Demir-çelik endüstrisi yüksek fırın çamurundaki karbonun flotasyon yöntemiyle geri kazanımının araştırılması
Investigation of the recovery of carbon in iron and steel industry blast furnace sludge by flotation method
Yazar: İREM BOY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİZAMETTİN ÖZDOĞAN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık yönetimi = Waste management ; Demir çelik endüstrisi = Iron steel industry ; Flotasyon = Flotation ; Karbon = Carbon ; Yüksek fırın cürufları = Blast furnace slags

Özet:
Yüksek fırınlarda demir cevheri karbon ile indirgenmektedir. İşlem sırasında çıkan tozlar gaz yıkama sisteminde tutulmakta, çöktürme havuzlarında toplanan tozlar ise "yüksek fırın çamuru" olarak adlandırılmaktadır. Üretim proseslerinin doğal çıktısı olan yüksek fırın çamurları, içerdikleri yüksek kükürt ve çinko nedeni ile mevcut durumda entegre demir çelik proseslerinde değerlendirilememektedir. % 0,1-0,5 düzeyindeki kükürt içeriği nedeniyle çelik üretimde kullanılamazken, %1 üzerinde çinko içeriği nedeniyle de sinter veya yüksek fırın proseslerinde kullanımı sınırlanmaktadır. Yüksek fırın çamurundaki yüksek karbon içeriğinden faydalanmanın yolu, safsızlıklarından arıtılarak çamurun boyutlandırılmasıdır. Bu tez çalışması kapsamında, yüksek fırın çamurunda yaklaşık %18-23 oranında bulunan karbon değerlerinin geri kazanılması için flotasyon deneyleri yapılmıştır. Karbonun elementel analizi LECO CHN 628 cihazıyla, karbonun sahip olduğu yüzey morfolojisinin ve elementel kompozisyonun belirlenmesi de, taramalı elektron mikroskobu (TEM) ile tayin edilmiştir. Çalışmada, flotasyon verimliliğini etkileyen gazyağı miktarı, devir hızı, köpürtücü, flotasyon ve katı-sıvı oranı gibi deneysel parametrelerin optimizasyonları yapılmıştır. Yapılan optimizasyonlar sonucunda en uygun flotasyon koşullarında karbon için ortalama karbon verimi % 84-100 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, laboratuvar ölçekli yapılan flotasyon prosesinde elde edilen karbonca zengin ürünlerin uygun proseslerde girdi malzemesi olarak kullanılabilirliğinin gösterilmesi hedeflenmiştir.

Abstract:
In blast furnaces, iron ore is reduced with carbon. The dust that comes out during the process is kept in the gas washing system, and the dust collected in the settling basins are called "blast furnace sludge". Blast furnace sludge, which is the natural output of production processes, cannot be evaluated in integrated iron and steel processes due to the high sulfur and zinc they contain. While it cannot be used in steel production due to its sulfur content of 0.1-0.5%, its use in sinter or blast furnace processes is limited due to its zinc content above 1%. The way to take advantage of the high carbon content in blast furnace sludge is to size the sludge by removing impurities. Within the scope of this thesis, flotation experiments were carried out to recover the carbon values of approximately 18-23% in the blast furnace sludge. Elemental analysis of carbon The determination of the surface morphology and elemental composition of carbon with the LECO CHN 628 device was also determined by scanning electron microscopy (SEM). In this study, optimizations of experimental parameters such as gas oil amount, turnover rate, foaming agent, flotation and solid-liquid ratio, which affect the flotation efficiency, were made. as a result of the optimizations, the average carbon yield for carbon was calculated as 84-100% under the most suitable flotation conditions. As the output of the study, it is aimed to show the usability of carbon-rich products obtained as a result of the laboratory-scale flotation process as input material in suitable processes