Kütahya magnezit cevherlerinin kalsinasyon davranışı
The Calcination behavior of Kütahya magnesite ores
- Tez No: 104053
- Danışmanlar: DOÇ. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
KÜTAHYA MAGNEZÎT CEVHERLERİNİN KALSİNASYON DAVRANIŞI ÖZET Magnezit; formülü MgCO? olup, teorik olarak büeşirninde % 52,3 CO2, % 47,7 MgO ve çok az miktarda Fe2Û3 bulunan, sertliği 3,5-4,5 arasında, özgül ağırlığı 2,5-3,1 olan mineraldir. Rengi beyaz, san veya gri ve kahverengi arasında değişir. Tabiatta Kriptokristalin (j el/amorf) ve Kristalen (iri kristalli) olmak üzere iki şekilde teşekkül eder. Kireçtaşı ve dolomit' te olduğu gibi, magnezit ısıtılınca CO2 içeriğini kaybetmektedir, (dekompoze olmaktadır) 700 ile 1000 °C arasında ıstılairak kostik kalsine magnezit, 1450-1750 °C arasında yapılan ısıl işlemi ile % 0,5 CO2 ihtiva eden oldukça yoğun ve sert sinter magnezit, % 0,1' in alımda demir içeren saf magnezit elektrik finnlarmda 1700 °C nin üstünde ısıl işleme tabi tutularak çakmaktaşına benzer yoğun bir madde olan ergitilmiş magnezyum oksit (fused magnezit) elde edilir. Magnezit, refrakter sanayiinde refrakter hammaddesi olarak büyük önem taşıyan bir cevherdir. Türkiye magnezit cevherleri açısından önemli sayılabilecek rezervlere sahip bir ülkedir. Bu çalışmada Kütahya Magnezit İşletmelerinden sağlanan 4 ayrı magnezit yatağına ait magnezit ömelderinin kalsinasyon davranışları incelenmiştir. Kalsinasyonlar 500- 700 °C sıcaklık aralığında yapılmıştır. Her bir örneğin kalsinasyon aktivasyon enerjileri belirlenmiş ve özellikleri ile ilişkileri belirlenmeye çalışılmıştır. Kalsinasyon deneylerine başlamadan önce kalsinasyonu yapılan tüm örnekler 125°C etüv sıcaklığında 3 saat süreyle bekletilerek nemden anndmlrnıştır. Kalsinasyonda kullanılan örneklerin boyutları 12-16 mm aralığında seçilmiştir. Örnekler olabildiğince düzgün şekilli ve özellikle küreye yakın olmalarına dikkat gösterilmiştir. Deneysel çalışmalarda ayrıca yoğunluk ölçmek için civalı mezür ve terazi kullanılmıştır. Kırık yüzey inceleme ve görüntülemede de taramalı elektron mikroskobundan (SEM) yararlanılmıştır. Kalsinasyon işlemleri ağırlık kaybı ile izlenmiştir. Ağırlık kaybı direk olarak kalsinasyonda ayrışan CO2 olarak alınmıştır. Elde edilen bu verilerle; t sürede ayrışan CO o %a = - *- 100 (1.1) aynyrışab toplam C05 vuıstokiyometrik bağıntısı kullanılarak kalsinasyonun gerçekleşme oranlan hesaplanmıştır. Farklı 4 magnezit cevher örneklerinin kalsinasyon sürelerine göre a' nın değişimlerinden yararlanılarak ve İn-!- =k.t (1.2) \-a kinetik ifadesi gözönüne alınarak hız sabiteleri hesaplanmış ve belirlenen bu hız sabitleri ile oluşturulan Ink - - diyagramları (Arrhenius diyagramları) aan elde edilen eğimlerden, eğim = -f (1.3) K eşitliği kullamlarak 4 farklı magnezit örneğe ait aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Deneyler sonunda şu sonuçlara varılmıştır; Farklı 4 cevher yatağına ait magnezit cevherlerinin kalsinasyonlanmn aktivasyon enerjileri görece dar aralıklarda değişmektedir. Kalsinasyon aktivasyon enerjileri 140-152 kJ aralığında değişmiştir. Cevherlerin kalsinasyon aktivasyon enerjileri, görünür yoğunlukları ile artmaktadır. Kalsinasyon işlemi yapılmamış magnezit cevherleri görece olarak tabakalı tane yapısına sahiptir. Bu tabakalı tane yapısı kalsinasyon işlemi ile bozulmaktadır. Görece büyük kristal tane boyutuna sahip magnezit cevherlerinin kalsinasyon aktivasyon enerjisi daha yüksektir. Dolayısıyla, iri kristal taneli magnezitin kalsinasyonu, ince kristal tanelilere göre daha zor gerçekleşmektedir. Cevherlerin bileşimindeki SİO2 içeriği, kalsinasyon aktivasyon enerjisinin düşmesinde etkili bir faktör olabilir. Bu sonuçlar; magnezit cevherinin kalsinasyonunun aktivasyon enerjisinde, cevherin yoğunluğunun, cevherin kristal tane boyutunun ve cevherin SİO2 içeriğinin etkili olabileceğini göstermektedir. IX
Özet (Çeviri)
THE CALCINATION BEHAVIOR OF KÜTAHYA MAGNESITE ORES SUMMARY Magnesia is the predominant refractory used in steelmaking, and it is essential in the production of glass, cement, copper and nickel. It is also amused in the production of ceramics, chemicals, other non-ferrous metals and in power generation. The earliest known source of magnesia, MgO when the natural mineral magnesite, MgC03 For refractories, this mineral was sintered or fired at high temperatures with loss of CO2 to form a crystalline, stable magnesium just magnesite is widely used in the industry as synonymous with magnesia which is the more correct ambiguous name. Periclase is the naturally occuring, though rare, mineral consisting only of MgO when pure. It does not occur in commercial quantites. Periclas is widely used in the refractories industry to denote higher purity magnesias, generally from synthetic sources. Magnesite comprises the principal deposites of Austria, China, North Korea, Russia, Czechoslovakia, Spain, Brazil, Canada, U.S. A and India. Included here are the large, so-called bedded or layered and massive body deposits such as found in China, Brazil, North Korea and Austrian. The Austrian and Czechoslovakian high iron magnesites termed as breunneriteand the iron is contained within the crystal structure, can not be removed by physical benefication. Criptocrystalline MgC03 makes up the principal deposits of Greece, Turkey and Yugoslavia and some of those of India. These are vein and vein-stockwork deposits with MgC03 veins from millimeters at meters thick in serpentinite and dunite. Cremere and Gatt (1949) have calculated the decomposition temperature of magnesites to be 623 K for PCO2 = 1 arm based on a Clausius Clapeyron type equation. However, in practice such a pressure could be measured only in the temperature range of 673-973 K. Stone (1954) used a gradient of CO2 pressures starting from 1,315. 