Determination of mechanisms of thermal reactions in the structure o ulexite and its use in the separation of ulexite from colemanite
Üleksitin yapısındaki termal reaksiyonların mekanizmalarının belirlenmesi ve üleksitin kolemanitten ayrılmasında kullanımı
- Tez No: 68351
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Ulexite, Colemanite, Thermal reactions, Grindability index, Separation iv
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
öz ÜLEKSİTİN YAPISINDAKİ TERMAL REAKSİYONLARIN MEKANİZMALARININ BELİRLENMESİ VE ÜLEKSİTİN KOLEMANİTTEN AYRILMASINDA KULLANIMI Şener, Savaş Doktora, Maden Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Gülhan Özbayoğlu Kasım 1997, 134 sayfa Isıl işlem altında, hidratlı bor mineralleri olan kolemanit ve üleksit bünyelerindeki kristal sularını kaybederler ve bu esnada mineralojik ve yapısal değişmelere maruz kalırlar. Bu tezde, reaksiyonların şekil ve mekanizmaları termal gravimetrik ve differansiyel termal analiz yöntemleri ile belirlenmiştir. Üleksitin yapısında oluşan bu değişiklikler X-ışını kırınım difraktometresi, taramalı elektron mikroskobu ve civalı porosimetre ile incelenmiştir. Kolemanitin ısıl bozunması 335°C'de başlayıp.önce dehidroksilasyon, daha sonra dehidrasyon reaksiyonları ile 378 ve 395°C'de iki endotermik DTA piki vermiştir. Bozunma sırasında su buharı çıkışı ani olup, yapı patlayarak parçalanmıştır.Üleksitin ısıl bozunması 60-500°C arasında iki aşamalı dehidrasyon ve iki aşamalı dehidroksiiasyon reaksiyonları ile olup, 151 ve 180°C'de iki endotermik DTA piki vermiştir. Bu esnada, üleksitin yapısı önce dehidrasyonun ilk aşamasında (60-1 80°C) NaCaB506(OH)6.3H20, daha sonra dehidrasyonun ikinci aşamasında (151-260°C) NaCaB506(OH)6.H20 kristal fazlarına dönüşmüştür. Dehidroksiiasyon reaksiyonları ile amorflaşma olmuştur. Yapı önce dehidroksilasyonun ilk aşamasında (180-260°C) NaCaB506(OH)6.H20 ve amorf fazlarından oluşan çok fazlı heterojen bir yapıya, dehidroksilasyonun ikinci aşamasında da (260-500°C) tamamen amorf yapıya dönüşmüştür. Bu aşamalı su buharı çıkışı sırasında yapıda çok sayıda mikron boyutlu çatlaklar oluşmuş ve yapı parçalanmadan tane şeklini korumuştur. Oluşan çatlaklar üleksitin porozite derecesini artırmıştır. Amorflaşan yapı önce 636°C'de NaCaB509 şeklinde kristallenmiş, 855°C'de ise CaB204 şeklinde yeniden kristallenip NaB305 amorf fazda kalmıştır. Isıl işlemin kolemanit ve üleksitin öğütülebilirliği (iş indeksi, Wi) üzerine etkisi Hardgrove öğütülebilirlik yöntemi ile araştırılmıştır. 200-360°C sıcaklık aralığında kolemanit ve üleksitin iş indeksleri arasında önemli bir farklılık elde edilmiştir. İş indeksinde yaratılan bu farklılık, ısıl işlem, yarı otojen öğütme ve eleme metodu uygulanarak üleksit-kolemanit karışımının ayrılmasında kullanılmıştır. Ayırım parametreleri olarak, ısıl işlem sıcaklığı, öğütmede kullanılan bilyaların sayısı ve boyutları ve öğütme süresi denenmiştir. 280°C'de ve 60 dakika süre ile uygulanan ısıl işlemle ve 30 adet 10 mm çaplı bilya kullanılarak yapılan öğütmede, % 90.83 verim ile üleksit konsantresi üretilmiştir. Anahtar Kelimeler Üleksit, Kolemanit, Termal Reaksiyon, öğütülebilirlik İndeksi, Ayırım vı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DETERMINATION OF MECHANISMS OF THERMAL REACTIONS IN THE STRUCTURE OF ULEXITE AND ITS USE IN THE SEPARATION OF ULEXITE FROM COLEMANITE Şener, Savaş Ph.D., Department of Mining Engineering Supervisor Prof. Dr. Gülhan özbayoğlu November 1997, 134 pages Under heat treatment, hydrated boron minerals, colemanite and ulexite, lose their water of crystallization while undergoing different mineralogical and structural changes. In this thesis, nature and mechanisms of the thermal reactions have been determined by TG and DTA examinations. The changes in the structure have been investigated by XRD, SEM and Hg-porosimeter examinations. Thermal decomposition of colemanite has begun at 335°C with dehydroxylation followed by dehydration giving two endothermic DTA peaks at 378 and 395°C. The liberation of the produced water has been in sudden way while the structure has decrepitated. On the other hand, thermal decomposition of ulexite has occurred within the temperature range of 60-500°C with two-stage dehydrationproceeded with two-stage dehydroxylation giving two endothermic DTA peaks at 151 and 180°C. Meanwhile, the structure has first been transformed into NaCaB506(OH)6.3H20 within 60-1 80°C, then into NaCaB506(OH)e.H20 within 151-260°C in the first and second stages of the dehydration, respectively. Amorphization has taken place along with dehydroxylation. The structure has first been transformed into multi-domain heterogeneous matrix consisting of NaCaB506(OH)6.H20 and X-ray amorphous phase during the first stage of dehydroxylation within 180-260°C, then remaining OH groups have been removed within 260-500°C and it has become completely X-ray amorphous. During the gradual liberation of water vapour, the structure had numerous numbers of microcraks and has exfoliated without decrepitating. The microcracks have increased degree of porosity. Furthermore, the amorphous structure has then been recrystallized as NaCaB509 at 636°C, and has been transformed into CaB204 remaining NaB3Os in amorphous after 855°C. The effect of heat treatment on grindability (work index, Wi) of ulexite and colemanite has also been examined by Hardgrove grindability method. The significant difference in Wi of ulexite and colemanite has been obtained within 200-360°C. The difference in Wi has been used for separating the mixture of ulexite and colemanite by heat treatment followed by semi-autogeneous grinding and screening. Temperature, number and size of the balls and grinding time as separation parameters have been examined. The ulexite concentrates could be produced with 90.83% recovery by treating at 280°C for 60 minutes and grinding with 30 balls each having 10 mm diameter.
Benzer Tezler
- Kömürün mineral içeriğinin yanma özelliklerine etkisi
The Effect of mineral matter content of coal on its combustion properties
HANZADE AÇMA
- Biyokütle ve kömür birlikte yakma sistemlerinde sinerji araştırması
Synergy research in biomass and coal cofiring systems
SİNEM ÖZSOY AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Silisyumun anodik oksidasyonu ve katkı profili belirlenmesi
Anodic oxidation of silicon and determining the impurity profile
BANU ÇÖLOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. DURAN LEBLEBİCİ
- NiO/ZnO ve NiO/ZnO/Al2O3 nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemiyle üretimi
Production of NiO/ZnO and NiO/ZnO/Al2O3 nanocomposite particles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique
DUYGU YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- C4V simetrisindeki M(Co)SL ve M(Co)S tipi komplekslerin infrared inaktif karbonil gerilme modunun frekansının infrared verilerinden hesaplanması
The calculation of frequency of the infrared inactive carbonyl stretching mode from infrared data in complexes of the types M(Co)S and M(Co)SL with C4V symmetry
ELVAN ÖZCAN ÜSTÜN