Aydıncık/içel dolomitlerinden magnezyum oksiklorit (Mgx(OH)yClznH2O) hazırlanması

Bu doktora çalışmasında Aydıncık/İçel bölgesinden alınan dolomit (CaMg(CO3)2) cevherinden hidrometalurjik ve pirometalurjik yöntemler ile çöktürülmüş kalsiyum karbonat (ÇKK), magnezyum oksit (MgO) ve magnezyum klorür (MgCl2) üretimi amaçlanmış ve elde edilen MgO, MgCl2 ve H2O'un değişik mol oranlarında kompleks reaksiyonu sonucunda Magnezyum Oksiklorit (MOC, Mgx(OH)yClznH2O) üretilmiştir. Elde edilen ürünlerin karekteristlik özellikleri XRF, XRD, SEM, FTIR, tane boyut dağılımı, yaş kimyasal analiz, beyazlık testleri ile belirlenmiştir. İlk aşamada dolomit cevherinin HCl ile özütlenmesinde numune tane boyutunun, asit/dolomit oranının, , karıştırma hızının, reaksiyon süresi ve sıcaklığının etkileri araştırılmıştır. Özütleme reaksiyon derecesi ve hız sabiti oransal yaklaşım yöntemiyle belirlenmiştir. Ayrıca, özütleme reaksiyonu sırasında açığa çıkan CO2 bir sonraki aşamada kullanılmak üzere gazometre tankında depolanmıştır. Karbonizasyon aşamasında, özütleme işlemi ile elde edilen çözeltinin içerdiği Ca2+ iyonlarının ÇKK şeklinde çöktürülmesi için Mg(OH)2 miktarının, reaksiyon sıcaklığı ve süresinin, CO2 besleme hızının ve Mg2+/Ca2+ oranının etkileri araştırılmıştır. Saf aragonit kristallerinden oluşan ÇKK üretimi için, saf kalsit kristallerinden oluşan ÇKK üretimine göre daha özgü deney şartlarının gerekli olduğu ortaya konmuştur. Deney sonunda pirohidroliz işlemlerinde kullanılacak olan Mg2+ yönünden zengin çözelti elde edilmiştir. Mg2+ yönünden zengin çözeltiden kontrollü buharlaştırma ve pirohidroliz işlemleri ile MgCl2 ve MgO tanecikleri üretilmiştir. Pirohidroliz testlerinde uygulanan deneysel aşama sayısının, reaksiyon süresinin, sıcaklığının MgO elde edilmesine olan etkileri ortaya konmuştur. Bu aşamada açığa çıkan klor gazı, yoğuşturma ünitesinde HCl olarak geri kazanılmıştır. Deneylerde elde edilen MgO tanecikleri, periklas minerali olarak tanımlanmıştır. Ancak, nano boyutlara sahip MgO taneciklerinin üretimi için iki aşamalı pirohidroliz işlemi uygulanmalıdır. Son aşamada, farklı oranlarda hazırlanan MgO/MgCl2 ve H2O/MgCl2 karışımlarının, MOC çimentonun yapısına ve fiziksel özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. En iyi şartlarda üretilen MOC çimentoya fosforik asit (H3PO4) ilave edilerek suya karşı dayanım özelliği arttırılmıştır. Ayrıca, farklı oranlarda genleştirilmiş perlit ya da vermikülit MOC çimento ile karıştırılmıştır. Böylece, MOC çimentonun birim hacim ağırlığı ve ısıl iletkenlik katsayısı değerlerinin düşmesi sağlanmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma ile dolomit cevherinden son yıllarda inşaat sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanan MOC çimentonun üretilebildiği ortaya konmuştur. Ayrıca, endüstride birçok alanda kullanılan ÇKK, MgO, CO2 ve MgCl2 yan ürün olarak elde edilmiştir.