ALÜMİNYUM HİDROKSİT KRİSTALİZASYONU ÜZERİNE LİTYUM SAFSIZLIĞININ ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada, farklı modülb değerlerine (1,35; 1,41; 1,45; 1,49; 1,8; 2,0; 2,25; 2,50) sahip sodyum alüminat çözeltilerinin nükleasyon davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, çözeltiye verilen farklı aşırı doygunluk değeri (1,321-1,785) ve farklı derişimde (5-20 ppm) lityum (Li) varlığı için bekleme zamanı ölçümleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucu, kritik serbest enerji değişimi, kritik nüklei yarıçapı, kritik nükleide yer alan molekül sayısı ve nükleasyon hızı hesaplanmıştır. Katkısız sodyum alüminat çözeltisi için bekleme zamanının, farklı aşırı doygunluk değerlerine bağlı olarak 100-400 dk. aralığında değiştiği belirlenmiştir. Lityum varlığında ise, en yüksek bekleme zamanı 10 ppm lityum derişimi için 20 dk. olarak tespit edilmiştir. Klasik nükleasyon teorisine göre yapılan hesaplamalar sonucu, lityum varlığında, katkısız ortama kıyasla, kritik nüklei yarıçapının düştüğü, kritik nükleideki molekül sayısının azaldığı ve nükleasyon hızının arttığı belirlenmiştir. 5 ppm lityum katkısı için, katkısız ortama kıyasla, nükleasyon hızındaki artışın yaklaşık 100 kat, 20 ppm lityum katkısı için ise yaklaşık olarak 39 kat olduğu belirlenmiştir. Lityum varlığında, farklı modülb değerlerindeki sodyum alüminat çözeltilerinin bekleme zamanlarının düşük ve yüksek modülb değerine sahip çözeltiler için 6 – 7 dk. aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Modülb 1,49 ve 1,8 için ise maksimum 10 dk’lık bekleme süreleri elde edilmiştir.

In this study, the nucleation behavior of sodium aluminate solutions having different modulb values were investigated. For this aim, induction period measurements were carried out for different supersaturation ratio (1.321-1.785) and different lithium concentrations (5-20 ppm). As a result of experimental studies, critical free energy exchange, critical nuclei radius, critical nuclei number in molecule and nucleation rate were calculated. It was determined that the induction time for the pure sodium aluminate solution varied between 100-400 minutes for different supersaturation ratio. In the presence of lithium ranging from 5 to 20 ppm, the highest induction time was determined as 20 min. for 10 ppm lithium. Based on the classical nucleation theory, it was determined the critical nuclei radius decreased, the number of molecules in the critical nuclei decreased, and the nucleation rate increased, to compare to the pure solution in the existence of lithium. For the 5 ppm Li additive, it was determined that the increase in nucleation rate increased approximately 100 times and the increase of 20 ppm Li increased approximately 39 times compared to the pure solution. It has been found that the induction times of sodium aluminate solutions in different module B values vary in the range of 6-7 minutes for low and high modulus solutions in the presence of lithium. For modules 1.49 and 1.8, a maximum of 10 minutes of induction times were obtained.