Deflokülasyon Mekanizması ve Refrakter Sektöründe Kullanımı

Deflokülasyon Mekanizması ve Refrakter Sektöründe Kullanımı

Emre ÖZKURT / Calderys Türkiye Satış Müdürü (Refrakter Mühendisi)

Bilindiği üzere fiziksel olarak birleştirilen iki veya daha fazla farklı maddeden oluşan malzemeye karışım denir. Karışımlar Homojen ve Heterojen olarak temelde ikiye ayrılır. Bu karışımların özellikleri sayesinde sanayide farklı şekillerde kullanılırlar. Örneğin bir endüstride, karışımın homojen oluşu işe yararken, diğerinde homojen olmayışından yararlanılabilir. Bu yazımızda karışımlardan başlayarak deflokülasyonun ne olduğuna ve bunun refrakter malzemelerde nasıl kullanıldığına değineceğiz.

Homojen karışımlar, adından da anlaşılacağı üzere her noktasında aynı özelliği gösteren, karışımı meydana getiren maddelerin tek bir madde gibi göründüğü karışımlardır. Bunlara çözelti de denir.

Tuz ve su homojen karışımı Tuz ve su homojen karışımı

Heterojen karışımlar da ise karışımın her tarafında aynı özellik olmaz ve bu farklılık gözle görülür seviyededir. Heterojen karışımlar, Emülsiyon, Süspansiyon, Kolloid ve Aerosol olarak dörde ayrılırlar.

Emülsiyon, bir sıvıda çözünmeyen başka bir sıvının heterojen şekilde dağılmış halidir.

Zeytinyağı ve su emülsiyonu Zeytinyağı ve su emülsiyonu

Süspansiyon, bir sıvıda çözünmeyen katının heterojen olarak dağılmış halidir.

Kum ve su süspansiyonu Kum ve su süspansiyonu

Kolloid, maddenin sıvı içerisinde asılı kalmasıyla oluşan karışımlara denir, homojen gibi görünürler fakat gözle görülemeyen bu farklılık, karışımın içinden ışın demeti geçirilmesi ile gözlemlenebilir.

Işığın homojen su / tuz ve kolloid su / un karışımlarındaki hareketi Işığın homojen su/tuz ve kolloid su/un karışımlarındaki hareketi

Aerosol karışımlar, katı veya sıvının gaz içerisinde dağılması ile oluşur.

Sıvı gaz aerosol karışımı Sıvı gaz aerosol karışımı

Sanayide kullanılan sıvı karışımların içeriğinde kolloid halde maddeler istenmeyebilir. Kolloid maddeler 0,1mμ ile 1mμ tane boyutunda oldukları için filtre edilerek ayrıştırılamazlar. Koagülant kimyasallar kullanılarak sıvıdan çöktürme yöntemi ile ayrıştırma yapılabilir. Sıvıya koagülant ilave edilmesi koagülasyon olarak adlandırılır ve sıvı içerisinde stabiliteleri bozulan kolloid tanecikler karıştırılarak bir araya toplanmaya başlarlar, flok adı verilen daha büyük tane boyutlu maddelere dönüşürler, bu olaya flokülasyon (topaklaşma) denir.

Kolloidler bulundukları süspansiyon içerisinde sahip oldukları elektrik yükleri ile kararlı hallerini korumaya çalışırlar.

Kolloid taneciğinin yüzeyinde zıt iyonların konsantrasyonu çok büyüktür, yüzeyden uzaklaştıkça zıt iyon derişimi azalır, bu iyon yoğunluğunun farklılığı bir elektriksel potansiyel oluşturur ve tanecik yüzeyindeki bu potansiyele Zeta Potansiyeli denir. Zeta Potansiyeli mV olarak ölçülür ve ne kadar büyük olursa kolloid maddeler süspansiyon içerisinde o kadar kararlı olurlar ve flokülasyona karşı koyarlar. 0 mV ile ±5 mV arasında hızlı koagülasyon yada flokülasyon meydana gelirken, ±61 mV Zeta Potansiyeline sahip kolloidler mükemmel kararlılığa sahip olarak nitelendirilirler.

Kolloidal taneciğin zeta potansiyeli Kolloidal taneciğin zeta potansiyeli

Flokülasyonu açıkladıktan sonra deflokülasyon için tam olarak tersi diyebiliriz. Diğer bir ifade ile; Kolloidal çözeltilerdeki tanelerin zeta potansiyellerinin çok yüksek olması durumudur ve mükemmel kararlılığa yakın olmaları topaklaşmalarını engelleyerek iyi bir çamur oluştururlar.

Bilindiği üzere, monolithic refrakterler belirli oranlarda su ile karışım oluşturularak uygulanır. Karıştırılacak su oranı refrakter malzemenin tipine bağlı olarak değişir. RC (Regular Castable/Normal Betonlar), LCC (Low Cement Castable/Düşük Çimentolu Betonlar), ULCC (Ultra Low Cement Castable/Çok Düşük Çimentolu Betonlar) ve NCC (No Cement Castable/Çimentosuz Betonlar) tipi monolitik refrakterlerde sırası ile karışım suyu miktarları azalır. Bu tip monolitik refrakter malzemelerin deflokülantlar kullanılarak daha az karışım suyu kullanılmasına ve daha iyi bir paket sistemlerine sahip olması sağlanır.

Malzeme de kullanılacak deflokülantların oranın oluşturulacak olan çamurun viskozitesine etkisi belli bir noktadan sonra pozitiftir, bu nedenle deflokülant miktarının iyi ayarlanması uygulama çamurunun akıcılığı açısından önemlidir.

Viskozite – Deflokülant Eğrisi Viskozite - Deflokülant Eğrisi

Deflokülant bir LCC monolitik refrakter malzemenin, topaklaşma sorunu yaşanmaycağı ve viskozitesi yüksek olacağı için, püskürtme uygulamalarında zaiyat miktarı minumuma indirilir.

Taşıyıcı sistemsiz 250 mm derinliğinde Deflokülant LCC refrakter uygulama örneği Taşıyıcı sistemsiz 250mm derinliğinde Deflokülant LCC refrakter uygulama örneği