Doğal klinoptilolitlerin Türkiye'deki kullanım olanakları ve Gördes klinoptilolitlerinin ısıl özelliklerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma
Utilization opportunities of clinoptilolite in Turkey and determination of some thermal properties of Gördes clinoptilolite
- Tez No: 169703
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ARİF HEPBAŞLI, DOÇ.DR. GÜNNUR KOÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
ÖZET DOĞAL KLİNOPTİLOLİTLERİN TÜRKİYE'DEKİ KULLANIM OLANAKLARI VE GÖRDES KLİNOPTİLOLİTLERİNİN ISIL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA ÖZAYDIN, Serpil Doktora Tezi, Güneş Enerjisi Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Doç.Dr. Günnur KOÇER Doç.Dr. Arif HEPB ASLI Şubat 2005, 135 sayfa Bu tez çalışmasında, önce doğal zeolitlerin dünyadaki potansiyeli, ekonomisi ve Türkiye'deki zeolitlerin rezerv potansiyeli araştırılmış olup, doğal zeolitlerin dünyadaki uygulamalarından örnekler verilmiştir. Ayrıca Türkiye'de önemli bir kaynak olan klinoptilolit grubu doğal zeolitlerin günümüzdeki uygulama alanları özetlenmiş ve yeni kullanım olanakları irdelenmiştir. Türkiye'de üretilen klinoptilolit ürünlerinin kullanım alanlarına göre sahip oldukları özelliklerden bazıları verilmiştir. Çalışmada hammadde olarak kullanılan Gördes klinoptilolitlerinin dünya Klinoptilolit kaynakları ile karşılaştırılması yapılmıştır. Türkiye açısmdan önemli bir rezerv potansiyeli oluşturan klinoptilolit kaynağının dünya üretimi içerisindeki payının düşük olmasının nedenleri üzerinde durulmuş ve bu hammaddenin etkin ve verimli olarak değerlendirilmesi için öneriler geliştirilmiştir. Gördes klinoptilolitlerinin yapısal özelliklerinin tanınması üzerinde önceden yapılan çalışmalardan bir kısmı değerlendirilmiştir.Mineralojik ve kimyasal analiz çalışmalarında Gördes zeolitlerinin yüksek ısıl kararlılıktaki potasyum, kalsiyum klinoptilolit yapısmda olduğu ortaya koyulmuştur. Yoğunluk analizi çalışmalarında, Gördes Umoptilolitlerinin doğal yapıda (1,98-2,18) g/cm arasında değişen özgül ağırlığa sahip olduğu saptanmıştır. Tane iriliğine bağlı olan yığm yoğunluğunun ise mineral tane iriliğine bağlı olarak 0,693-1,22 g/cm değer aralıklarında değişim gösterdiği saptanmıştır. Özgül ağırlık ve yığm yoğunluğu analizlerinde görülen değişim aralığının, klinoptilolitin alındığı bölgeye bağlı olan saflığı ve yan kayaç içeriği ile ilgili olabileceği üzerinde durulmuştur. Bu çalışma, klinoptilolitlerin saflığının belirlenmesine yönelik yeni bir yöntem geliştirilmesi için bir başlangıç olma özelliği taşımaktadır. Gördes klmoptilolitlerinin yüzey alanının 40,79 m /g olduğu tespit edilmiştir. Minerallerin zenginleştirilebilirliği ile ilgili olarak önemli bir kriter olan serbestleşme derecesi tayini bu çalışmada ilk olarak gerçekleştirilmiştir. Kuvars yan taşma göre Gördes klmoptilolitinin serbestleşme derecesi tane iriliği 0,5 mm olarak belirlenmiştir. Taggart zenginleştirme kriteri, yine kuvars minerali esas alınarak 1,75 olarak tespit edilmiştir. Bu verilerden yola çıkarak yaş gravimetrik ve kuru gravimetrik zenginleştirme ortamlarında deneyler yapılmıştır. Sallantılı masada Gördes klinoptilolitleri % 99 saflık oranında zenginleştirilmiştir. Havalı seperatörde ise kuru ortamda % 95 saflık oranında zenginleştirilebilirliği gözlenmiştir. Cıva ve vanadyum adsorbsiyon çalışmalarında çözeltiler ayrı ayrı hazırlandığında 1 g klinoptilolitin 0,326 mg vanadyumu ve 4,678 g cıvayı adsorbe ettiği, cıva ve vanadyum içeren aynı çözeltide, 1 g klinoptilolitin 0,310 mg vanadyumu ve 2,841 mg cıvayı adsorbe ettiği saptanmıştır.Termal analizlerden TGA termal gravimetrik analiz ve DTA diferansiyel termal analiz çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda Gördes klinoptilolitlerinin (50-90) °C sıcaklık aralığında gözenek suyunu, (90-320) °C aralığında bağlı suyunu, (360-770) °C aralığında kristal suyunu bıraktığı, yapının 839°C'de bozulmaya başladığı, termal dayanımının 1000 °C'ye kadar devam ettiği belirlenmiştir. Diğer çalışmalardan farklı olarak Gördes klinoptilolitlerinin daha yüksek ısıl kararlılıkta oldukları görülmüştür. Bu analizler, Gördes zeolitlerinin mineralojik ve kimyasal