“The more I learn about ceramics, 

                        the more I realized how little I know about it”

 

RASYONEL ANALİZ

 

Amaç

Rasyonel  analizinin sektörde en büyük yararı malzeme ve reçetelerimizde temel yapılrı takip etmemiz için yol gösterici olmasıdır.

Rasyonel hesabında bazı varsayımlarda bulunuruz. Bu hesap yöntemi bizim çalışmalarımızda yön gösterici olup her nekadar tamamen gerçeği yansıtmasada büyük bir yüzde ile olayları takip ve kontrolümüzü sağlar.

 

Öncelikle formülasyonlar konusunda bazı açıklamalar verelim.

Bu tip çalışmalarda bazı kısaltmaların kullanımı bizi rahatlatır. Kullanacağımız bu kısaltmalar:

                              S = SiO2            Kuars

                              A = Alsp; A = Al2O3         Alümina

                              N = Na2O          Sodyumoksit

                              K = K2O            Potasyum oksit

                              H = H2O            Su

 

Hammaddelerimizin ideal mineraller olduğunu kabul edip üstte verilen kısaltmalarla bu hammadde formülasyonlarını şu şekilde yazabiliriz :

                 Sodyum feldspat     formülü     NAS6      

                 Potasyum feldspat   formülü     KAS6

                 Kaolin                     formülü     AS2 H2

                 Kuars                      formülü      S

 

Öncelikle hammaddenin kimyasal analizi alınır ve daha sonra bu analize göre içerisindeki  N,K,A S molekül sayıları bulunup bu molekül sayılarına göre bünyede bulunabilecek feldspat, kaolin ve kuars miktarları tayin edilir.

Periyodik tablodan yaptığımız hesaplamalara göre çalışacağımız molekül ağırlıkları aşağıda verilmiştir.

                            Na2O    :   62  

                            K2O      :   94

                            Al2O3    : 102

                            SiO2      :   60

                            H2O      :   18

Bu molekül ağırlıklarına göre ideal  minerallerimizin molekül ağırlıklarıda :

                            NAS6       524

                            KAS6           556

                            AS2 H2     258

                            S                60

 

 Bir hammadde rasyonelinin hesabı

 Ülkemizde bulunan bir sodyum feldspat analizi ile yola çıkarsak

 (Olabilecek Na2O molekül sayısı    10.50/ 62=0.16935             

bu sayıdaki  Na2O  molekülünün oluşturabileceği  feldspat  0.16935X524 = 88.74)

 

 

 

 

Na2O

K2O

Al2O3

SiO2

A.Z

0,59

 

Na-Feldspat

0.16935

 

0.16935

1.01613

SiO2

67,05

 

K-Feldspat

 

0.00160

0.00160

0.00957

Al2O3

20,07

 

Kaolin

 

 

0.02581

0.02581

Fe2O3

0,80

 

Kuars

 

 

 

 

TiO2

0,21

 

 

 

 

 

 

CaO

0,32

 

Na-Feldspat

524 x  0.16935

   =

88.74

  88.74

MgO

0,14

 

K-Feldpspat

556 x  0.00160

   =

00.89

    0.89

Na2O

10,50

 

Kaolin

258 x  0.02581

   =

  0.66

    6.66

K2O

0,15

 

Kuars

  60 x  0.04017

   =

2.41+1.30

    3.71

 

 

 

 

 

 

 

 100.00

 Böylelikle  bu hammaddemizin rasyonelini

                    Na - Feldspat            88.74

                    K  -  Feldspat              0.89

                    Kaolin                         6.66

                    Kuars                          3.71

                                                                    olarak tespit etmiş oluruz.

 

 

Rasyonel hesabını kullanarak bir çamur reçetesinin rasyonelinin tayini

 

Öncelikle bir çamur reçetesi oluşturup bu reçetede kullanılan ham maddelerin kimyasal  analizlerinden faydalanarak elde ettiğimiz rasyonel  hesaplarından bu çamurun rasyonelini hesaplamak istersek   (örnekteki değerler   gerçek değerler olmayıp sadece hesaplamanın ne şekilde yapıldığını göstermek  amacı ile verilmiştir)

 

 

 

Reçete Rasyoneli

Hammadde Rasyoneli

 

Reçete

 

Na-Feldspat

 

 

K-Feldspat

 

Hammadde

%

Kaolin

K-Feldpat

Kuars

Kaolin

K-Feldspat

Kuars

 

 

 

8.58

 

 

85.79

 

Na-Feldpat

10

0.56

0.15

0.63

5.57

1.50

6.28

 

 

 

0.20

 

 

20.20

 

K-Feldpat

10

0.02

5.66

2.30

0.23

56.61

22.96

 

 

 

0.53

 

 

5.34

 

Kuars

10

0.02

1.00

8.31

0.18

10.01

83.11

 

 

 

0.79

 

 

2.25

 

Kaolin

35

24.79

0.33

8.00

70.82

0.95

22.88

 

 

 

0.71

 

 

2.04

 

Kil

35

21.47

4.73

5.90

61.35

13.51

16.68

 

100

 

10.81

 

 

 

 

 

 

 

11.87

 

 

 

 

 

                                                        10.81 (sodyum feldspat)

                                                        11.87  (potasyum feldspat)

                                         46.86       22.68           25.14   

                                                                          + 5.32

                                         46.86       22.68         30.46  =  100

                      Toplam:       Kaolin     Feldspat       Kuars

 Dikkat edilirse hem hammadde hem de çamur rasyonel hesaplarında 100’ü tamamlamak için gereken bakiyeler kuars üzerine ilave edilmiştir.  Bu bakiyeler minerallerin ideal mineral olmaması  ve sair safsızlıklar nedeniyle oluşmaktadır.

