Production of precipitated calcium carbonate from marble waste by calcination-hydration-carbonation
Mermer atıklarından kalsinasyon-söndürme-karbonatlama yöntemi ile çöktürülmüş kalsiyum karbonat üretimi
- Tez No: 720537
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ İHSAN AROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Çökeltilmiş kalsiyum karbonat (ÇKK), boya, kağıt, plastik, yapıştırıcı ve dolgu macunu başta olmak üzere birçok farklı endüstride dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Günümüzde PCC üretimi için hammadde olarak yüksek saflıkta kireçtaşı tercih edilmektedir. Bu çalışmada, kireçtaşı ile neredeyse aynı kimyasal bileşime sahip mermer atıklarının alternatif hammadde olarak kullanılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda mermer atıklarının geri kazanılarak katma değere sahip bir ürün olan PCC'nin üretilebilme olasılığı araştırılmıştır. Çalışmada, PCC üretimi, kalsinasyon, kirecin distile su ile söndürülmesi ve kireç sütünün CO2 ile karbonatlama aşamalarını içeren karbonasyon yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Üretim aşamalarında, kireçtaşı referans hammadde olarak kullanılarak, kireçtaşı ve mermer atığı arasındaki farklılıklar gözlemlenmeye çalışılmıştır. Mermer atığı ve kalker için değişen kalsinasyon sürelerinde -25.4+12.7 mm ve -12.7+6.35 mm tane boyutu aralıkları için 900, 950 ve 1000°C kalsinasyon sıcaklık değerlerinde optimum kalsinasyon koşulları incelenmiştir. Kalsinasyon deneyleri sonucunda mermer atığı ile kalker arasında kalsinasyon verimi açısından bir fark olmadığı gözlemlenmiştir. 15°C/dakikalık ön ısıtma hızı ile istenilen sıcaklığa ulaştıktan sonra 1000°C'de 20 dakika, her iki partikül boyutu aralığı için %98 ve daha yüksek bir kalsinasyon verimi elde etmek için yeterli bulunmuştur. Kireç hidratasyonu deneylerinde, işlem sırasında sıcaklık artışını izleyerek kireçlerin reaktivitesini gözlemlemek için değişen kireç-su oranları (1:3.5, 1:4.0 ve 1:4.5) incelenmiştir. Sıcaklık profillerindeki artışlar dikkate alındığında, mermer kökenli kirecin reaktivitesinin kalker kökenli kirecinkine benzer olduğu gözlenmiştir. Karbonatlama deneyleri, 5 ve 10 bar CO2 basınçlarında, %5 ve %10 Ca(OH)2 konsantrasyonları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. It was seen that PCCs produced from marble origin have almost the same particle size distributions as PCCs produced from limestone under the same precipitation conditions. Üretilen PCC'lerin morfolojisi eşkenar dörtgen olarak gözlenmiştir. Deneylerin sonucu, çökeltilmiş kalsiyum karbonat üretimi için mermer atıklarının kalker yerine alternatif bir hammadde olabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Precipitated calcium carbonate (PCC) is used as a filler and extender in many different industries, particularly in paint, paper, plastic, adhesive, and sealant. Today, high purity limestone is preferred as a raw material for PCC production. In this study, it is aimed to use marble waste as an alternative raw material, which has nearly the same chemical composition as limestone. In this regard, the possibility of recycling the marble waste to produce PCC, a product with added value, was investigated. In the study, PCC production was carried out by the carbonation method, which includes the stages of calcination of stones, slaking of lime with distilled water, and carbonation of milk of lime with CO2. During the production stages, differences between limestone and marble waste were tried to be observed by using limestone as a reference raw material. The optimum calcination conditions were examined at calcination temperature values of 900, 950, and 1000°C for particle size intervals of -25.4+12.7 mm and -12.7+6.35 mm in varying calcination times for marble waste and limestone. As a result of the calcination experiments, it was observed that there was no difference between marble waste and limestone in terms of calcination efficiency. 20 minutes at 1000°C, after reaching the desired temperature with the preheating rate of 15°C/minute, was found to be sufficient to achieve a calcination efficiency of 98% and higher for both particle size intervals. In the hydration of lime experiments, varying lime to water ratios (1:3.5, 1:4.0, and 1:4.5) were examined to observe the reactivity of limes by monitoring the temperature increase during the process. It was observed that the reactivity of lime of marble origin was similar to lime of limestone origin, considering increases in temperature profiles. Carbonation experiments were carried out by using Ca(OH)2 concentrations of 5% and 10% at CO2 pressures of 5 and 10 bar. It was seen that PCCs produced from marble origin have almost the same particle size distributions as PCCs produced from limestone under the same precipitation conditions. The morphology of the produced PCCs was observed as rhombohedral. The result of experiments indicates that marble waste could be an alternative raw material instead of limestone for the precipitated calcium carbonate production.
Benzer Tezler
- Mermer işleme tesislerindeki atıkların Ç.K.K. (Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat) üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usage of marble processing plant waste in precipitated calcium carbonate (PCC) production
HACI ALİ EKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve MadencilikAksaray ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NECMETTİN ERDOĞAN
- Production of precipitated calcium carbonate from marble wastes
Mermer atıklarından çöktürülmüş kalsiyum karbonat üretimi
NURETTİN SEZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ İHSAN AROL
- Çelikhane curuflarından liç-karbonatlaştırma prosesi ile kalsiyum karbonat kazanılması
Recovery of precipitated calcium carbonate from steelmaking slags by leach ? carbonation process
MUHAMMET BİLEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Maden Mühendisliği ve MadencilikÇukurova ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIRIM
- Tinkal mineralinden boraks tuzları üretiminde safsızlık davranışları ve giderilmesi
The Investigation of the sources and removal of impurities in the borax salts production processes from tincal ore
NERGÜL YAVAŞOĞLU
- Aydıncık/içel dolomitlerinden magnezyum oksiklorit (Mgx(OH)yClznH2O) hazırlanması
Preparation of magnesium oxychloride (Mgx(OH)yClznH2O) from Aydıncık/İçel dolomites
MAHMUT ALTINER
Doktora
Türkçe
2016
Maden Mühendisliği ve MadencilikÇukurova ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIRIM