Seramik endüstrisi atıksularından elde edilen kekin seramik bünyelerinde kullanımı
Utilization of cake obtained from waste water in ceramic bodies
Yazar: SEZGİ IŞIK
Danışman: PROF. DR. DUYGU KAVAK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Endüstriyel seramik = Industrial ceramics ; Katı atıklar = Solid wastes ; Seramik çamuru = Ceramic sludge

Özet:
Seramik üretim hacminin günden güne arttığı Türk Seramik sektöründe, artan hammadde ve enerji tüketimi sebebiyle nihai ürün maliyetleri artmaktadır. Doğal kaynaklardan kil-kaolin ve feldspat hammaddelerinin kullanıldığı seramik bünyelerindeki hammadde tüketimlerinin artması nedeniyle, önümüzdeki yıllarda nitelikli hammadde temininde çeşitli zorlukların yaşanabileceği öngörülmektedir. Aynı zamanda sektörde karo üretimi yapan ve üretim hacmini artıran firmaların yaşadığı sorunlardan biri de atık suların geri dönüşüm prosesinde elde edilen kek atıkların stok alanlarında geniş alan kaplamasıdır. Bu kek atıklar taşıma maliyetleri nedeniyle başka sektörlere hammadde olarak verilememektedir. 

Bu tez çalışmasında, seramik üretim proseslerinden sırlama ve hazırlama departmanı atık sularından elde edilen endüstriyel kek FPA-1'in ve polisaj-kesim hatlarının atık sularından elde edilen polisaj kek FPA-2'nin, seramik karo bünye reçetelerinde kullanımının araştırılması yapılarak, bünye reçetelerinde bulunan karışım kil reçetelerinin içerisine girilerek kullanımı amaçlanmıştır. 

Karışım kil reçetelerinde FPA-1 ve FPA-2 atıklarının % oran denemeleri ile girilmesi sonucu fiziksel test sonuçlarına göre uygun görülen karışım kil reçete bileşiminin, duvar karosu ve yer karosu/sırlı porselen bünye reçetesinde hammadde taramaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda fiziksel (%pişme küçülme, %su emme ve renk değerleri), kimyasal (XRD, XRF ve % ateş zayiatı) ve mekanik (kuru mukavemet, pişme mukavemeti) özellikleri analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, duvar karosu bünye reçetesine ve yer karosu-sırlı porselen reçetesine %5,6 oranında atık kullanımı sağlanmıştır. %5,6 atık bulunan bünye reçetelerinin işletme denemeleri olumlu sonuçlanarak, 28.576,8 ton/yıl atık su tesislerinden gelen geri dönüştürülmüş atığın kullanımı ile sürdürülebilirlik adına önemli adımlar atılmıştır. Karışım kil reçetesinde %10 maliyet avantajı sağlanırken, hammadde maliyetleri düşünüldüğünde kullanılan atık ile yaklaşık olarak 2.857.600,0 Tl/yıl hammadde alımının önüne geçilebileceği hesaplanmıştır.

Abstract:
In the Turkish Ceramics industry, where the ceramic production volume is increasing day by day, the final product costs are increasing due to the increasing raw material and energy consumption. Due to the increase in raw material consumption in ceramic bodies in which clay-kaolin and feldspar raw materials from natural sources are used, it is predicted that various difficulties will be experienced in the supply of qualified raw materials in the coming years. At the same time, one of the problems faced by the companies that produce tiles in the sector and increase their production volume is the large area in the stock areas of the cake wastes obtained in the waste water recycling process. These cake wastes cannot be given to other sectors as raw materials due to transportation costs.

In this thesis, the use of industrial cake FPA-1 obtained from the waste water of the glazing and preparation department from the ceramic production processes, and the polishing cake FPA-2 obtained from the waste water of the polishing-cutting lines, in ceramic tile body recipes were investigated. It is intended to be used by entering into mixture clay recipes.

As a result of entering the FPA-1 and FPA-2 wastes with % ratio tests in the mixed clay recipes, raw material scans were made in the wall tile and floor tile/glazed porcelain body recipe of the mixture clay recipe composition, which was found suitable according to the physical test results. In these studies, physical (cooking shrinkage, % water absorption and color values), chemical (XRD, XRF and % fire loss) and mechanical (dry strength, firing strength) properties were analyzed. As a result of the study, 5.6% of waste was used for wall tile body recipe and floor tile-glazed porcelain recipe. The operational trials of the body recipes with 5.6% waste resulted in positive results, and important steps were taken in terms of sustainability with the use of recycled waste from waste water facilities of 28,576.8 tons/year. While a 10% cost advantage is provided in the mixed clay recipe, it has been calculated that approximately 2,857,600,0 TL/year raw material purchase can be prevented with the waste used, considering the raw material costs.