Çeşitli minerallerin ve killerin flokülan ve yüzey aktif madde varlığındaki filtrasyon davranışları
The filtration behaviour of various minerals and clays in the presence of flocculants and surface active agents
- Tez No: 166709
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ÖZGÜL ÖZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
ÇEŞİTLİ MİNERALLERİN VE KİLLERİN FLOKÜLAN VE YÜZEY AKTİF MADDE VARLIĞINDAKİ FİLTRASYON DAVRANIŞLARI ÖZET Bu çalışmada, çeşitli minerallerin ve killerin filtrasyon davranışına yüzey aktif madde (YAM) ve flokülan ilavesinin etkileri incelenmiştir. Etkili bir katı - sıvı ayırımı için çeşitli yüzey aktif maddelerin filtrasyonda kullanıldığı bilinmektedir. Kullanılan yüzey aktif maddeler filtrasyon hızım artırırken filtre kekindeki nemi de düşürmektedir. Bu nedenle de filtrasyonda, çalışma basmcı, filtrasyon yüzey alanı, tane boyutu ve şekli kadar önemli bir parametredir. Killerin filtrasyonu ise fiokülansız ortamda mümkün olmamaktadır. Flokülan varlığında ise yüzey aktif madde ilavesinin filtrasyon hızı üzerindeki etkileri çok bilinmemektedir. Bu çalışmada, bu etki mekanizmasını ortaya koymak üzere deneyler yapılmıştır. Deneyler dolomit, kuvars, kalsit ve kaolin mineralleri ile renklerine göre sınıflandırılan mavi, yeşil, gri ve beyaz killer ile yapılmıştır. Kullanılan yüzey aktif maddeler noniyonik, anyonik, katyonik ve amfoterik olmak üzere 4 farklı tiptedir. Flokülan ise poliakrilamid'tir (PAM). Çalışma iki ana kısımdan meydana gelmektedir. Birinci kısımda, ince öğütülmüş dolomit, kuvars, kalsit ve kaolin minerallerinin saf ortamda ve %3 boraks ilaveli ortamda, basmçlı filtrasyon davranışları incelenmiş ve yüzey aktif madde ilavesinin filtrasyon hızı ve filtre keklerinin nem içeriği üzerindeki etkileri belirlenmiştir. îkinci bölümde ise flokülan ve yüzey aktif madde birlikte kullanılarak flokülasyon deneyleri ve bulanıklık ile berrak sıvı yüksekliği ölçümleri yapılmıştır. Basınçlı filtrasyon deneyleri Bokela (Almanya) firmasından temin edilmiş olan Filtratest cihazında yapılmıştır. Cihazdan alman filtre kekleri 10 mm yüksekliğinde ve 50 mm genişliğinde disk şeklindedirler. Yoğunluğu hacmen %10 olan mineral süspansiyonların filtrasyon hızlan ölçülmüş ve oluşan filtre keklerinin % nem içeriği saptanmıştır. Flokülasyon deneyleri için 500 ml'lik bir mezür kullanılmış olup bulanıklık ölçümleri Hach turbidimeter ile yapılmış ve berrak sıvı yüksekliği cetvelle ölçülmüştür. Flokülan ve yüzey aktif maddelerin birlikte kullanıldığı deneylerde tüm mineral ve killer için filtrasyon hızının düştüğü bulanıklık ve berrak sıvı yüksekliği ölçümleriyle saptanmıştır. Killer flokülan olmadan filtre edilemedikleri için bunların filtrasyonunda, yüzey aktif maddeler flokülan ile birlikte kullanılmış aynı deneyler diğer minerallere de uygulanmıştır. Fiokülansız ortamda noniyonik yüzey aktif madde dolomitin filtrasyon hızını 6 barda yaklaşık 10 kat arttırırken ortama flokülan ilavesi ile de en bulanık süspansiyon elde edilmiştir. Yani noniyonik yüzey aktif madde flokülan varlığında filtrasyonu XIIkötüleştirmektedir. Benzer sonuçlar kalsit ve kaolin için de diğer reaktifler için elde edilmiştir. Yüzey aktif madde varlığında filtrasyon ortamına flokülan girmesi, yüzey aktif maddenin etkisini negatife çevirmekte ve filtrasyonu bozmaktadır. Killerde de flokülan ve yüzey aktif maddenin birlikte kullanılması filtrasyonu negatif yönde etkilemektedir. Flokülan varlığında yüzey aktif madde ilavesinin filtrasyonu bozmasının muhtemel nedeni fiokülanın mineral ve kil taneciklerinin yüzeyini sararak yüksüzleştirmesi ve böylece yüzey aktif maddenin taneciğin yüzeyine yaklaşamamasıdır. Bunun sonucunda tek basma kullanıldığı zaman, tanecikler arasında elektrostatik itme ve kapiler basıncı düşürme yoluyla filtrasyon hızım artıran yüzey aktif madde etkisiz hale gelmektedir. xm
Özet (Çeviri)
THE FILTRATION BEHAVIOR OF VARIOUS MINERALS AND CLAYS IN THE PRESENCE OF FLOCCULANTS AND SURFACE ACTIVE AGENTS SUMMARY In this study, the effects of surface active agents (surfactants) and flocculant addition on the filtration behavior of various minerals and clays were investigated. It's known that surfactants are largely used for an effective solid-liquid separation. The surfactants used increase the filtration rate, while decreasing the moisture content of the filter cakes. Therefore the usage of surfactants is an important parameter as filtration pressure, filter surface area, particle size and shape in the filtration process. The filtration of clays is not possible without flocculants in the filtration medium. However, the effects of surfactant addition on the filtration rate in the presence of flocculant in the medium is unknown. In this study, experiments have been conducted in order to determine this interaction