Mekanik aktivasyon işlemine tabi tutulmuş demirli mangan oksit cevherinden karbotermik yöntemle ferromangan üretimine karbonize çay atıklarının etkisi

Bu çalışmada Karaman yöresinden temin edilen mangan cevheri, Elazığ- Keban yöresinden temin edilen manyetit cevheri ve Karadeniz bölgesinde bulunan ÇAYKUR tesislerinden temin edilen çay tesisi atıkları karbonizasyon ürünü karıştırılarak ferromangan üretimi incelenmiştir. Çay tesis atıklarının karbonizasyon işlemleri sonucunda, en uygun sabit karbon ve kükürt oranı 400 oC' de 2 saat işlem gören numunede, %70,63 C ve %0,32 S olarak elde edilmiştir. Karbonizasyon ürününde yapılan proksimate analizlerinde %8,67 kül ve %20,38 uçucu olduğu belirlenmiştir. Manganoksit ve manyetit cevherleri, stokiyometrik oranlarda, karbonize edilmiş çay tesisi atıkları ile karıştırılarak 10-120 saat aralığında mekanik aktivasyon işlemine tabi tutulmuş, elde edilen aktifleşmiş numune, melas bağlayıcısı kullanılarak peletlenmiş ve 30-120 dakika arasında değişen sürelerde, 1000, 1100, 1200, 1300 ve 1400 oC sıcaklıklarda indirgenme işlemlerine tabi tutulmuşlardır. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen numunelerde XRD, DTA, TGA, SEM, EDX incelemeleri yapılmıştır. XRD analizlerinde, aktive edilmiş ve aktive edilmemiş olan pikler karşılaştırıldığında bütün difraksiyon piklerinde artan aktivasyon süresine bağlı olarak azalma görülmüştür. Piklerin boylarında meydana gelen değişmenin karışımın yapısındaki amorflaşma ve yapısal düzensizlikten aktarılan mekanik enerji sayesinde oluştuğu, aktivasyonun ilerleyen sürelerinde kısmi alaşım oluşumlarının başladığı görülmüştür. Yapılan deneysel çalışmalarda 120 saat süre ile mekanik aktivasyon işlemi uygulanan numunelerin, farklı sıcaklık ve sürelerde redüksiyon işlemi sonucunda, 1400 oC sıcaklıkta, 2 saat süre ile işlem gören numunede %62,22 oranında redüksiyonun gerçekleştiği anlaşılmıştır. Bu numunenin X-ışınları difraksiyon analizlerine bakıldığında Fe-Mn alaşımının elde edildiği görülmüştür. Çalışmamın sonuçlarına göre, mekanik aktivasyon uygulaması, mangan oksit cevherinden, ferromangan üretiminin daha düşük sıcaklıklarda ve daha düşük sürelerde gerçekleşmesini sağladığı görülmüştür. Ayrıca karbotermik indirgeme proseslerinde, karbonize çay tesisi atığının redüksiyon işlemlerinde kullanılabileceği anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Ferromangan, Mekanik aktivasyon, Karbonizasyon, Çay tesis atığı, Karbotermik redüksiyon