Use of boron based binders in pelletization of iron ores
Demir cevheri peletlemesinde bor kökenli bağlayıcıların kullanılması
- Tez No: 285583
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ İHSAN AROL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Demir cevheri, manyetit, hematit, peletleme, aglomerasyon, bağlayıcı, bentonit, organik bağlayıcı, CMC, bor bileşikleri, kolemanit, Iron ore, magnetite, hematite, pelletizing, pelletization, agglomeration, binder, bentonite, organic binder, CMC, boron compounds, colemanite
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 253
Özet
Bentonit en çok tercih edilen silika bazlı bağlayıcıdır. Fakat bentonit, içerdiği yüksek SiO2 ve Al2O3 dolayısıyla safzılıktır. Demir üretim ekonomisi, bentonit veya diğer silika bazlı bağlayıcıların ilavesi ile olumsuz etkilenir. Son yıllarda, safsızlık içermeyen alternatif bağlayıcılar, bentonit kullanımı yerine veya bentonit kullanımını azaltmak üzere test edilmişlerdir. Organik bağlayıcılar ile yeterli yaş ve kuru pelet kalitesine sahip pelet üretilebildiği belirlenmiştir. Ancak, organik bağlayıcıların, yetersiz curuf bağlanmasından dolayı yeterli önısıtlmış ve pişirilmiş pelet dayanımı sağlamakta başarısız oldukları tespit edilmiştir. Bu yüzden organik bağlayıcılar endüstride yeterince geniş uygulama alanı bulamamışlardır.Organik bağlayıcıların kullanımı ile karşılaşılan yetersiz önısıtılmış ve pişirilmiş pelet dayanımı sorununu aşmak için pelet karışımına bor bileşikleri ilavesi potensiyel bir çözüm olarak önerilmiştir. Bazı organik bağlayıcılar ve bor bileşikleri, bentonite alternatif olarak gerek yalnız gerekse kombinasyon olarak, manyetit ve hematit peletlerinde test edilmişlerdir. Denenen alternatif bağlayıcıların; topaklanma, pelet nem içeriği, düşme sayısı, basma dayanımı, tozlanma, gözeneklilik, indirgenebilirlik, şişme ideksi, mineraloji, morfoloji ve kimyasal içerik gibi pelet kaliteleri üzerindeki performansları referans bentonit bağlayıcı performansları ile karşılaştırılmıştır.Test sonuçları, sadece organik bağlayıcı veya kalsine kolemanit içeren peletlerin yetersiz kalitede olduklarını göstermiştir. Organik bağlayıcılar; yeterli önısıtılımış ve pişirilmiş pelet dayanımı sağlamakta başarısız olurken, kalsine kolemanit, yaş ve kuru pelet kalitesi bakımından yetersiz olmuştur. Ancak, her iki bağlayıcının karışımı ile üretilen peletlerde yeterli kalitede yaş, kuru, önısıtılmış ve pişirilmiş peletler üretilebilmiştir.Organik bağlayıcılarla üretilen peletlere değişik oranlarda (%0.25-1.00) kalsine kolemanit ilavesi denenmiştir. İlave oranının artmasıyla hem önısıtılmış hem de pişirilmiş pelet dayanımları doğrusal olarak arttığı bulunmuştur. 1300oC'de pişirilmiş pelet dayanımını artırmada %0.50 kalsine kolemanit ilavesi manyetit peletlerinde aynı oranda bentonit ilavesiyle yaklaşık performans göstermiştir. Ancak, kalsine kolemanit ilavesi hematit peletlerinde dayanım artırmada daha üstün performans gösterdiği belirlenmiştir. Bunun yanında, kalsine kolemanit ilavesi ile 1100 oC gibi düşük pişirme sıcaklıklarında daha dayanıklı pelet üretilebilmiştir. Kalsine kolemanit ilavesi ile artırılan önısıtılmış ve pişirilmiş pelet dayanımlarının nedeni; kalsine kolemanitin ısıl işlem sırasında demir oksit tanecikleri temas noktalarında eriyerek fiziksel bağ yapmasıdır.Referans bentonit bağlayıcısı ile üretilen peletlerin kalsine kolemanit ilave edilen peletlere nazaran daha fazla indirgendikleri gözlenmiştir. Bu peletlerin şişme indekslerinin endüstriyel limit aralıklarında oldukları belirlenmiştir. Kimyasal ve mineralojik analiz çalışmalarıyla kombine bağlayıcı ilavesinin pelet kimyasal içeriği ve minerolojisini kirletmediği belirlenmiştir. Bunun nedeni, organik bağlayıcıların yanarak kalıntı bırakmadan yok olmaları ve kolemanitin önemli miktarda safsızlık içermemesidir.
