Sındırgı-Balıkesir Kaolenlerinin Termal Karakterizasyonu

Öz

Yapılan bu çalışmada, Sındırgı-Balıkesir bölgesinden temin edilen kaolen numuneleri mikronize boyuta (<150 µm) indirgenerek 650 0C, 750 0C ve 1000 0C sıcaklıklarında kalsinasyon işlemi uygulanmış ve karakterizasyonları XRD ve TGA analizleri ile belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına incelendiğinde ham ve metakaolen numunelerinin d10, d50 ve d90 tane boyut dağılımlarında kalsinasyon sıcaklığına bağlı olarak artış meydana geldiği belirlenmiştir. XRD sonuçlarına göre ise yüksek sıcaklıkta hazırlanan metakaolenlerde yüksek kristal yapıya sahip kristobalit gözlemlenmiştir. Ayrıca 1000 0C sonrasında mullit fazının oluştuğu belirlenmiştir. Termogravimetrik özelliklere kalsinasyon etkisi değerlendirildiğinde ise sıcaklığının artışı ile birlikte toplam kütle kaybının azaldığı görülmektedir. Maksimum olarak kütle azalmasının ham kaolen numunesinde, minimum olarak ise MK-1000 numunesinde meydana geldiği belirlenmiştir. Sonuçlar doğrultusunda Sındırgı-Balıkesir bölgesi kaolenlerinin seramik sektöründe kullanılabileceği ve metakaolen elde edilmesi ile refrakter malzeme olarak çeşitli endüstrilerde kullanılabileceği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kaolen
• Metakaolen
• Kalsinasyon
• Termogravimetri
• Sındırgı-Balıkesir

Thermal Characterization of Kaolins from Sındırgı-Balıkesir

Abstract

In this study, kaolin samples obtained from Sındırgı-Balıkesir region were reduced to micronized size (<150 µm) and calcined at 650 0C, 750 0C and 1000 0C temperatures and their characterizations were determined by XRD and TGA analysis. When the analysis results were examined, it was determined that the d10, d50 and d90 particle size distributions of the raw and metakaolin samples increased depending on the calcination temperature. According to XRD results, cristobalite with high crystal structure was observed in metakaolins prepared at high temperature. In addition, it was determined that the mullite phase was formed after 1000 0C. According to the calcination effect on thermogravimetric properties is evaluated, it is seen that the total mass loss decreases with the increase in temperature. It was determined that the maximum mass reduction occurred in the raw kaolin sample, and the minimum in the MK-1000. With the results, it has been determined that the kaolins of the Sındırgı-Balıkesir region can be used in the ceramic industry and can be used in various industries as a refractory material by obtaining metakaolin.

Keywords

• Kaolin
• Metakaolin
• Calcination
• Thermogravimetry
• Sındırgı-Balıkesir

References

1. Erdem, B., 2004. Na-Bentonit Ve Organo-Bentonit Üzerine Boya Adsorpsiyonunun İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi. Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir.
2. Kayıkçı, N., 1989. Eskişehir Yöresi Bentonitlerinin Yağ Ağartma Kapasitelerinin Belirlenmesi Ve Boyarmadde Adsorpsiyonlarının İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi. Doktora Tezi, Eskişehir.
3. Erdoğan, Y., Kök, O. E. Production and Characterization of Nanobentonite from Sodium Bentonite with Mechanical Grinding, Fresenius Environmental Bulletin, 11, 28, 2019, pp. 8141-8150.
4. Hunter, R. J., 1982. The Flow Behavior of Coagulated Colloidal Dispersions. Advances In Colloid and Interface Science, 17(1):197.
5. Kök, O.E. Production and Characterization of NanoBentonite, MsC thesis, Iskenderun Technical University, 2017.
6. Anderson, R. L., Ratcliffe, I., Greenwell, H. C., Williams, P. A., Cliffe, S., and Coveney, P. V., 2010. Clay Swelling—A Challenge in the Oilfield. Earth-Science Reviews, 98(3-4): 201-216.
7. Tüysüz E., 2016. Çankırı-Eldivan Yöresi Bentonitinin Döküm Kalıp Kumu Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi. İTÜ. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul,69 s.
8. Belviso, C., Cavalcante, F., Niceforo, G., and Lettino, A., 2017. Sodalite, Faujasite and A-Type Zeolite From 2: 1dioctahedral and 2: 1: 1 Trioctahedral Clay Minerals. A Singular Review of Synthesis Methods Through Laboratory Trials at a Low İncubation Temperature. Powder technology, 320: 483-497.

9. Hancıoğlu Ç., 2015. Kaolin Ve Bentonit Türü Killerde Bulunan Silikaların Belirlenmesi. Ankara Üniversitesi. Yüksek Lisans Tezi, Ankara,74 s.
10. Bezerril, L. M., de Vasconcelos, C. L., Dantas, T. N. C., Pereira, M. R., and Fonseca, J. L. C., 2006. Rheology of Chitosan-Kaolin Dispersions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical Engineering Aspects, 287(1-3), 24-28.
11. Boch, P., and Niepce, J.C., 2007. Ceramic Materials – Processes, Properties and Applications. Antony Rowe Ltd., 592 s.
12. Bergaya, F., Theng, B.G. and Lagaly, G., 2006. Handbook of Clay Science. Elsevier Publications, Amsterdam,The Netherlands.
13. Çakir, A., 2004. Danaçayır (Sındırgı, Balıkesir) Bölgesindeki Kaolen Yatağının Jeolojisi ve Mineralojik İncelemesi. Balıkesir Üniversitesi. Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir.