Yer Karosu Uygulamaları İçin Konya Bölgesinden (Türkiye) Temin Edilen Kil Minerallerinin Zenginleştirilmesi ve Karakterizasyonuna Genel Bir Bakış

Yıl 2023, Cilt: 6 Sayı: 1, 68 - 77, 31.07.2023

Emre Akdoğan Yunus Büyüktepe Nihan Ercioğlu Akdoğan

https://doi.org/10.53410/koufbd.1280673

Cited By: 2

Öz

Doğada bulunan kil minerallerinin, fizikokimyasal özelliklerinin tespit edilmesinden sonra saflaştırılarak ve işlenerek kullanım alanları geliştirilebilmektedir. Kil minerallerinin türü, kimyasal bileşimi ve oranı bir kilin kalitesini belirlemektedir. Bu sebeple, killerin yapılarında bulunan safsızlıklardan dolayı bir zenginleştirme işlemi ile temizlenmesi gerekmektedir. Buradan yola çıkarak bu çalışmada, ülkemizde farklı kalitelerde bulunan bu doğal kaynakların daha iyi değerlendirilmesi ve ülke ekonomisine daha çok katkısı olacak şekilde kullanılması amaçlanmıştır. Temin edilen kil numunelerine uygun saflaştırma prosesleri uygulanmıştır. Zenginleştirilen killerin harmanlama işlemi sonrasında seramik üretimde kullanılan angop reçetesinde alternatif hammadde olarak kullanımının uygunluğu araştırılmıştır. Saflaştırılan kil numunelerinin X-Işını Kırınım yöntemi ile hammadde içeriğindeki elementlerin kantitatif analizi yapılarak kimyasal içerikleri tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, pişirim sonrası angop içerisinde oluşan fazların tespiti için X-Işınları Difraktometresi kullanılarak malzemelerin kristallografik özellikleri incelenmiştir. Optik dilatometre cihazı ile killerin termal davranışları incelenmiştir. Zenginleştirilmiş killerin kullanıldığı angop reçetelerinin ısıl genleşme analizi ile boyutsal değişimlerinin sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçümü gerçekleştirilmiştir. Seramik endüstrisinde, angop reçetesi içerisinde alternatif hammadde olarak kullanımı uygun bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

kil, seramik, sürdürülebilirlik, zenginleştirme

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

1139B412200338

Teşekkür

2209-B üniversite öğrencileri sanayiye yönelik araştırma projeleri destekleme programı kapsamında TÜBİTAK tarafından 1139B412200338’nolu proje olarak desteklenmiştir. Proje çalışmaları süresince finansal destek sağlayarak çalışmanın ortaya çıkmasını sağlayan Sinpaş Holding yönetim kuruluna ve Seranit Seramik Fabrikası yönetim kuruluna teşekkür ve saygılarımızı sunarız.