mechanism. The experiments have been conducted by using the dolomite, quartz, calcite and kaoline minerals and the blue, green, grey and white clays, which were classified by their colors. The surfactants used are of four different types, which are nonionic, anionic, cationic and amphoteric. The flocculant is polyacrylamide (PAM). The study is composed of two parts. In the first part, the pressure filtration behavior of finely ground dolomite, quartz, calcite and kaoline minerals in the pure medium (water) and in the medium with presence of 3% borax was investigated and the effects of surfactant addition on the filtration rate and the moisture content of the filter cakes were examined. In the second part of the study, by using the flocculant and the surfactants together the flocculation experiments and the turbidity and clear liquid height measurements were conducted. The pressure filtration experiments were done in the Filtratest apparatus manufactured by Bokela Company (Germany). The filter cakes produced by using this apparatus were 10 mm high disk with a 50 mm diameter. The filtration rates of mineral suspensions with 10% volume ratio were measured and the moisture content of the cakes were determined, hi the flocculation experiments, a 500 ml graduated cylinder was used. The turbidity measurements were done using a Hach brand turbidimeter and clear liquid height was measured with a ruler. hi the experiments conducted by using both flocculants and surfactants, the filtration rate decreased for all minerals and clays. This was determined by turbidity and clear liquid height measurements. Due to the impossibility of the filtration of clays, the surfactants were used with flocculants in their filtration. The same conditions were applied in the filtration experiments for the other minerals. xivIn the absence of the flocculant in the medium, the addition of the nonionic surfactant increased the filtration rate of dolomite by approximately 10 times under 6 bars of pressure. The addition of nonionic surfactnt into the flocculent-containing suspension, resulted in the formation of most turbid suspension. As a result, the nonionic surfactant failed filtration in the presence of the flocculant. Similar results were obtained for calcite and kaoline with other types of surfactants. It is possible to say that the addition of the surfactant into the flocculant-containing filtration medium negatively effects the filtration rate and filtration fails. In the case of clays, it was also observed that the co-usage of the flocculant and surfactants negatively effected the filtration. The probable reason of the failure of the filtration by the addition of the surfactant into the flocculant containing suspension is the charge neutralization on the particle surface by flocculant which surrounds to surface. That's why the surfactant can not approach the particle surface. The surfactant increases the filtration rate significantly when it is used alone by electrostatic reduction and capillary pressure decreasing mechanisms. However it fails the filtration when it is used together with flocculant. xv
Benzer Tezler
- Flocculation behavior of two different clay samples from Kırka tincal deposit
Kırka tinkal cevher yatağından alınan iki farklı kil örneğinin flokülasyon davranışları
MUSTAFA ÇIRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ÇETİN HOŞTEN
- A Study of zeta potential of clay minerals in the presence of different chemical solutions
Kil minerallerinin zeta potansiyellerinin çeşitli çözeltiler varlığında incelenmesi çalışması
YELİZ YÜKSELEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABİDİN KAYA
- Menderes Masifi'nin güneybatı kanadındaki (Aydın-Muğla) diaspor oluşumlarının jeolojik, jeokimyasal ve gemolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the geological, geochemical and gemological characteristics of diaspores formations of the Menderes Massif in the southwest side (Aydin-Muğla)
EYYÜP HİKMET KINACI
Doktora
Türkçe
2022
Jeoloji MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİCAN ÖZTÜRK
- Karakiraz köyü (Şile-İstanbul) killerinin jeokimyasal, mineralojik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
The investigation of the chemical, mineralogical and physical properties of Karakiraz village (Şile-İstanbul) clay deposits
MURAT KALSIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Jeoloji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK TOKEL
PROF. DR. ATİLLA AYKOL
- Characterization of coal and wastes from Zonguldak coal washery and effect of clays on coal flotation
Zonguldak lavyarı kömür ve atıklarının özelliklerinin belirlenmesi ve killerin kömür flotasyonundaki etkisi
SYED ABID HUSSAIN
Doktora
İngilizce
1992
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU