Termik santral ve metalurjik tesis artıklarından yapay zeolit ve geopolimer malzemelerin eldesi
Production of synthetic zeolite and geopolymer materials from the tailings derived from thermal power plants and metallurgical plants
Yazar: SONER TOP
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN VAPUR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE TAYKURT DADAY
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Atık beton = Waste concrete ; Jeosentetik malzemeler = Geosynthetical materials ; Karışık malzeme = Mixed material ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Kompozit polimerler = Composite polymers ; Polimer beton = Polymer concrete ; Yüksek dayanımlı beton = High strength concrete

Özet:
Bu çalışma termik santral ve metalurjik tesis artıklarından yapay zeolit ve geopolimer malzemelerin üretim olanaklarının araştırılması şeklinde 2 bölümden oluşmaktadır. 
Geopolimer yapı malzemelerinin üretiminde bazik aktivatör olarak sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum metasilikat (Na2SiO3) kullanılmıştır. Yates test tekniği ve Box Behnken deney dizaynı etkin parametreleri belirlemek için uygulanmıştır. Bazik ve asidik pomzalar ile kalsine perlit agregalar kullanılarak 11,69 ila 51,87 MPa tek eksenli basınç dayanımlarına sahip hafif (1263-1792 kg/m3) geopolimer betonlar elde edilebilmiştir. Ark fırın ve ferrokrom cürufları agrega olarak kullanıldığında daha yüksek dayanımlarda daha çok agrega içeren daha yüksek dayanım ve ağırlıklarda geopolimer betonlar elde edilmiştir. Beton örneklerin nokta yük dayanımları da belirlenmiştir. 28. günde beton örneklerin su emme, sonik hız ve Mohs sertlik değerleri saptanmıştır.
Zeolit sentezi deneylerinde NaOH kullanılmıştır. Uçucu küllerden hidrotermal bazik liç işlemi ile yüksek katyon değiştirme kapasitesine (KDK) sahip Gismondin grubu zeolitler (zeolit Na-P1, Gismondin ve Garronit) elde edilirken, bazik füzyon tekniği uygulandığında Na-LSX ve Ca-Filipsit türü zeolitler üretilebilmiştir. Liç işlemi öncesi yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırma işlemi uygulanmış ve manyetik olmayan fraksiyon zeolit sentezlenmek üzere kullanılmıştır. Zeolitler XRD, XRF, SEM, EDS, DTA-TGA-DSC, M-H ve FTIR teknikleri kullanılarak karakterize edilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır.

Abstract:
This study consists of 2 chapters to investigate the production possibilities of artificial zeolite and geopolymer materials from the thermal power plant and metallurgical plant tailings. 
Sodium hydroxide (NaOH) and sodium metasilicate (Na2SiO3) were used as basic activators in the production of geopolymer building materials. Yates and Box Behnken test design were used to determine the effective parameters. Using basic/acidic pumice and calcined perlite aggregates, lightweight (1263-1792 kg/m3) geopolymer concretes with uniaxial compressive strengths of 11,69 to 51,87 MPa could be obtained. Much more aggregate containing geopolymer concretes with higher strengths and weights were obtained when arc furnace and ferrochrome slag aggregates were used. In addition, point load strengths were determined. Water absorption, sonic velocity and Mohs hardness values of specimens were determined on the 28th day.
NaOH was used in the zeolite synthesis experiments. Gismondine group zeolites (zeolite Na-P1, Gismondine and Garronite) with high cation exchange capacity (CEC) were obtained by hydrothermal alkali leaching. Na-LSX and Ca-Filipsite type zeolites were produced by basic fusion technique. Before the alkali leaching process, high intensity magnetic separation was applied and the non-magnetic materials were used to synthesize the zeolites. Zeolites were characterized and interpreted using XRD, XRF, SEM, EDS, DTA-TGA-DSC, M-H and FTIR techniques.