Alçı esaslı mineral işlem atığının ticari alçı bünyelerde kullanım şartlarının araştırılması

Abstract

Bor minerali işlem endüstrisi farklı bileşime sahip atıklar üretmektedir ve depolama sorunları nedeniyle çevresel problemler yaratmaktadır. Bu çalışmada, Kütahya-Emet borik asit fabrikasından alınan ve büyük oranda CaSO4.2H2O içeren işlem atığının ticari alçı içerisindeki kullanılabilirlik şartları araştırılmıştır. Atığın kimyasal, mineralojik ve termal özellikleri incelenmiştir. 120 oC ve farklı sürelerde kalsinasyon çalışması yapılarak CaSO4.1/2H2O dönüşümü belirlenmiştir. Şahit alçıya farklı oranlarda yapılan kalsine ve işlem görmemiş atık ilavelerinin numunelerin mekanik, fiziksel ve çalışabilirlik özelliklerine olan etkileri değerlendirilmiştir. Numunelerin zamana bağlı hidratasyon sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Kalsine olmuş alçı esaslı atığın hidratasyon hızını yavaşlatmak için sitrik asit, malik asit ve tartarik asit ilavelerinin etkileri belirlenmiştir. İşlemsiz ve kalsine atık ilavesi ile alçının çalışabilirliğinin, birim ağırlık ve mukavemet değerlerinin azaldığı gözlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda tartarik asit ilavesi kullanılarak şahit alçı çalışabilirlik değerlerine ulaşılabildiği tespit edilmiştir. Sitrik asit ve malik asit ilavesinin çalışabilirliği olumlu etkilemesine rağmen mekanik ve fiziksel özellikleri kötü yönde etkilediği gözlenmiştir. CaSO4.2H2O içeren işlem atığının hem işlemsiz hem de kısmı kalsine edilmiş halde ticari alçı bünyesinde hidratasyon geciktirici katkılar ilave etmek şartıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Boron mineral processing industry generates wastes having different compounds and land filling creates important environmental problems. In this study, usage condition of the CaSO4.2H2O based waste, which was taken from Kütahya-Emet boric acid factory, in commercial gypsum was determined. Chemical, mineralogical and thermal properties of the waste were investigated. Calcination study was performed at 120 oC at different time periods to observe the CaSO4.1/2H2O conversion. Different amount of waste was added to the reference gypsum both in as received and calcined condition, then change in the mechanical, physical and workability properties were investigated. Hydration temperature versus time relation was measured. In order to slow down the setting of calcined waste containing gypsum samples, effect of citric, malic and tartaric acid addition were investigated. Addition of waste both in as received and calcined condition decreased the workability, bulk density and strength properties of the samples. Workability conditions of reference gypsum were reached when tartaric acid was used as additive. Although citric and malic acid have positive effect on workability, their addition affect the mechanical and physical properties negatively. It was concluded that, CaSO4.2H2O containing mineral processing waste can be used both in as received and calsined condition only by the addition of hydration retarding additives.