Atık döküm malzemelerinden katma değerli kimyasal inorganik cam kaplama malzemelerinin üretimi

Bu çalışmada, endüstride uygulamaları sürmekte olan kum kalıba döküm sonrası oluşan ve kullanıma uygun olmayan malzemenin (atığın), cam-seramik üretimi için hammadde olan frit üretiminde sürdürülebilir, uygun maliyetli CaO, SiO2, Al2O3 ve ZrO2, TiO2, ZnO vb. inorganik oksitlerin ikamesi olarak kullanımı araştırılmıştır. Ticari olarak temin edilebilen bir friti (STD-F) kum kalıba döküm atığından (KKA-F) yapılan fritle karşılaştırmak için, ergitme-su verme teknikleri ile iki farklı frit üretilmiştir ve karakterize edilmiştir. Camsı yapıya sahip fritlerin kimyasal bileşimi, faz oluşumu ve termal özellikleri XRF, XRD, SEM, EDX, ısı mikroskobu, dilatometre ve TG-DTA, analiz yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Fritler sulu olarak alumina bilyalarla öğütülmüş ve tane boyutları ölçülmüştür. (d90) 20-30uµ 'dan küçük olan tanecik boyutunda fritler elde edilmiştir. Fritlerin her ikisi içinde, reçete hazırlanarak, ticari bakır-kromit oksit içeren toz pigment ve ticari olarak kullanılan medium ile beraber cam-seramik cam kaplama malzemesi haline getirilmiştir. Soda-kireç cam altlık üzerine serigrafi yöntemiyle kaplama malzemesş her iki boyada 77 mesh ile uygulanmıştır, daha sonra cam-seramik kaplama elde etmek amacıyla 660 °C'de 7 dakika boyunca kristalize edilmiştir. XRD, SEM analizleri kullanarak; referans (STD-F) ve kum kalıba döküm atığı içeren ikameli sürdürülebilir (KKA-F) kaplamalar faz oluşumu, mikro yapı ve kimyasal direnç açısından araştırılmıştır. Cam-seramiklerin XRD modelinde incelenen STD-F termal özellikleri ile (KKA-F) ilişkilendirilmiştir. Yüzey ve ara yüzey görüntüleri için SEM kullanılmış ve bu bölgelere EDX analizi ile elemental analiz sağlanmıştır. Endüstride uygulanan, renk ölçümleri ASTM D2244-23, parlaklık ölçümleri ASTM D523-14, örtücülük gücü ASTM D2805 standartları ile ölçümlenmiştir. TS EN 14483 ile sitrik asit, nitrik asit ve hidroflorik asit dayanımları cam yüzeyinde karşılıklı olarak incelenmiştir. Yapılan bu analizler STD-F ve KKA-F fritlrerinin benzer ve farklı yönlerini araştırmıştır. Bu çalışmada, atık malzeme ile üretilen fritin maliyet olarak kar sağlaması, stok ve atık sorunlarının önüne geçmesi, katma değerli ürüne dönüşmesi ve cam kaplama malzemeleri alanında bir ihtiyaca çözüm olması, ekonomi ve doğaya katkı sağlaması hedeflenmiştir.