Dökümhanelerden kaynaklanan atıkların uygun geri kazanım
tekrar kullanım ve bertaraf yöntemlerinin incelenmesi / Investigation of appropriate recovery / reuse and disposal methods of wastes generated from foundries
Yazar: HATİCE MERVE BAŞAR
Danışman: PROF. DR. NURAN DEVECİ AKSOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Atık bertaraf yöntemleri = Waste disposal methods ; Atık değerlendirme = Waste evaluation ; Döküm kumu = Core sand ; Hazır beton = Ready-mixed concrete

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Marmara Bölgesi'ndeki bir dökümhane tesisinde, döküm sırasında yüksek miktarlarda ortaya çıkan ve düzenli depolama ile bertaraf edilen atık döküm kumunun (ADK) uygun geri kazanım/tekrar kullanım/bertaraf yöntemlerinin belirlenmesi, sonuçların sanayide uygulamaya aktarılabilirliğinin araştırılması ve her bir uygulama için ekonomik analizin yapılmasıdır. Öncelikle, ADK'nın fiziksel, kimyasal, geometrik, morfolojik ve sızma özellikleri ortaya konulmuş ve sonuçlar Çevre Mevzuatı Yönetmelikleri ve Türk Standartları ile karşılaştırılmıştır. ADK'nın kalıp kumu yapımında tekrar kullanımına yönelik yürütülen çalışmalarda, ADK özellikleri kalıp kumu ile kıyaslanmış ve ADK'nın dökümhanelerde geri dönüşüm/tekrar kullanıma uygunluğu irdelenmiştir. Döküm kumlarının belli bir çevrim sonucu fiziksel-kimyasal-mekanik olarak bozulması nedeniyle döküm işleminde daha fazla kullanılamayacak hale geldiği ve dökümhaneden uzaklaştırılması gerektiği tespit edilmiştir. ADK'dan olası kirleticilerin uzaklaştırılması ve bu sayede düzenli depolama bertaraf maliyetlerinin düşürülmesi kapsamındaki laboratuar ölçekli çalışmalarda çeşitli ön işlem prosesleri (yakma, yıkama, solidifikasyon/stabilizasyon (S/S)) incelenmiş, S/S prosesinin teknik, çevresel ve mali açıdan en uygun yöntem olduğu saptanmıştır. ADK'nın hazır beton imalatında kullanılabilirliğini araştırmak amacıyla pilot ölçekli S/S çalışmaları yürütülmüş ve silika kumu farklı oranlarda ADK ile ikame edilerek çeşitli karışımlar hazırlanmıştır. Hazır beton üretiminde ikame oranı %20'yi geçmediği sürece ince agrega yerine ADK kullanımının mekanik, çevresel ve mikro-yapısal açıdan olumsuz bir etkiye sebep olmadığı saptanmıştır.

Abstract:
The aim of this study was to determine appropriate recovery/reuse/disposal methods of waste foundry sand (WFS) arising at high amounts in casting and disposed at landfills in a foundry facility in Marmara Region, to transfer the results into industrial applications and to carry out the economic analysis for each application. Firstly, physical, chemical, geometrical, morphological and leaching properties of WFS were investigated and the results were compared with Environmental Regulations and Turkish Standards. In the scope of studies performed for reuse of WFS in the preparation of molding sand, properties of molding sand and WFS were compared and the appropriateness of recycle/reuse of WFS in foundries were considered. It was observed that molding sand can no longer be reused in casting process after certain cycle due to physical-chemical-mechanical decomposition of sand and should be removed from foundry. In laboratory-scale experiments for the removal of potential contaminants in WFS and thus, for the reduction of disposal cost, various pre-treatment processes (combustion, washing, solidification/stabilization (S/S)) were investigated, and it was determined that S/S was the most suitable method in terms of technical, environmental and economical aspects. Pilot-scale S/S experiments were performed for the assessment of reusability of WFS in the production of ready-mixed concrete (RMC) and various mixtures were prepared by replacing silica sand with different proportions of WFS. It was found that utilization of WFS in RMC production as partial replacement of fine aggregates caused no adverse mechanical, environmental and micro-structural impacts as long as partial replacement does not exceed 20%.