Recycling waste clay and rice husk ash in production of low density ceramics

Year 2021, , 309 - 314, 31.01.2021

İlker Özkan , Esra Dokumacı

https://doi.org/10.31202/ecjse.785904

Abstract

Rice husk ash is a residue that is generated when rice husk is burned. The high silica content makes this ash a waste with high economic potential. The waste clay used in this work is originated from the processes employed at Eti Maden Bigadiç Boron Works. This study aims to recycle the waste clay and rice husk ash in production of low density ceramics. Rice husk ash and waste clay were characterized by chemical and X-ray diffraction analyses. The batches containing different ratios of rice husk ash and waste clay were prepared and shaped by cold pressing. The pressed samples were fired at 950, 1000, 1050 and 1100˚C. The physical properties such as water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, and bulk density were determined. Microstructural observations were performed by using scanning electron microscopy. Based on the technological characteristics; it was observed that low density ceramics can be produced by using waste clay and rice husk ash. This study also supports the environmentally friendly recycling of waste clay and rice husk ash, which may have a storage problem.

Keywords

Rice husk ash, waste clay, recycling, low density ceramic

Supporting Institution

Dokuz Eylül Üniversitesi

Project Number

2018.KB.FEN.022 ve 2015.KB.FEN.027

Thanks

This work was supported by the Dokuz Eylül University Scientific Research Project within the project numbers 2018.KB.FEN.022 and 2015.KB.FEN.027.

Düşük yoğunluklu seramik üretiminde atık kil ve pirinç kabuğu külünün geri dönüştürülmesi

Abstract

Pirinç kabuğu külü, pirinç kabuğu yakıldığında oluşan bir kalıntıdır. Yüksek silis içeriği, bu külü yüksek ekonomik potansiyele sahip bir atık haline getirir. Bu çalışmada kullanılan atık kil, Eti Maden Bigadiç Bor fabrikalarında uygulanan prosesler sonucunda oluşmaktadır. Bu çalışma, düşük yoğunluklu seramik üretiminde atık kil ve pirinç kabuğu külünün geri dönüştürülmesini amaçlamaktadır. Bu çalışmada pirinç kabuğu külü ve atık kil, kimyasal ve X-ışını kırınım analizleri ile karakterize edildi. Farklı oranlarda pirinç kabuğu külü ve atık kil içeren partiler soğuk presleme ile hazırlandı ve şekillendirildi. Şekillendirilmiş numuneler 950, 1000, 1050 ve 1100˚C'de pişirildi. Pişen numuneler kullanılarak su emme, görünür gözeneklilik, küçülme ve hacimsel yoğunluk gibi fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Mikroyapısal incelemeler, taramalı elektron mikroskobu kullanılarak gerçekleştirildi. Teknolojik özelliklere göre; düşük yoğunluklu seramiklerin atık kil ve pirinç kabuğu külü kullanılarak üretilebileceği görülmüştür. Bu çalışma aynı zamanda depolama problemi olabilecek atık kilin ve pirinç kabuğu külünün çevreci bir şekilde geri dönüşümünü desteklemektedir.

Keywords

Pirinç Kabuğu külü, atık kil, geri dönüşüm, düşük yoğunluklu seramik

Project Number

2018.KB.FEN.022 ve 2015.KB.FEN.027

References

• [1] Demir I., Orhan M., “Reuse of waste bricks in the production line”, Build Environ, 2003, 38: 1451-1455.
• [2] Penteado C.S.G., Carvalho E.V., Lintz R.C.C., “Reusing ceramic tile polishing waste in paving block manufacturing”, J Clean Prod, 2016, 112: 514-520.
• [3] Wiemes L., Pawlowsky U., Mymrin V., “Incorporation of industrial wastes as raw materials in brick's formulation”, J Clean Prod, 2017, 142: 69-77.
• [4] Özkan I., Çolak M., Oyman R.E., “Characterization of waste clay from the Sardes (Salihli) placer gold mine and its utilization in floor-tile manufacture”, Appl Clay Sci, 2010, 49: 420-425.
• [5] Özkan I., Yayla Z., “Evaluation of Ceramic production waste for Pavement Brick Production”, Ceram Tech, 2012, 34: 32-35.
• [6] Oto B., Gür A., “Determination of mass attenuation coefficients of concretes containing ulexite and ulexite concentrator waste”, Ann Nucl Energy, 2013, 59: 72-74.
• [7] Gemici Ü., Tarcan G., Helvacı C., Somay A.M., “High arsenic and boron concentrations in groundwaters related to mining activity in the Bigadiç borate deposits (Western Turkey)”, Appl Geochem, 2008, 23: 2462-2476.
• [8] Helvacı C., Mordogan H., Çolak M., Gündogan I., “Presence and Distribution of Lithium in Borate Deposits and Some Recent Lake Waters of West-Central Turkey”, Int Geol Rev, 2004, 46: 177-190.
• [9] Helvacı C., “Stratigraphy, mineralogy, and genesis of the Bigadic borate deposits, western Turkey”, Econ Geol, 1995, 90; 1237-1260.
• [10] Helvacı C., Alonso R.N., “Borate Deposits of Turkey and Argentina; A Summary and Geological Comparison”, Turk J Earth Sci, 2000, 9: 1-27.
• [11] Andreola F., Martín M.I., Ferrari A.M., Lancellotti I., Bondioli F., Rincón J.M., Romero M., Barbieri L., “Technological properties of glass-ceramic tiles obtained using rice husk ash as silica precursor”, Ceram Int, 2013, 39: 5427–5435.
• [12] Görhan G., Şimşek O., “Porous clay bricks manufactured with rice husks” Constr Build Mater, 2013, 40: 390–396.
• [13] Siqueira E.J., Yoshida I.V.P., Pardini L.C., Schiavon M.A., “Preparation and characterization of ceramic composites derived from rice husk ash and polysiloxane”, Ceram Int, 2009, 35: 213–220.
• [14] Sobrosa F.Z., Stochero N.P., Marangon E., Tier M.D., “Development of refractory ceramics from residual silica derived from rice husk ash”, Ceram Int2017, 43: 7142–7146.
• [15] Namkane K., Naksata W., Thiansem S., Sooksamiti P., Arqueropanyo O., “Utilization of coal bottom ash as raw material for production of ceramic floor tiles”, Environ Earth Sci, 2016, 75: 386.