Utilization of boron mining and enrichment wastes in the production of ceramics and frits
Bor maden ve zenginleştirme atıklarının seramik ve frit üretiminde değerlendirilmesi
- Tez No: 539384
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BUĞRA ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Bor periyoduk tabloda ''B'' sembolü ile gösterilen, IIIA grubunun metal olmayan tek üyesidir. Bor, metal ve metal olmayan elementlerle yaptığı bileşikler ve bu bileşiklerin göstermiş olduğu farklı özellikler nedeniyle sanayinin pek çok farklı alanında kullanılmaktadır. Dünya'da ki bor rezervlerin başlıcaları Türkiye, Amerika Birleşik Devletleri ve Rusya'da bulunmaktadır. Bu rezervlerin toplam miktarı 1.2 milyar ton olup, bu miktarın %72,5'i Türkiye'de, %7,7'si Rusya'da ve %6,2'side Amerika'da bulunmaktadır. Bor üreticisi olan tüm ülkelerde her yıl çok büyük miktarlarda bor maden atıkları oluşmakta ve bu durum acilen bir değerlendirme sonucu bulunmasını zorunlu tutmaktadır. Atıkların seramik karo üretiminde enerji tasarrufu sağlaması amacıyla kullanılması, frit üretiminde ise borik asit (H3BO3) yerine bor trioksit (B2O3) kaynağı olarak kullanılması ihtimalleri incelenmiştir. İçeriğinde % 5-6 B2O3 atığı içeren seramik karo kompozisyonlarında atıklardan, %1-33 oranında yararlanılmıştır. B2O3'ün sahip olduğu flaks özelliğinden kaynaklı olarak, endüstriyel oarak üretimi sağlanan karolara göre, duvar karolarında 1050 °C ile 70 °C'lik, yer karolarında 1130 °C ile 65 °C'lik, porselen karolarda 1195 °C ile 38 °C'lik bir düşüş kaydedilmiştir. Yeni geliştirilen kompozisyonların mekanik, kimyasal ve fiziksel özellikleri, endüstriyel karo özelliklerine yakındır. Geliştirilen karolar su emme ve pişmiş mukavemet değerleri açısından TS EN ISO standartlarını sağlamaktadır. Kolemanit (CaO·3B2O3·5H2O) maden ve zenginleştirme atıkları, borik asit'in (H3BO3) yerine B2O3 kaynağı olarak kullanılmak üzere frit üretiminde kullanılmıştır. Seramik endüstrisinde kullanılan metodlar ile laboratuvar ve pilot ölçekli üretimler yapılmıştır. Fritlerden üretilen sırlar TS EN ISO 10545 standardının gerekliliklerini, yüzey pürüzlülüğü, kimyasal dayanım, termal şok dayanımı ve lekelenme dayanımı açısından sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Boron which is shown with symbol B in periodic table is just a member of non-metal in group IIIA. Compounds made with many metal and non-metal boron is used in many different areas of industry because of its different features. Largest boron deposits are lying under the borders of Turkey, Russia and USA. The amount of boron present in the reserves is predicted to be 1.2 Bt. Turkey holds the largest of shares with 72.5%, followed by Russia and USA with 7.7% and 6.2% respectively. Excessive amounts boron wastes are formed during the mining and enrichment activities of the producer countries, causing both economical and environmental issues, entailing to come up with a sustainable utilization method immediately. In this study, their suitability for becoming a raw material for the production of ceramic tiles to reduce energy consumption via affecting sintering temperature, owing to the fluxing abilities of its valuable constituent boron trioxide (B2O3) has been inspected. New waste-containing tile compositions were designed, produced and characterized. Together with the tile compositions, addition of boron wastes as a potential B2O3 source into the frit compositions has also been experimented and characterized. Owing to the fluxing ability of B2O3 added only around 5-6%wt into the compositions affected the sintering mechanism, decreasing the needed temperature for the developed wall tiles down to 1050 °C which is 70 °C lower aligned to base commercial ceramic composition. Sintering temperatures of both floor and porcelain tiles were also decreased. For floor tiles, 65 °C decrease was measured and sintering temperature was recorded 1130 °C. For porcelain tiles, sintering temperature was 1195 °C, recording a 38 °C decrease. Mechanical, chemical and physical properties of the waste-containing tiles were similar to the commercial tiles. They provided the desired properties to meet the TS EN ISO 10545 standards in the means of water absorption and strength. Utilization potential of boron wastes in frits was to reduce boric acid (H3BO3) consumption and if possible, substitute them for H3BO3 used for frit production. During the laboratory and pilot-scale production, recently used industrial methods were applied. The produced frits were then used to yield glazes. Applied glazes successfully met the necessities of EN ISO 10545 standards showcasing optimum properties.
Benzer Tezler
- Development of glass-ceramics from combination of industrial wastes with boron mining waste
Başlık çevirisi yok
BUĞRA ÇİÇEK
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiAlma Mater Studiorum Universita di BolognaDR. ARTURO SALOMONI
- Kiremit bünyelerde fosfat ve borlu su kullanılabilirliğinin araştırılması
An investigation into the utilization of phosphate and boron containing water in roof tile bodies
SAADET ÖNCÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Maden Mühendisliği ve MadencilikDumlupınar ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZAHAT EDİZ
- Sert porselen gövdelerde bor atığı kullanımı ve karakterizasyonu
The utilization of boron containing waste in hard porcelain body and its characterization
PINAR ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK ÖZCAN
- Karbotermik ferrobor üretim parametrelerinin optimizasyonu
The optimization of parameters for the carbothermic production of ferroboron
ONURALP YÜCEL
- Tincal ore concentration by calcination and compaction studies of the product
Başlık çevirisi yok
MEBRURE BODRUK
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Maden Mühendisliği ve MadencilikDokuz Eylül ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER İPEKOĞLU