Gördes laterit cevheri-Soma linyit kömürü karışımının izotermal olmayan indirgenme kinetiğinin termal gravimetri yoluyla belirlenmesi

Bu çalışmada, Manisa Gördes madeninden temin edilen, tanecik boyutu 100 µm' den küçük olan ince laterit numuneleri öncelikle kurutulmuş, ardından 900 ºC kül fırınında 18 saat boyunca kalsine edilmiştir. Kalsine cevher numuneleri, kurutulmuş ve yine tanecik boyutu 100 µm' den küçük olan ince Soma linyiti ile molar stokiyometrik oranda (%87 laterit ve %13 linyit) karıştırılmıştır. Karışımlar bir termal gravimetrik analiz cihazında N2 akışı altında 5, 10, 15, 25 ve 40 ºC/dak. ısıtma hızlarında ortam sıcaklığından 1000 ºC' ye kadar ısıtılarak cevher ve linyit karışımlarının izotermal olmayan indirgenme sürecine ait ağırlık değişimi izlenmiştir. Tüm deneyler, diğer tüm parametreler aynı tutularak aynı miktarda linyit için tekrarlanmış ve linyitin izotermal olmayan şartlardaki ağırlık değişimi de kaydedilmiştir. Hem linyit, hem de karışım numunelerinin ağırlık kaybı değerleri kullanılarak cevher numunelerindeki metalik oksitlerin indirgenme dereceleri hesaplanmıştır. Karışımlardaki linyit konsantrasyonunun düşük olması nedeniyle en yüksek indirgeme derecesi %30 civarında olmuştur. Elde edilen veriler izotermal olmayan kinetik yöntemlerle analiz edilmiş ve indirgemenin 0 ila 0,18 dönüşüm aralığında kalan kısmı için ortalama aktivasyon enerjisi (Ea) Friedman (FR), Flynn-Wall-Ozawa (FWO) ve Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) yöntemleri ile sırasıyla 103,44 kJ/mol, 50,32 kj/mol ve 65,68 kJ/mol olarak belirlenmiştir. Coats-Redfern (CR) yöntemi ise, kalsine Gördes lateritinin Soma linyiti ile indirgenmesinin 0 ile 0,3 dönüşüm aralığında kalan ilk aşamasının, "g(α)=α= ki.t" denklemi ile karakterize edilen, faz sınırında kimyasal reaksiyon kontrolü altında ilerlediğini ortaya koymuştur. Özetle, ince kalsine Gördes lateritinin ince Soma kömürü ile termal analiz cihazında izotermal olmayan indirgenme prosesine ait kinetik triplet (model denklemi, aktivasyon enerjisi ve Arrhenius frekans faktörü) sırasıyla F0, 60,01 kJ/mol, ve 1,44 ln-1. mol 1-n .s-1 olarak belirlenmiştir.