10-5 atm, absolute to 6 atm to evolve the starting temperature of endo-thermic loop. At 1,315. 10-5 atm the endothermic started approximately at 623 K; for 1 atm of C02 at 773 K and for 65,8 atm at 885 K. Kubaszdzislav (1967) have shown that the calcination in air started at 723 K and was completed at 953 K. in CO2 atmosphere it commenced at 823 K and continued till 973 K. Schwob' s (1950) results congruent with Stone' s (1954) findings and showed the dissociation to begin at 773 K and to be irreversible. The incipient evolution of CO2 for magnesites occurred at 913 K compared to 1003 K and 1179 K for dolomite and calcite respectively as reported by Esin (1949). In general that at lower temperatures (400 to 600 °C), small MgO particles with average size of one micron were formed by the decomposition of magnesite. As temperatures were increased (600 to 800 °C), tese particles grew into large secondaryaggregates showing higher porosity. At 800 °C sintering commenced, at 850 °C recrystallization began and accelerated until at 1050 °C large numbers of sharply defined cubic crystals wre produced. Although it would appear from the above explanation that the optimum temperature for calcination of magnesium carbonate could be about 700 °C. Numerous investigations on this subject have been reported in the literature. The early ones have shown that the decomposition of magnesite starts at the outside surface and proceeds toward the center. The decomposition had a parabolic relation ship with respect to particle size. The rate of phase boundary reaction determines (Kingery, 1973) the nucleation process as well as the crystal growth and the size of crystals that can be grown is limited by the particle size of material. The overall reaction rate is determined largely by the nucleation rate, which is proportional to the volume of matrix material available. Therefore, the rate of reaction as a function of time is proportional to the remaining amount of material. This thesis is applied to the 4 different samples which were provided from Kütahya Magnesite Refractory Factory. In this study, magnesite samples calcined at different temperatures (500, 550, 600, 650, 700) ensuring that the reaction did not go beyond the magnesite decoposition stage. The decomposition kinetics of magnesite has been investigated using thermal analysis. The experimental set up used in the calcination studies consists of perpendicular furnace. A bed of particles in the basket was the experimental specimen. The sample kept inside a Ni-Cr basket with a closed bottom was connected to a hook of a single pan balance by means of a Ni-Cr wire. At the experimental temperatures (500-700 °C) the known weight of sample was introduced into the reactor and maintained at a fixed temperature. The progress of the reaction was written by weight loss measurements with respect to time until there was no further loss in weight of the sample. The degree of decomposition was obtained as o, Wt. loss due to CO, removal at any instant Hnn ",. %a = 100 (1.1) Total C02 of magnesite sample From the (1.2) equation (k) value was calculated. İn- î- =k.t (1.2) Arrhenius diagrams was formed with these (k) values which was determined. From the slope of Arrhenius diagrams activation energies of 4 samples was calculated. slope =._ (13) At the end of the experiments the resuts are; The calcination activation energy of 4 different magnesite ores had been changed in a narrow values as 140-152 kj. XIThe calcination activation energy was increased with relative density. The magnesite ores which were not calcined had a layer microstructure.These microstructure were destroyed with calcination. The magnesite ores which have big crystal microstructure, had high activation energy. Therefore, the calcination of these magnesite ores occurs harder than the small crystal microstructures. The content of SİO2 could decrease calcination activation energy of ores. As a result, density, crystal microstructure and the content of SİO2 could effect the calcination activation energy of magnesite ores. Xll
Benzer Tezler
- Madencilik yatırım projelerinin hazırlanması, değerlendirilmesi ve Kümaş A.Ş.'ye ait Suludere Manyezit Ocağına uygulanması
Preparation and evalvation of mining invesment project and application to Suludere Magnezit Mine of Kümaş
REFİK YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve MadencilikDumlupınar ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İ. GÖKTAY EDİZ
- Spinel refrakterlerde proses parametrelerinin özellikler üzerindeki etkileri
The Effects of process parameters on the properties of spinel refractories
CENGİZ HAMZAÇEBİ
- Türkiye'de üretilen kastik kalsine manyezitlerinin incelenmesi ve sorel çimentosu parametrelerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
ORHAN ÖZER
- Konya çevresindeki toprakların jeokimyası
Geochemistry of the soils in the vicinity of Konya
BİLGEHAN YABGU HORASAN
Doktora
Türkçe
2014
Jeoloji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETULLAH ARIK