Demir çelik entegre tesisi atık çamurunun demir tozu geri dönüşümü ve enerji üretiminde kullanımının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of use of iron powder recycling and energy production of iron-steel integrated plant waste floor
Yazar: ÇAĞIL YAMAN KOYMATCIK
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Atık çamur = Waste sludge ; Elementel demir = Elemental iron

Özet:
Entegre demir çelik tesislerinde atıkların büyük bir miktarı değişik endüstriyel proseslerden açığa çıkmaktadır. Bu atıklar (cüruflar, çamurlar vb.) çoğunlukla değerli parçacıklardan oluşmaktadır. Bu parçacıkların geri kazanımı genellikle fiziksel ve kimyasal ayırma metotları ile mümkündür. Bu çalışmada, bir demir çelik fabrikasının atık su arıtma tesisinden çıkan atık çamur, manyetik materyallerin geri kazanılma olasılığı nedeniyle araştırılmıştır. İlk olarak çamur numuneleri, kimyasal içeriği nedeniyle XRF spektrometresine tabi tutulmuştur. XRF spektrometresi ile çamur numunesinde %30.72 manyetik içerik tespit edilmiştir. Bu sonuç, deneysel çalışmayı motive edecek derecede iyidir. Kurutulmuş çamur numunesi, parçacık boyutunun belirlenebilmesi için öğütülerek elenmiştir ve yaklaşık %66.67'sinin 50 mikrometreden daha küçük parçacık boyutuna sahip olduğu tespit edilmiştir.
 
Manyetik içeriği verimli bir şekilde elde edebilmek için, dört farklı çamur örneğine Jones tipi manyetik ayırıcılarda 17000 Gauss şiddeti uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, çamur numunesinin %69.59'unun manyetik parçacıklardan oluştuğunu ve XRF spektrometrik analizi sonucuna göre bu oranın %51.83'ünün demir içeriği olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, çamurun %36.06'sı demir bazlı bileşim, %33.53'ü demir hariç manyetik bileşim ve %30.41'i manyetik olmayan bileşimdir. Bu atığın ayrıştırılmasındaki ekonomik potansiyel yılda yaklaşık 969.292,8 $ 'dır. 750,000 $ ayırma ünitesi maliyeti ve yıllık 64,751.8 $ elektrik tüketimiyle amorti süresi(geri ödeme süresi) yaklaşık 10 ay olarak tahmin edilmiştir.

Abstract:
In integrated iron and steel plants, a large amount of waste comes out of various industrial processes. These wastes (slags, muds, etc.) are mostly composed of valuable particles. Significant amount of waste generated by force of industrial processes. Waste slag, sludge and heavy mud of the metallurgical processes most of time composed of valuable particles. Recovery of these particles are generally possible by the physical and chemical separation methods. In this study, waste mud from the waste water treatment plant of an iron and steel factory has been investigated due to the recovery possibility of the magnetic materials. Mud samples was firstly expired due to the its chemical content with an XRF spectrometric method. Due to the XRF spectrometric analyses the mud sample had 30.72 % magnetic content. This result motivated the experimental study.
 
Dried mud sample grinded and sieved to define the particulate size and it is determined that about 66.67 % of has the grain size lower than 50 µ. To gain the magnetic content efficiently, Jones type magnetic separation has been done under 17,000 Gauss on four different mud samples. Average of the gotten results showed that 69.59% of the mud sample is magnetic particles and 51.83% of this rate is iron content due to the XRF spectrometric analyses. As a result, 36.06% of the mud is the iron base, 33.53% magnetic content out of iron and 30.41% is nonmagnetic composition. Economic value of the separation of this wasted potential is about 969,292.8 $ annually. The payback period estimated approximately about 10 months, by the investment of a separation unit that costs about 750,000 $ and annual electricity consumption is 64,751.8 $.