Kamaralı ve döner fırınlarda siyah seramik pigment üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of black ceramic pigment in box and rotary type furnaces
Yazar: BELGİN TANIŞAN
Danışman: PROF. DR. SERVET TURAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu çalışmada, endüstriyel ürünler ve doğal hammaddeler kullanılarak porselen karo (granit) bünyeler için siyah pigment üretimi ve üretilen pigmentlerin karakterizasyonu amaçlanmıştır. Hematit ve metalik ferrokrom kullanılarak farklı kalsinasyon prosesleri ve mineralleştirici ilavesi ile üretilen Fe-Cr siyah pigmentlerin renk özelliklerinin ticari pigmentlerin özelliklerine oldukça benzer olduğu ve ticari pigmentlere göre daha düşük maliyetlerde üretilebileceği bulunmuştur. Hematit ile birlikte doğal kromit cevherleri krom kaynağı olarak kullanılmış ve hazırlanan pigment kompozisyonlarına bağlı olarak sarı-kahverengiden, kahve-siyaha değişen renk tonları elde edilmiştir. Kromit ile üretilen pigmentlerde MgO içeriği nedeniyle siyah renk elde edilememiştir. Bu pigmentler, ticari siyah pigment ile birlikte bünye renklendirilmesinde kullanıldığında, ticari pigmentlerin kendi başlarına kullanımlarına göre çok daha ucuz siyah bünye renklenmesi sağlanmıştır. Açık literatürde ilk defa, hematit ve mangan içeren doğal hammadde ile, Fe-Cr siyah pigmentlere alternatif ve daha ucuz Fe-Mn siyah pigmentleri üretilmiştir. Ayrıca, Fe-Cr kompozisyonunda hazırlanan karışımlar döner fırında kalsine edilerek, döner fırın kalsinasyonunun kamara fırınlara göre etkisi araştırılmıştır. Döner fırın kalsinasyonunun metalik hammaddeler için beklenen düzeyde kalsinasyon sağlayamadığı ancak, oksit hammaddeler için statik kalsinasyon gibi etkili olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Doğal hammaddeler, Siyah pigmentler, Döner fırın, Katı-hal reaksiyonları, Renk özellikleri.

Abstract:
In this study, production and characterisation of black pigments from industrial and natural raw materials for colouring porcelain tile bodies were studied. It was found that Fe-Cr black pigments with similar colours to commercial Fe-Cr black pigments can be produced at a reduced cost from hematite and metallic ferrochrome by appropriate calcination processes and by using mineralisers. When chromite is used as the chromium source with hematite, pigments were varied in colour from brown with yellow hue to black with brown hue. MgO present in chromite prevented a strong black colour to be attained in the pigments. When these pigments are used in combination with the commercial black pigments, substantial cost savings can be realised on procelain body colouration. Additionally, it was observed the first time in the open literature that incorporation of a small amount of hematite into a natural manganese containing raw material resulted in a fairly reasonable black coloured pigment at a substantially reduced cost and this pigment could be an alternative to Fe-Cr black pigments in various tile designs. Calcination behaviour of Fe-Cr compositions in a laboratory rotary furnace was also studied and results are compared with static calcinations. It was found that rotary calcination is not so effective for ferrochrome containing compositions while it gave similar results to static calcination when oxide raw materials are used.Keywords: Natural raw materials, Black pigments, Rotary furnace, Solid-stade reactions, Colour properties.