analizlerde tespit edilen, klinoptilolit yapısmda olduğunu doğrulamıştır. Isı iletim katsayısı üzerine yapılan analizlerde Gördes klinoptilolitlerinin doğal yapıda kayaç şeklinde (0,418-0,477) W/m°C, sınıflandırılmış tane aralıklarında ise (0,098-0,273)W/m°C ısı iletim katsayısma sahip olduğu saptanmıştır. Gördes klinoptilolitleri ve katkılar kullanılarak düşük sıcaklık ve basınç altında geliştirilen kompozit malzemelerin ısı iletim katsayıları (0,204-0,255 ) W/m°C olarak bulunmuştur. Sera plastiğine katkı olarak geliştirilen kompozit malzemelerin ısı iletim katsayıları (0,12-0,22) W/m°C olarak ve birim hacim ağırlığı da 0,408 g/cm3 olarak bulunmuştur. Geliştirilen malzemenin Türk standartlarına özdeş nitelikte olduğu ortaya konmuştur. Gördes klinoptilolitlerinin doğal yapıda birim hacim ağırlıkları 1,36 g/cmJ olarak tespit edilmiştir. Gördes klinoptilolitleri ve katkılar kullanılarak düşük sıcaklık ve basmç altoda geliştirilen kompozit malzemeler için bu değer 0,90-1,39 g/cm3 değerlerindedir. Doğal ve kompozit malzemeler için tek eksenli basmç değerleri, sırasıyla 105,3 kg/cm2 ve 100,5 kg/cm2 olarak bulunmuştur.III Su emme analiz çalışmalarında Gördes klinoptilolitlerinin doğal formda % (15-29) aralığında, kompozit malzemelerin % (9,8-10,9) aralığında su emme özelliğine sahip olduğu, katkı maddelerinin klinoptilolitin su emme özelliğini azalttığı gözlemlenmiştir. Klinoptilolitten kompozit malzeme geliştirme çalışmalarında yapılan analiz sonuçlan, Türk standartları ile karşılaştmlmıştır. Sonuçta Gördes klinoptilolitlerinden ısı yalıtımı açısından alternatif, agrega malzemesi, tuğla hammaddesi ve sentetik kaplama malzemesi geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
IX ABSTRACT UTILIZATION OPPORTUNITIES OF NATURAL CLINOPTILOLITES IN TURKEY AND DETERMINATION OF THERMAL PROPERTIES OF GÖRDES CLINOPTILOLITES ÖZAYDIN, Serpil Ph.D. in Solar Eenergy Institute Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Günnur KOÇAR Assoc. Prof.Dr. Arif HEPBAŞLI March 2005, 135 pages In this study, first, utilization potential and economics of natural zeolites in the world and its reserve potential in Turkey were investigated. Examples of applications of natural zeolites around the world were presented. In addition, current applications of clinoptilolite group of natural zeolite, which exists as an important deposit in Turkey, were summarized and new utilization opportunities were studied. Product specifications of the clinoptilolite based on its industrial demand in Turkey are presented, as well. Ciinoptilolites samples received from Gördes were compared with other clinoptilolite deposits around the world. The reasons of Turkey's a very low share in the world clinoptilolite production market were evaluated and suggestions were presented to utilize this raw material effectively and economically. Previous studies on the structural properties of Gördes ciinoptilolites were re-evaluated in this study. Based on the results of the mineralogical and chemical analyses, Gördes zeolites possess high thermal stability closed to potassium, and calcium clinoptilolite structure.X The densities of the clinoptilolites samples received from Gördes were measured between 1,98 and 2,18 g/cm. Bulk densities, determined depending on the particle size, ranged from 0,693 to 1,22 g/cm3. The apparent and bulk density results point out that they are affected by the purity and the existence of the site rocks of the clinoptilolite samples collected in the region. This study necessitates a novel new method to determine the purity of the clinoptilolites. The surface area of Gördes clinoptilolite samples is measured about 40,79 m2/g. Liberation size studies were determined for the first time for the Görder clinoptilolite samples and found to be 0.5 mm to liberate from the quartz. Taggart enrichment criterion was determined as 1,75 based on quartz site rock. Based on these results, experimental studies were carried out in dry and wet gravimetric environments to recover the Gördes clinoptilolites. Using shaking tables, 99% of the material was recovered. The results of dry aero-separator tests pointed out good results for