 

   SEGER HESABI

 Amaç

Seger hesabı sır reçetelerini oluşturmak, reçetede alkali/asit oranı, silis oranı, refrakterlik ve benzeri özellikleri takip etmek veya değiştirmek istediğimizde bize yol gösterebilecek basit bir hesaplama yöntemidir.

Hesaplama Yöntemi

A. Hammadde segeri

Öncelikle sır reçetesinde kullanacağımız hammaddelerin segerleri hesaplanır.

Örnek olarak aşağıda temsili kimyasal analizi verilen bir potasyum feldspatı alırsak:

A

B

C

D

E

F

Kimyasal Analiz

Mol. Ağırlığı

Mol Sayısı (B/C)

    SEGER            ( D/0.09554)

Formül Ağırlığı             ( C X E)

A.Z.

0,40 %

18.00

0.02222

0.2326

4.1868

SiO2

68,82 %

60,09

1.14528

11.9874

720.3229

Al2O3

17,10 %

102,00

0.16765

1.7584

178.9896

Fe2O3

0,14 %

159,70

0.00088

0.0084

1.3415

TiO2

0,08 %

79,90

0.00100

0.0105

0.8390

CaO

0,26 %

56,08

0.00464

0.0486

2.7255

MgO

0,07 %

40,32

0.00174

0.0182

0.7338

K2O

9,00 %

94,20

0.09554

1.0000

94.2000

Na2O

2,50 %

61,99

0.04033

0.4221

26.1660

 

 

 

 

Toplam:

1029.5050

 

 

Hammadde Formül Ağırlığı:

1029.51

 

Bu şekilde her hammaddenin seger ve molekül ağırlığını tespit ettikten sonra, istediğimiz sır seger formülasyonuna göre reçete yapımına geçilir.

 

B. Sır segeri

 Yukarıda verilen örnekte olduğu gibi her hammaddeden temin edeceğimiz ana kimyasal oksite oranlayarak (örnegin sodyum feldspatta Na2O, kaolende Al2O3, mol sayısı 1 olacak şekilde gibi) hesaplanan hammadde segerleri ve her bir hammaddenin molekül ağırlığı bulunur.

Hesaplamamızı anlatabilmek için diyelim ki bulduğumuz hammadde molekül ağırlıkları aşağıdaki gibi olsun:

 

Potasyum Feldspat:

1029.51

Sodyum Feldspat   :

600.00

Kaolin                  :

300.00

Baryum Karbonat   :

197.00

Kuarz                   :

100.00

Mermer                :

50.00

Çinko                   :

30.00

 

Yapmak istediğimiz sır reçetesinin segeride aşağıdaki gibi olsun: 

0.01 K2O

 

 

0.22 Na2O

 

3.60 SiO2

0.50 CaO

0.35 Al2O3

0.16 ZrO2

0.08 BaO

 

 

0.19 ZnO

 

 

1.00

 

 

 

 

K2O

Na2O

CaO

BaO

ZnO

Al2O3

SiO2

ZrO2

K-Feldspat

0.0100

0.0042

0.0005

-

-

0.0176

0.1199

-

Na-Feldspat

 

0.2158

0.0096

-

-

0.1794

1.1301

-

Kaolin

 

 

0.0014

-

-

0.1530

0.3000

-

BaCO3

 

 

 

0.0800

-

-

-

-

ZrSiO4

 

 

 

 

 

 

0.1600

0.1600

Kuarz

 

 

 

 

 

 

1.8900

 

Mermer

 

 

0.4885

-

-

-

-

-

Çinko

 

 

 

 

0.1900

-

-

-

Toplam

0.01

0.22

0.50

0.08

0.19

0.35

3.60

0.16

 

Segerden Reçeteye geçiş:

 

A

B

 

C

 

D

              REÇETE

 

Mol Ağırlığı

 

 

 

 

  (Dx100)/449.85

K-Feldspat

1029.51

X

0.0100

=

10.30

2.3 %

Na-Feldspat

600.00

X

0.2158

=

129.48

28.8 %

Kaolin

300.00

X

0.1530

=

45.90

10.2 %

BaCO3

197.00

X

0.0800

=

15.76

3.5 %

Kuarz

100.00

X

1.8900

=

189.00

42.0 %

Mermer

50.00

X

0.4885

=

24.43

5.4 %

Çinko

30.00

X

0.1900

=

5.70

1.3 %

ZrSiO4

183.00

X

0.1600

=

29.29

6.5 %

 

Toplam:

449.85

100.00

Gürdal Işık

EURO KİMYA