Baca tozlarının karakterizasyonu ve tekrar kullanılabilirliği
Characterization and reusability of flue dusts
Yazar: MEHMET YALÇINKAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ZEKİ AYDIN
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Demir çelik endüstrisinden çıkan baca tozlarının kristal yapılarının ve kimyasal yapılarının karakterize edilmesi, ayrıca tekrar nerelerde kullanılabileceğinin araştırılması, katma değere dönüştürülmesi, atık olmasından daha çok kullanılabilecek bir hammadde veya katkı maddesi olarak değerlendirilmesi çevre ve ekonomi açısından önemlidir.  
Entegre İskenderun Demir Çelik Fabrikası' nın farklı tesislerindeki bacalarda gaz arıtımı yapılan 6 bölgeden, 5 ay ara ile 2 adet baca tozu örnekleri alınarak laboratuvar numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan örneklerin kimyasal analizleri ile kristal yapı analizleri yapılmış ve morfolojik yapıları incelenmiştir. Bu çalışmadaki analizler İskenderun Demir Çelik Fabrikası' ndaki laboratuvarlarda ve Mustafa Kemal Üniversitesi laboratuvarlarında yapılmıştır. İskenderun Demir Çelik Fabrikası genel kimya laboratuvarında yapılan analizlerde öncelikle baca tozu numuneleri kral suyunda çözülmüş, ardından ICP cihazında T.Fe (toplam demir), SiO₂, CaO, Al₂O₃, TiO₂, Mn, MgO, Na2O, K2O, As, Cr, Cu, Ni, P, Zn içeriklerine bakılmıştır. Ayrıca spektral analiz laboratuvarında baca tozları pelet haline getirildikten sonra XRF cihazında yine aynı içeriklerin analizleri yapılmıştır. Ayrıca Leco Karbon Kükürt Cihazında C ve S miktarlarına ve kül fırınında da LOI (Kızdırma Kaybı) değerlerine bakılmıştır. Üniversitemiz MARGEM bünyesinde bulunan XRD cihazı ile de baca tozlarının bir mineral yapıya uyup uymadığına bakılması için kristal yapıları analiz edilmiştir.
Baca tozu örneklerine baktığımızda % 6,56  ile 42,1 aralığında Fe,  % 4,49 ile 7,99 aralığında SiO2, % 0,98 ile 29,1 aralığında % CaO, % 1,56 ile 2,45 aralığında Al2O3, % 0,05 ile 0,30 aralığında TiO₂, % 0,03 ile 5,74  aralığında Mn, % 0,16 ile 18,9 aralığında MgO, % 0,07 ile 5,07 aralığında Na2O, % 0,12 ile 7,64 aralığında K2O, % 0,005 ile  0,012 aralığında As, % 0,001 ile 0,017  aralığında Cr, % 0,001 ile 0,108  aralığında Cu, % 0,01 ile 0,042 aralığında Ni, % 0,022 ile 0,098  aralığında P, % 0,023 ile 18,66  aralığında Zn, % 2,58 ile 45,8 aralığında C, % 0,3 ile 2,56 aralığında S içerdiği görülmüştür.

Abstract:
As well as the characterization of chemical composition and crystal structure of the flue dust from iron and steel industry, where the scientific research could be used again, the transformation of value-added, evaluation as a raw material or additive can be used much more than the waste is important for both the environment and economy.
In the integrated Iskenderun Iron and Steel Factory, laboratory samples were prepared by taking samples of 2 chimney dusts from 6 regions where gas treatment was carried out at different facilities in the 5 month time interval. In this context, flue dust samples were taken at different time frames, laboratory samples were prepared taking from gas treatment (scrubber) unit. Chemical analysis and crystal structure analysis of prepared samples was done, morphological structures are investigated. The analyzes in this study were carried out in the laboratories of İskenderun Iron and Steel Factory and Mustafa Kemal University laboratories. In analyzes made in the general chemistry laboratory of İskenderun Iron and Steel Factory, firstly the flue dust samples were dissolved in the aqua regia, then the T.Fe (total iron), SiO₂, CaO, Al₂O₃, TiO₂, Mn, MgO, Na2O, K2O, As, Cr, Cu, Ni, P, Zn contents were checked in the ICP device. Moreover, after the flue dust samples were pelletized in the spectral analysis laboratory, the same contents were analyzed in the XRF device. Furthermore looked amount of C and S at the Leco Carbon sulfur appliance. In addition, loss on Ignition was examined in a muffule furnace.  The crystal structures of the flue dust was analyzed by XRD device in laboratory of university to control whether they compatibility a mineral structure.
When we analyze the flue dust sample it was found to contain between the range of 6.56 % and  42.1 % Fe,  between the range of  4,49 % and 7,99 % SiO2, between the range of  29,1 % and 0,98 % CaO, between the range of  1,56 % and 2,45 % Al₂O₃, between the range of  0,05 %  and 0,30 % TiO₂, between the range of  5,74 % and 0,03 % Mn, between the range of  18,9 % and 0,16 % MgO, between the range of  5,07 % and 0,07 % Na2O,  between the range of  7,64 % and 0,12 % K2O, between the range of  0,012 % and 0,005 % As, between the range of  0,017 % and 0,001 % Cr, between the range of  0,108 % and 0,001 % Cu, between the range of  0,042 % and 0,01 % Ni, between the range of  0,098 % and 0,022 % P, between the range of  18,66 % and 0,023 %  Zn.