Sepiyolitin Reolojik Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Su Bazlı Sepiyolit Üretimi

Abstract

Bu çalışma kapsamında sepiyolitin diğer killere göre sağladığı söz konusu avantajlardan yararlanarak onun reolojik özellikleri açıklanmaya çalışılmış ve sepiyolitler arasındaki yapısal, kimyasal ve fiziksel farklılıklardan faydalanmak suretiyle farklı sepiyolitlerin sergiledikleri akış özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Sepiyolitin reolojik özelliklerinin ortaya konması için öncelikle, sepiyolitin yapısını oluşturan lif kümelerinin su-bazlı sistemlerde dağıtılarak jelleşmesini sağlayacak gerekli şartlar belirlenip optimize edilmiştir. Buna göre, süspansiyonların jelleşmesi için yüksek devirde belli bir süre karıştırılması gerektiği tesbit edilmiştir. Reolojik ölçümlerle sepiyolit süspansiyonlarının akış davranışı belirlenmiş ve plastik akış davranışı gösterdiği ve Bingham akış modeline uyduğu görülmüştür. Sepiyolitin farklı proseslerle ve yöntemlerle öğütülerek boyutunun küçültülmesi durumunda öğütme proses ve yönteminin, boyut, yüzey alanı, zeta potansiyel, yapısal ve reolojik özellikler üzerine olan olan etkileri araştırılmıştır. Öğütme prosesinin ve şeklinin sepiyolitin fiziksel özelliklerini önemli derecede etkilediği görülmüştür. Kuru öğütme ile zamana bağlı olarak yapılan SEM çalışmaları sonucu sepiyolitin artan öğütme süresine bağlı olarak lifsi yapısının kaybolduğu, buna paralel olarak da viskozitesinin düştüğü belirlenmiştir. Ocakta üretim esnasında gözle birbirinden ayırt edilemeyen sepiyolitlerin birbirinden ayrılabilmesi ve içerdikleri safsızlıkların uzaklaştırılabilmesi için prosesler geliştirilmiştir. Farklı asitlerle muamele edilen sepiyolitin reolojik özelliklerindeki değişim karşılaştırılmalı olarak incelenmiş, sepiyolitin tabii pH’sından yukarı ve aşağı inildikçe viskozite değişiminde etken olan faktörler ortaya konmuştur. Farklı sepiyolitlerle yapılan reolojik ölçümler sonucu elde edilen bulgulardaki farklılaşmalara neden olan mekanizmalar açıklanmaya çalışılmıştır. Elde edilen bilgilerin ışığında ham sepiyolit cevherinden yüksek viskoziteli ürün üretmek için akım şemaları önerilmiştir.

In the frame of this study, the rheological characteristics of sepiolites were tested to explain the superiority over the other clay minerals; the structural, chemical and physical differences between the sepiolites were used to understand differences in the flow characteristics. In order to understand the rheological properties of sepiolites first the conditions to disperse the fiber bundles forming the sepiolite body in aqueous media has been investigated, and the required terms were determined and optimized. It is recognized that for gel formation the suspension need to be stirred at high rpm for a certain period of time. The results indicate that flow behaviors of sepiolites follow plastic flow characteristics that fits Bingham flow model. Size distribution, zeta potential, surface area, structural and rheological properties have been used o evaluate the grinding of sepiolite using different processes and methods. It is found that the type and process of grinding have great effect on physical characteristics of sepiolites. The samples collected after dry grinding experiments performed against time were analyzed by SEM. It is shown that with increasing grinding period, the fibre structure of sepiolite disappears whereas viscosity of its suspension decreases. A beneficiation process involving cyclone separation has been developed to remove impurities and separate various viscosity fractions according to its sizes and specific gravities. The differentiation in the sepiolites rheological characteristics after treatment with different acids is compared. The factors effecting the viscosity formation as a function of pH is explained. The mechanism of viscosity development and network structure is elucidated on the basis of structural features of sepiolite.