflocculatıon and deflocculants in preparatıon of ceramic slips, Proceedings of 14th International Mineral Processing Symposium, Kuşadası, Aydın, Turkey, 983-999.
25. [25] Bougher, A.K. 1994. Redeveloping a sanitary ware formula for optimum performance, Ceramic Engineering and Science Proceedings, Cilt 15, s. 69-76.
26. [26] Leach, B., Wheeler, H., Busch, T. 1996. Polyacrilate developments in sanitary ware slurries, Ceramic Engineering and Science Proceedings, Cilt. 1, s. 111-116.
27. [27] Schelker, D. H., Planchart, F. A., Thomas, R. J. 1996. Recent advances in understanding gelation in sanitaryware slips, Ceramic Engineering and Science Proceedings, Cilt. 17, s. 40-46.
28. [28] http://www.tandem-chemical.com/principles/zschimmer/ceramics_aux/special_info/E_WirkmechVerfluess%5B1%5D.pdf