Kolemanit zenginleştirme atıklarının alkali aktivasyon potansiyelinin araştırılması

Bu tez kapsamında, kolemanit zenginleştirme atıklarının (KA) alkalilerle aktivasyon potansiyeli incelenmiştir. Tez kapsamında yapılan deneysel çalışmalar üç aşamadan oluşmuştur. Birinci aşamada; farklı sıcaklıklarda 2 saat süreyle kalsine edilen KA'nın alkalilerle aktivasyonu buhar kürü altında incelenmiştir. İkinci aşamada; aktivatör tipi, dozajı ve farklı kür koşullarının (nem ve buhar kürü) alkalilerle aktive edilen harçların; basınç ve eğilme dayanımı, su emme karakteristikleri ve kuruma büzülmesi davranışları gibi bazı mühendislik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca sertleşmiş hamur karışımları üzerinde XRD, ATR-FTIR, TGA/DTA ve SEM/EDS analizleri yapılmıştır. Üçüncü aşamada; KA'nın belirli oranlarda yüksek fırın cürufu yerine ikamesi ile üretilen ve nem/buhar kürü uygulanan alkalilerle aktive edilmiş harçların basınç dayanımları ve kuruma büzülmesi değerleri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda KA'nın alkalilerle aktivasyonu için kalsinasyon sıcaklığının en az 700 derece olması gerektiği görülmüştür. En yüksek basınç dayanımı ise 800 derece sıcaklıkta kalsine edilmiş KA'nın aktivasyonu sonucu üretilen harç numunelerinden elde edilmiştir. Kalsine KA'nın alkalilerle aktive edilebilmesi için her iki kür tipinde (nem ve buhar) aktivatör çözeltisinin minimum Na2O oranı, KA'nın yüzde 6'sı kadar ve silikat modülü (Ms=SiO2/Na2O) 1,2 olmalıdır. Kabul edilebilir su emme karakteristiklerine ve kuruma büzülmesi değerlerine sahip, 800 derecede kalsine edilen KA'nın alkalilerle aktivasyonu sonucu üretilen buhar ve nem kürü uygulanmış harç karışımlarından sırasıyla 37,6 MPa ve 39,5 MPa basınç dayanımı değerleri elde edilmiştir. Buhar kürü uygulanmış alkalilerle aktive edilen harç karışımlarının kuruma büzülmesi değerleri, Portland çimentolu harç karışımına kıyasla daha düşük bulunmuştur. Diğer yandan, nem kürü uygulanmış alkalilerle aktive edilen harç karışımları, Portland çimentolu harç karışımından daha yüksek kuruma büzülmesi davranışı göstermiştir. Yüksek fırın cürufunun buhar kürü uygulanmış harç karışımları içerisinde, KA ile yüzde 20'den ve nem kürü uygulanmış karışımlarda ise yüzde 10'dan daha fazla oranlarda yer değiştirmesi basınç dayanımlarında önemli derecede düşüşlere sebep olmuştur. Diğer yandan alkalilerle aktive edilen cüruflu bağlayıcıların kuruma büzülmesi değerleri, karışım içerisindeki KA oranının artmasıyla azalmıştır. Buhar ve nem kürü uygulanmış yüzde 40 KA oranına sahip harç karışımlarının kuruma büzülmesi değerleri 56. günde alkalilerle aktive edilmiş cüruflu bağlayıcılara kıyasla yüzde 50 oranında azalmıştır.