Zeolite Synthesis by Alkali Fusion Method Using Two Different Fly Ashes Derived From Turkish Thermal Power Plants

Abstract

In this study, Faujasite (Na-LSX) (3.5(Ca 0.3 )3.5(Na 0.6 )3.5(Mg 0.1 )Al 7 Si 17 O 48 •32(H 2 O)) type zeolites and Ca-Filipsite (CaK 0.6 Na 0.4 Si 5.2 Al 2.8 O 16 •6(H 2 O)) type zeolites were produced from Sugözü Thermal Power Plant and Çatalağzı Thermal Power Plant fly ashes by alkali fusion method followed by water leaching, respectively. In these methods, fly ashes and sodium hydroxide (NaOH) were mixed in certain proportions and sintered at 600 °C in ash furnace. Then, zeolites were obtained from the ground materials after water leaching and solid/liquid separation, respectively. Cation Exchange Capacity (CEC), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Fluorescence (XRF) and Atomic Absorption Spectrometer (AAS) analyses were used to characterize the synthesized zeolites. The zeolites synthesized with Sugözü fly ashes in a ratio of 1:2 had 136.93 meq/100 g CEC, whereas the CEC of synthesized zeolite from Çatalağzı fly ashes was found to be 247.88 meq/100 g. As a result, zeolites, which can be used as wastewater treatment agent, energy storage material, catalyst and separator, were synthesized by using 2 different Class F fly ash. ÖZBu çalışmada, Sugözü termik santrali uçucu küllerinden sonrasında su liçi ile desteklenen bazik füzyon tekniği kullanılarak fojasit (Na-LSX) (3.5(Ca 0.3 )3.5(Na 0.6 )3.5(Mg 0.1 )Al 7 Si 17 O 48 •32(H 2 O)) türü, Çatalağzı uçucu küllerinden ise aynı tekniği kullanarak Ca-Filipsit (CaK 0.6 Na 0.4 Si 5.2 Al 2.8 O 16 •6(H 2 O))türü zeolitler sentezlenmiştir. Bu yöntemlerde öncelikle yüksek sıcaklıkta kül fırınında uçucu küller ve sodyum hidroksit (NaOH) belirli oranlarda karıştırılarak 600 °C'de sinterlenmiş sonrasında öğütülen malzemelerden saf suda liç işlemi ile zeolitler elde edilmiştir. Katyon Değiştirme Kapasitesi (KDK), X-Işını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-Işını Fluoresans (XRF) ve Atomik Adsorpsiyon Spektrometresi (AAS) analizleri ile sentezlenen zeolitler karakterize edilmiştir. Sugözü uçucu külleri ile (1:2 oranda) sentezlenen zeolitler 136,93 meq/100 g KDK'ne sahipken aynı oranda Çatalağzı uçucu külleri ile sentezlenen zeolitlerin 247,88 meq/100 g KDK'ne sahip oldukları belirlenmiştir. Sonuç olarak F sınıfı 2 ayrı uçucu kül kullanarak atıksu arıtıcı, enerji depolayıcı, katalist ve separator olarak kullanılabilecek zeolitler sentezlenmiştir.