Özet (Çeviri)
Bentonite is the most preferred silicate-based binder in iron ore pelletizing. However, it is considered as an impurity due to its high SiO2 and Al2O3 content. The iron-making economy is adversely affected by the addition of bentonite or other silicate-based binders. In recent years, impurity-free alternative binders have been tested in order to replace bentonite or to lower the bentonite dosage. Organic binders yield good quality green and dry pellets. However, they fail to impart enough mechanical strength to the preheated and fired pellets as a result of insufficient slag bonding. Thus, they have not found widespread application in the industry.The addition of boron compounds into pellet mix is proposed as a potential solution to overcome the insufficient compressive strengths of preheated and fired pellets produced with organic binders. During the experiments, some organic binders and boron compounds were tested as alternative binders to bentonite either alone or in combination, for both magnetite and hematite pellets. The performances of the tested binders on pellet qualities: balling, wet pellet moisture content, drop number, pellet compressive strengths (wet - dry - preheated - fired), dustiness, porosity, mineralogy, morphology, chemical contents, reducibility and swelling index have been compared with the performances of reference bentonite binder.The results of the tests showed that, the quality of pellets are insufficient when organic binders or calcined colemanite used as binder alone. The former failed to provide sufficient preheated and fired pellet strengths, the latter failed in terms of wet and dry pellet quality. However, good quality wet, dry, preheated and fired pellets could be produced with combination of these two binders.Calcined colemanite addition into pellets made with organic binders was tested in different dosages (0.25-1.00%). Results showed that with increasing dosage of calcined colemanite both strengths of preheated and fired pellets increased linearly. It was found that as low as 0.50% calcined colemanite addition equally-performed on magnetite fired magnetite pellets at 1300oC when compared with the performance of the reference bentonite binder. However, its performance was better on hematite pellets in order to improve the pellet compressive strengths. In addition, stronger pellets could be produced at lower firing temperatures like 1100oC with the addition of calcined colemanite. The reason of the improved preheated and fired compressive strengths of pellets bonded with calcined colemanite was due to the physical melting of calcined colemanite at the contact point of iron oxide grains during thermal treatment.It was found that bentonite bonded pellets fired at 1300oC were more reducible than those of produced with calcined colemanite addition. Swelling indices of these pellets were determined in the industrially acceptable limits. The chemical and mineralogical analyses results showed that the combined binders did not contaminate the pellet composition since the organic binders burnt-out without residue and colemanite does not contain much impurity.
Benzer Tezler
- Poliakrilamid biyokompozit sentezi
Synthesis of polyamylamide biocomposite
GÜLŞAH CEVAHİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA ATICI
- Bor ve mineral katkılı selülozik yalıtım malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production of boron and mineral reinforced cellulosic insulation material and its characterization
İBRAHİM ETHEM KARAAĞAÇLIOĞLU
Doktora
Türkçe
2012
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Bor esaslı antibakteriyel boya üretimi ve karakterizasyonu
Boron based antibacterial paint production and characterization
TOLGA AKSONGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÜRÜ