Yüksek silis içerikli malzemelerden teknik cam üretiminin araştırılması
Investigation of technical glass production from high silica content materials
Yazar: SELAHATTİN VOLKAN
Danışman: PROF. DR. ÖZEN KILIÇ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, cam üretimi için yeni hammadde kaynakları kullanmak yerine, hammadde üretim tesislerinin prosesleri sonucu oluşan ve cam üretiminde kullanılmaya uygun olmayan ikinci kalite kumtaşlarından, cam üretimi için alternatif hammadde kaynakları elde edilip edilemeyeceği incelenmiştir. Çalışma, SiO2'ce zengin olan Camiş Madencilik A.Ş. prosesleri sonucu oluşan ikinci kalite kumtaşları ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma başlangıcında kullanılan hammaddelerin Mastersizer 2000 ile fiziksel, XRF ile kimyasal ve XRD ile de mineralojik incelemeleri yapılmıştır. Tespit edilen özelliklere göre zenginleştirme olanakları incelenmiş; farklı tane boyutu öğütmeleri, farklı liç konsantasyonları ve farklı ısıl işlem çalışmaları gerçekleştirilerek, en yüksek SiO2 kazanımının elde edildiği deney optimizasyonu seti uygulanmıştır. Yüksek içerikli SiO2 içeren ürünlerin SEM yardımıyla tane boyutları, XRF ile kimyasal özellikleri ve DTA ile de ısıl özellikleri belirlenmiştir. Yapılan çalışmada Fe çözünme verimi %99,7 civarında tespit edilmiş olup SiO2 içeriği %99,9 seviyesine getirilmiştir. Çalışmalar sonucu kuvarsitin kristal yapıdan amorf yapıya dönüştüğü ve tane boyutunun nano seviyeye düştüğü görülmüştür. Yapılan bu tespitler ile alternatif düşük sıcaklıklarda cam tablet oluşturma çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen cam tabletlerin, alternatif endüstriyel cam tabletler ile kimyasal ve teknik özellikleri karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucuna göre; nano yapılı amorf SiO2 karakterli hammaddelerin camlaşma özelliği gösterdiği ve yüksek teknoloji camların üretiminde kullanılabilir, alternatif bir hammadde kaynağı olabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, instead of using new raw material sources for glass production, it was investigated whether alternative raw material sources for glass production can be obtained from second quality sandstones that are formed as a result of the processes of raw material production facilities and are not suitable for use in glass production. The study was carried out with non glass quality sandstones formed as a result of the processes of Camiş Madencilik A.Ş., which are rich in SiO2. At the beginning of the study, the raw materials were examined physically with Mastersizer 2000, chemically with XRF and mineralogically with XRD. According to the determined properties, beneficiation possibilities were examined; different grain size grinding, different leaching concentrations and different heat treatment studies were carried out and the set of experimental optimization was applied to obtain the highest SiO2 recovery. The grain sizes of the products containing high SiO2 content were determined by SEM, chemical properties by XRF and thermal properties by DTA. In the study, Fe dissolution efficiency was determined around 99.7% and SiO2 content was brought to 99.9%. As a result of the studies, it was observed that quartzite transformed from crystalline to amorphous structure and the grain size decreased to nano level. With these determinations, glass tablet formation studies were carried out at alternative low temperatures. The chemical and technical properties of the obtained glass tablets were compared with alternative industrial glass tablets. According to the results of the study; nano-structured amorphous SiO2 characterized raw material