Doğal zeolitten üretilen kordiyeritin karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, yüksek SiO2 ihtiva eden doğal zeolitten kordiyerit üretimi hedeflenmiştir. Kordiyerit sitokiometresine göre hesaplama sonucu saf Al2O3 ve MgO eklenmiştir. Reçeteye göre hazırlanan toz karışımının direkt olarak şekillendirilip sinterlenmesinden sonra istenilen miktarda kordiyerit fazı elde edilememiş bunun yanı sıra yüksek miktarda reaksiyona girmeyen Al2O3 (korundum) ve MgO (periklas) tespit edilmiştir.Al2O3 ve MgO'nun reaksiyona girme kabiliyetlerini arttırabilmek için hazırlanan toz karışımı gezegensel değirmende 5, 15, 30, 60 ve 120 dakika süresince 600 rpm'de mekanik aktivasyona tabi tutulmuş ve tozlardan preslenen numuneler 1150, 1200, 1250, 1300 ve 1350°C'de 10°C/dk hızla 1 saat süresince sinterlenmiştir.Zeolitin içerisinde bulunan K2O ve Na2O toprak alkali oksitlerini uzaklaştırabilmek ve düşük miktarda bulunan MgO içeriğini arttırabilmek için zeolit, 20 saat boyunca 450 °C de, MgCl2.6H2O ile kimyasal olarak aktive edilmiştir. Kimyasal aktivasyon sonucu yapılan XRF analizinde ise SiO2, Al2O3 ve MgO miktarının az da olsa arttığı toprak alkali oksitlerinin ise az da olsa azaldığı tespit edilmiştir. Daha sonra kordiyerit sitokiyometresine göre hazırlanan reçete doğrultusunda saf Al2O3 ve MgO ilavesi yapılmıştır. İlk denemelerde 1150 ve 1200°C bu karışım için yeterli gelmemiştir ve deneyler 1250, 1300 ve 1350°C ile devam ettirilmiştir.Her iki aktivasyonla da kordiyerit fazına ulaşılmış fakat mekanik aktivasyonun kordiyerit üretiminde daha verimli olduğu saptanmıştır. Ayrıca mekanik aktivasyonla üretilen numunelerin sertlik, su emme, bulk yoğunluk ve porozite gibi fiziksel özelliklerinin de kimyasal aktivasyonla üretilen numunelerden daha iyi olduğu tespit edilmiştir.

In this study, cordierite production from natural zeolite which contains high amount of SiO2 was aimed. After calculating the recipe according to cordierite stoichiometry, pure Al2O3 and MgO were added. Intended cordierite amount didn?t attain from powder mixture which was prepared, directly shaping and sintering. In these samples, high amount of Al2O3 (corundum) and MgO (periclase) which couldn?t react were detected.For increase their ability to react, prepared powder mixture was mechanically activated in planetary mill for, 5, 15, 30, 60 and 120 minutes at 600 rpm. Than pressed samples were sintered for 1 hour at 1150, 1200, 1250, 1300 and 1350°C at 10°C/h.For elimination of alkaline-earth oxides, K2O, Na2O and increment of MgO which is non-sufficient, zeolite was chemically activated for 20 hours at 450°C with MgCl2.6H2O. After chemical activation, XRF analysis showed that, SiO2, Al2O3 and MgO amount were slightly increased and alkaline earth oxides amount were slightly decreased. After calculating according to cordierite stoichiometry pure Al2O3 and SiO2 were added. First tries showed that, 1150 and 1200°C weren?t enough for this mixture. For this reason the experiment were conducted at 1250, 1300 and 1350°C.Cordierite phase was attain by both activation but mechanical activation was found more effective. Also, it was detected that samples, produced from mechanically activated powders, physical properties such as micro hardness, water absorption, porosity, and bulk density were better than chemically activated ones.