Bor atıklarının seramik endüstrisinde değerlendirilmesi
Evaluation of boron wastes in ceramic industry
Yazar: YİĞİT KURTTEPELİ
Danışman: DOÇ. DR. MUHLİS NEZİHİ SARIDEDE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Günümüzde gerek cevher üretiminde, gerek ileri teknoloji bor üretimleri esnasında yüksek miktarda bor (B2O3) içeren atıklar açığa çıkmaktadır. Bu atıkların sadece dolgu malzemesi veya demir çelik sektöründe flakslaştırıcı olarak kullanılması, bu atıkların diğer sektörel uygulamalara veya endüstrilere adaptasyonunu cazip kılmaktadır.Bu çalışmada Kırka Tesisi'nden edinilmiş olan gölet atığının, sektörel olarak kullanılan kil karışımı ile bellirlenmiş olan miktarlarda (%5, %10, %20 ve %30 olacak şekilde), kil karışımına ilave edilerek mekanik ve fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada kil ve gölet atığının DTA analizi ve XRD analizleri ışığında, seçilmiş olan 800°C ve 900°C'de pişirilmesi, mekanik özelliklerin tayin edilebilmesi için ise üç noktadan eğme ve bulk yoğunluklarının ölçümü ile süren deneyler, taramalı mikroskop görüntüleri ve optik mikroskop görüntüleri ile yorumlanmış ve sonuçlandırılmıştır.Pişirme işlemleri ve mekanik özelliklerin tespit edilmesi için yapılan deneyler neticesinde, en uygun kompozisyonun %20 gölet atığı ilavesi ile sağlanımış olduğu görülmüştür. 800°C ve 900°C'de pişirilmiş olan numuneler içerisinde, %20 gölet atığı ilave edilmiş olan kompozisyon sırasıyla 5.47 Mpa ve 3.88 Mpa ile en yüksek mukavemet değerlerine sahip olmuştur. Ancak incelenen mikroyapılar neticesinde daha yüksek bir sinterleme sıcaklığında çalışılabileceği tespit edilmiştir. Öyle ki 800°C ve 900°C'de gerçekleşmiş pişirme işlemleri sıvı faz sinterlemesini başlatmış ama sonuçlandıramamıştır. O halde %20 atık ilave edilmiş kompozisyonun 900°C'nin biraz üzerindeki bir sıcaklıkta sinterlenmesi, yoğunluk ve mukavemet sonuçlarını iyileştirecektir. Bu durumda böylesine bir atığın deneye konu olan sektörde kullanılması uygun sonuçlar ortaya koyacaktır.

Abstract:
Today?s highly demanded production of boron or its technological applications result with intense amount of boron wastes. Usage of these wastes neither in steel industry nor in general road material manufacturing processes do not fit regulary. At that point the intense value of this highly valued waste should be estimate in a useful industry, such as Ceramic industry.In this study, the necessary boron waste is collected from Kırka Boron Factory. The necessary waste is integrated in clay mixture such as %5, %10, %20 and %30 rates. With this study, experiments are carried out in two main steps. First step includes, obtaining of chemical compositions of boron waste and clay mixture. At the same time differential thermal analysis and X-ray diffraction experiments carried out for determine the path of sintering processes. Two sintering temperatures have applied to the compositions such as 800°C and 900°C respectively. After sintering processes, 3 point bending tests and bulk density tests have made to determine the effective composition. Plus scaning electron microscope and optical microscope microstructures studied to obtain the main structure characteristics.As result %20 integrated of clay mixture rightened the optimal mechanical and physical values. After 800°C and 900°C sintered specimens strength value have determined as 5,47 Mpa and 3,88 Mpa respectively. But as a result of scaning electron microscope and optical microscope inspections showed the fluid phase sintering starded in such ares of the structure. But the transformation of the glassy phase didn?t finish yet. Such result showed us to use % 20 waste mixture at an higher sintering temperature such as above 900 °C. Thus results have pointed out that the true effect of boron waste for ceramic clay mixture.