İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Bölgesi Kaolininin Mekanik Aktivasyonu

Abstract

Bu çalışmada; İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Bölgesi Kaolin cevheri üzerine mekanik aktivasyonun etkileri incelenmiştir. 10μm tane boyuna sahip örnekler, 400 dev./dk. hızında gezegensel hareketli bilyalı değirmende (Planetary Ball Mill), çeşitli katı/bilya oranlarında (1/10, 1/20, 1/30) ve çeşitli sürelerde (0, 15, 30, 45, 60 dk.) aktive edilmiştir. Mekanik aktive edilen örneklerin yapısal özellikleri üzerine mekanik aktivasyonun etkisi, aktive edilmemiş örnek ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Mekanik aktive edilmemiş örneklerin XRF analiz sonuçlarından en yüksek kimyasal bileşiminin (% oksit) ağırlıkça % 72,64 SiO2 ve % 17,02 Al2O3 içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir. XRD analiz sonuçlarında aktivasyondan sonra piklerin şiddetlerinde önemli miktarlarda azalmalar kaydedilmiştir. SEM-EDS analiz sonuçları, aktive edilmemiş kaolinde küçük boyutlu tanelerin daha büyük taneler arasında yığıldığını göstermiştir. 45 dk. süre ile aktive edilmiş kaolin örneklerinde mikron boyutlu tanelere rastlanırken, 60 dk. süre ile aktive edilmiş kaolin örneklerinde ise kaolinin yanında aglomera olmuş tanelere de rastlanmıştır. Tane boyu analiz sonuçları ve BET analiz sonuçlarından, kaolinin spesifik yüzey alanının öğütme süresi arttıkça arttığı görülmüştür. Ancak, 45 dk. öğütme süresinin üzerinde (60 dk.) yüzey alanı değerlerinde meydana gelen düşmelerin (1/30 katı/bilya oranında 60 dk. süre ile mekanik aktive edilmiş kaolin de 6,2164 m2/g) taneler arasında meydana gelen aglomerasyondan kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. TGA-DSC analiz sonuçlarında ise mekanik aktive edilmiş örneklerde kütle kaybının daha düşük sıcaklıklarda meydana geldiğini görülmüştür. Tüm analiz sonuçları incelendiğinde; öğütme süresinin, katı/bilya oranından daha etkili olduğu tespit edilmiş ve katı/bilya oranının 1/30 ve öğütme süresinin 45 dk. olduğu koşullarda mekanik aktivasyon işleminin daha başarılı olduğu sonucuna varılmıştır

In this study; the effects of mechanical activation on Kaolin of İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Region were investigated. Samples of 10μm grain size were activated in a planetary ball mill at 400 rpm at various solid/ball ratios (1/10, 1/20, 1/30) and various times(0, 15, 30, 45 , 60 min.). The effect of mechanical activation on the structural properties of the mechanically activated samples produced has been compared with the unactivated sample. According to the XRF analysis results of the mechanically unactivated samples, it was determined that the highest chemical composition (% oxide) was 72,64% SiO2 and 17.02% Al2O3 by weight. The XRD analysis results showed that significant decreases in the intensity of the peaks after activation. The results of SEM-EDS analysis showed that in unactivated kaolin, micro-size grains were agglomerated between larger grains. Although micron-sized grains were encountered in kaolin samples activated for 45 min., agglomerated grains were also found in addition to kaolin in activated kaolin samples for 60 min. The results of particle size analysis and BET analysis, it was seen that the specific surface area of kaolin increased as the grinding time increased. However, the decreases in surface area values above the 45 min. grinding time (60 min.) was due to the agglomeration that occurs between the grains (1/30 solid/ball ratio, 6,2164 m2/g in mechanically activated kaolin for 60 min.). In the TGA-DSC analysis results, it was observed that the mass loss in mechanically activated samples occurred at lower temperatures. All analysis results were examined and It was determined that the grinding time was more effective than the solid/ball ratio. It was concluded that the mechanical activation process of kaolin was more successful under the conditions 1/30 of solid/ball ratio and 45 min. of grinding time.