Kaynakça

• [1] El-Didamony, H., El-Fadaly, E., Amer, A. A., Abazeed, I. H. (2020). Synthesis and characterization of low cost nanosilica from sodium silicate solution and their applications in ceramic engobes. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 59(1), 31-43. DOI: 10.1016/j.bsecv.2019.06.004
• [2] Dal Bó, M., Bernardin, A. M., Hotza, D. (2014). Formulation of ceramic engobes with recycled glass using mixture design. Journal of cleaner production, 69, 243-249. DOI: 10.1016/j.jclepro.2014.01.088
• [3] Ercioğlu-Akdoğan, N., Ubay, E. (2022). Development of Metallic-Speck Textured Artistic Ceramic Glazes: Investigation of Surface Abrasion Properties. International Journal of Natural and Applied Sciences, 8(4), 722-735. DOI: 10.28979/jarnas.1134869
• [4] Tarhan, M., Tarhan, B. (2020). Development of waterproof engobe layer for ceramic wall tiles. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Cilt. 140(2), 555-565. DOI: 10.1007/s10973-019-08893-3
• [5] Kashim, I.B., Jegede, F. I., Adelabu, O.S. (2020). Developing a Ceramic Base Engobe from locally available raw materials in Nigeria. Ceramics Art and Perception, 116, 146-149. DOI: 10.3316/informit.581367354853550
• [6] Ercioglu-Akdogan, N. (2022). Valorization of Ahlat Stone Wastes in theProduction of Ceramic Tiles: Physical-Mechanical Properties. Transactions of the Indian Ceramic Society, 81(4), 141-148, DOI: 10.1080/0371750X.2022.2133013
• [7] Chin, C.L., Ahmad, Z.A. (2020). Optimization of ceramic tile properties from three malaysian clays via statistical mixture design, Arabian Journal for Science and Engineering, 45(1), 275-290. 2020. DOI: 10.1007/s13369-019-04150-9
• [8] Izzo, F., Ciotola, A., Guarino, V., Verde, M., De Bonis, A., Germinario, C., Morra, V. (2023). Focusing on red and black engobes in Roman pottery from Cumae (southern Italy): Pompeian Red Ware and Graue Platten ceramic productions. Journal of Archaeological Science: Reports, 47, 103778. DOI: 10.1016/j.jasrep.2022.103778
• [9] Mukasa-Tebandeke, I. Z., Ssebuwufu, P. J. M., Nyanzi, S. A., Schumann, A., Nyakairu, G. W. A., Ntale, M. (2015). The elemental, mineralogical, IR, DTA and XRD analyses characterized clays and clay minerals of Central and Eastern Uganda. Advances in Materials Physics and Chemistry, 5, 67-86. DOI: 10.4236/ampc.2015.52010.
• [10] Ercioglu, N., Ubay E. (2021). An environmentally friendly process for preparing commercial ceramic foam composites based on frit/glass wastes. International Journal of Applied Ceramic Technology, 8(3), 850-861. DOI: 10.1111/ijac.13683.
• [11] Valanciene, V., Siauciunas, R., Baltusnikaite, J. (2010). The influence of mineralogical composition on the colour of clay body. Journal of the European Ceramic Society, 30(7), 1609-1617. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2010.01.017.
• [12] Dondi, M., Raimondo, M., Zanelli, C. (2014). Clays and bodies for ceramic tiles: Reappraisal and technological classification. Applied Clay Science, 96, 91-109. DOI: 10.1016/j.clay.2014.01.013.
• [13] He, J., Garzanti, E., Dinis, P., Yang, S., Wang, H. (2020). Provenance versus weathering control on sediment composition in tropical monsoonal climate (South China)-1 Geochemistry and clay mineralogy. Chemical Geology, 558, s. 119860. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2020.119860.
• [14] Gkay, D. H., Rex, R. W. (1966). Formation damage in sandstones caused by clay dispersion and migration, Clays and Clay Minerals (355-366), Surrey: Pergamon Berkeley, California. DOI: 10.1016/B978-0-08-011908-3.50033-5
• [15] Becker, E., Jiusti, J., Minatto, F. D., Delavi, D. G. G., Montedo, O. R. K., Noni, A. D. (2017). Use of mechanically-activated kaolin to replace ball clay in engobe for a ceramic tile. Cerâmica, 63(367), 295-302. DOI: 10.1590/0366-69132017633672077.
• [16] Fiori, C., Fabbri, B., Donati, G., Venturi, I. (1989). Mineralogical composition of the clay bodies used in the Italian tile industry. Applied Clay Science, 4(5-6), 461-473. DOI: 10.1016/0169-1317(89)90023-9.
• [17] Bain, J. A., Highley, D. E. (1979). Regional appraisal of clay resources-a challenge to the clay mineralogist, Developments in Sedimentology (437-446), Surrey: Elsevier. DOI: 10.1016/S0070-4571(08)70741-6.
• [18] Murray, H. H. (1999). Applied clay mineralogy today and tomorrow, Clay minerals (39-49), Surrey: Cambridge University Press. DOI: 10.1180/000985599546055.
• [19] Ross, G. J. (1978). Relationships of specific surface area and clay content to shrink-swell potential of soils having different clay mineralogical compositions. Canadian Journal of Soil Science, 58(2), 159-166. DOI: 10.4141/cjss78-020.
• [20] Ahmed, M. M., Abadir, M. F., Yousef, A., El-Naggar, K. A. M. (2021). The use of aluminum slag waste in the preparation of roof tiles. Materials Research Express, 8(12), 125501. DOI: 10.1088/2053-1591/ac3bf7.
• [21] Nandi, V. S., Raupp-Pereira, F., Montedo, O. R. K., Oliveira, A. P. N. (2015). The use of ceramic sludge and recycled glass to obtain engobes for manufacturing ceramic tiles. Journal of Cleaner Production, 86, 461-470. DOI: 10.1016/j.jclepro.2014.08.091.
• [22] Martínez-García, C., Eliche-Quesada, D., Pérez-Villarejo, L., Iglesias-Godino, F. J., Corpas-Iglesias, F. A. (2012). Sludge valorization from wastewater treatment plant to its application on the ceramic industry. Journal of environmental management, 95, S343-S348. DOI: 10.1016/j.jenvman.2011.06.016.
• [23] Sanfeliu, T., Jordán, M. M. (2009). Geological and environmental management of ceramic clay quarries: a review. Environmental geology, 57, 1613-1618. DOI: 10.1007/s00254-008-1436-4.
• [24] Lei, L., Palacios, M., Plank, J., Jeknavorian, A. A. (2021). Limestone calcined clay cement and concrete: A state-of-the-art review. Cement and Concrete Research, 149, 106564. DOI: 10.1016/j.cemconres.2021.106564.
• [25] Malayoğlu, U., Akar, A. (2006). Killerin Sınıflandırmasında ve Kullanım Alanlarının Saptanmasında Aranan Kriterlerin İrdelenmesi. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, Türkiye, 21-22 Nisan, 125-132.
• [26] Erdemoğlu M., Birinci M. ve Uysal T. (2018). Kil minerallerinden alümina üretimi: güncel değerlendirmeler, Politeknik Dergisi, 21(2), 387-396. DOI: 10.2339/politeknik.386907
• [27] Kalpaklı, Y., Topal, A., Balkan A. (2022). Killer, Modifikasyon Yöntemleri ve Asit Aktivasyonu. Ankara: İksad Yayıncılık.
• [28] Moon, C.F. (1972). The microstructure of clay sediments. Earth-Science Reviews, 8(3), 303-321. DOI: 10.1016/0012-8252(72)90112-2.
• [29] Pavlova, I. A., Sapozhnikova, M., Farafontova, E. P. (2021). The use of overburden clay in ceramic production, Diffusion and Defect Data Pt.B: Solid State Phenomena, 316, (1044-1049). DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.316.1044.
• [30] Ercioğlu-Akdoğan, N., Ubay, E. (2022). Evaluation of Sugar Industry Waste in Production of Suitable for Double-Fired Wall Tile. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5(2), 66-74. DOI: 10.53410/koufbd.1132963.