Tufal ve düşük tenörlü hematit cevherlerinden sünger demir üretiminde redükleyici olarak soma bölgesi linyit kömürünün kullanılması
Using soma region lignite coal as reducer in production sponge iron from scale and low-grade hematite ores
Yazar: FIRAT ELİBOL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA BOYRAZLI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hematit = Hematite ; Linyit kömürü = Lignite coal ; Manisa-Soma = Manisa-Soma ; Sünger demir = Sponge iron ; Öğütme = Grinding

Özet:
Bu çalışmada, yerli hammaddeler kullanılarak demir oksitlerin redüksiyonu incelenmiştir. Bu amaçla, %25 tufal, %75 hematit ve toplam malzemenin %40'ı kadar linyit ilave edilerek hazırlanan harmanın mekanik aktivasyon işlemi uygulanmadan hazırlanan peletlerin farklı sıcaklıklarda süreye bağlı olarak yapılan hesaplamada reaksiyonların aktivasyon enerjisinin, ürün tabakasından difüzyon yolu ile kontrol edilmesi durumunda 75,43 kJ/mol olduğu, reaksiyon yüzeyde kimyasal reaksiyon ile kontrol edilmesi durumunda ise 64,10 kJ/mol olduğu anlaşılmıştır. %40 linyit miktarı sabit tutularak karışıma yine %25, 50 ve %75 oranında tufal ilavesi yapılmış ve 60 dakika yüksek enerjili bir değirmende peletleme öncesi öğütme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerde, sıcaklık, 800, 900 ve 1000oC olarak seçilmiş süre ise 5, 10, 15, 30, 60 ve 120 dakika
olarak belirlenmiştir. Yapılan tüm redüksiyon deneylerinde vüstit ilavesi artarken, redüksiyon derecesinde bir düşüş olduğu görülmüştür. Deneysel çalışmalarda en yüksek redüksiyon derecesi %25 tufal, %75 hematit ve toplam miktarın %40'ı kadar ilave edilen redükleyicinin (linyit) 60 dakika süre ile yüksek enerjili bir değirmende öğütüldükten sonra hazırlanan peletlerin 1000oC sıcaklıkta 120 dakika redüksiyona tabi tutulmaları sonucu %98,25 olarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sünger Demir, Linyit Kömürü, Soma Bölgesi, Hadde Tufali, Hematit, Mekanik Öğütme

Abstract:
In this study, the reduction of iron oxides using domestic raw materials was investigated. For this purpose, in the calculation made depending on the time at different temperatures of the pellets prepared without applying the mechanical activation process of the blend prepared by adding 25% scale, 75% hematite and 40% lignite of the total material, it has understood that if the activation energy of the reactions is controlled by diffusion from the product layer the activation energy is 73.46 kJ/mol and if the reaction is controlled by chemical reaction on the surface it is 64.10 kJ/mol. By keeping the 40% lignite content constant, 25%, 50% and 75% scale was added to the mixture, and grinding was carried out in a high-energy mill for 60 minutes before pelletizing. In these experiments, the temperature was chosen as 800, 900 and 1000°C, and the time was determined as 5, 10, 15, 30, 60 and 120 minutes. In all reduction experiments, it was observed that while the addition of wustite increased, there was a decrease in the degree of reduction. In experimental studies, the highest reduction degree is 25% scale, 75% hematite and 40% of the total amount of reducer (lignite) is grinded in a high energy mill for 60 minutes, and then the pellets are reduced at 1000°C for 120 minutes it was obtained as %98,25.

Keywords: Sponge Iron, Lignite Coal, Soma Region, Rolling Scale, Hematite, Mechanical Grinding