recoverability of this mineral, as well. Adsorption studies were carried out with lg clinoptilolite samples using mercury and vanadium existed separately and together in a solution. The results pointed out an adsorption of 0,326 mg vanadium and 4,678 g mercury when the solutions were prepared separately, and 0,310 mg and 2,841 mg respectively, when the solution contained mercury and vanadium together. TGA thermal gravimetric analysis and DTA differential thermal analysis studies were performed. The results indicate that the Gördes clinoptilolites release the free water in the pores between the temperatures of 50 an 90 °C, the bound water between 90 and 320 °C and crystalline water between 360 and 770 °C. The material started degrading after the temperature of 839 °C, but, the thermal stability was continued until the temperature of 1000 °C.It was observed that the Gördes clinoptilolite possessed a higher thermal stability than the samples used in the previous studies. These analyses confirmed that the Gördes zeolites were clinoptilolite determined with the mineralogical and chemical analyses. Thermal conductivity studies showed that the measured thermal conductivity coefficients of Gördes clinoptilolite were ranged from 0,418 to 0,477 W/m°C if they exist in natural rock structure and 0,098 to 0,273 W/m°C if they are classified based on the particle sizes. The thermal conductivity coefficients of the composite panel materials, prepared from the additives and the clinoptilolite under low temperature and pressure conditions, were determined to be between 0,204 and 0,255 W/m°C. The thermal conductivity coefficients of the composite materials, prepared by the plastic additives were measured between the 0,12 and 0,22 W/m°C and the unit volume weight as 0,408 g/cm3. The developed material complies with the Turkish Standards. The unit volume weight of Gördes natural clinoptilolites was measured about 1,36 g/cm3. This value ranged from 0,90 to 1,39 g/cm3 for the composites prepared by the additives in the low temperature and pressure conditions. Using the single axle pressure experiments these values were found to be 105,3 kg/cm2 and, 100,5 kg/cm2 for natural and composite materials, respectively. Water retentions of 15 to 29 % were measured for Gördes clinoptilolite existed in natural structure and of 9,8 to 10,9 % for composite pannel materials. The additives decreased the water retention of clinoptilolites. The results of this investigation to develop an alternate composite material from Gördes clinoptilolite were compared with the Turkish Standards. The results verified that alternative aggregate, brick and synthetic coatings materials with better heat insulation was developed.
Benzer Tezler
- Doğal zeolit malzemelerin sıcaklığa bağlı akım iletim analizleri
Temperature dependent current conduction analysis of natural zeolite materials
ÖZBEN CURA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ACAR
- Klinoptilolit ile evsel atık sulardan gübre etkin maddelerin giderim ve geri kazanım olanağının incelenmesi
An investigation on removal and recovery of plant nutrients from domestic wastewater through ion exchange with clinoptilolite
BÜŞRA SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLSEN BELER BAYKAL
- İnsan idrarından nütrientlerin konsantre edilmesi ve geri kazanılmasında kullanılmak üzere klinoptilolitlerin işletme özelliklerinin belirlenmesi
Operation properties of clinoptilolite as a means of concentration and recovery of nutrients from human urine
BURÇİN COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY
- Preparation of natural zeolite supported TiO2 composites for removal of terephthalic acid
Tereftalik asidin giderimi için doğal zeolit taşıyıcılı TiO2 kompozitlerinin hazırlanması
ÖZGÜN DELİİSMAİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN
PROF. DR. ŞERİFE ŞEREF HELVACI
- Gördes klinoptilolitinin doğal ve NH4 formlarının domates yetiştiriciliğinde kullanımı
Usage of natural and NH4 forms of Gördes clinoptilolite for breeding tomato
AYBERK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
FizyolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TEVFİK ÜNALDI