Kırmızı çamurdan yapı malzemesi üretim imkanlarının araştırılması

Abstract

ÖZET Bayer Prosesi ile alumina üretimi esnasında oluşan kırmızı çamur, bir atık maddedir. Üretime giren boksit cevherinin yaklaşık % 35-40'ı kırmızı çamur olarak dışarı atılmaktadır. 8u atık daha sonra sulandırılarak atık barajına pompalanmaktadır. Türkiye'nin cevherden alüminyum üreten tek işletmesi olan Seydişehir Alüminyum Tesisleri'nde, 20 yılda yaklaşık 3 milyon ton kırmızı çamuru atık malzeme olarak depolamıştır. Dünyada ve ülkemizde kırmızı çamurun değerlendirilmesi konusunda birçok araştırma yapılmaktadır. Ne varki, yapılan çalışmalar teknolojik ve ekonomik olarak halen uygulanabilir bir sonuca ulaşmamıştır. Bu çalışmada, kırmızı çamura değişik kil malzemeleri (marn, serpantin, tuğla hammaddesi) katılarak yüksek dayanımlı ve kaliteli yapı malzemesinin üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla; Kırmızı çamur ile marn kili kulanılan birinci grup deneyde önce, presleme basıncı ile sıcaklık sabit, karışım oram değişken; ikinci grup deneyde tesbit edilen karışım oram ile presleme basmcı sabit, pişirme sıcaklığı değişken; üçüncü grup deneyde ise presleme basmcı değişken, diğer şartlar sabit tutulmuştur. Her üç grup deney sonucunda elde edilen optimum değerlere göre, yan yarıya karışımın 12.8 MPa (128 kg/cm )Tık basıçta preslenip 1150° C sıcaklıkta pişirilmesinden sonra, 148 MPa'lık basma dayanımı ile % 0.33 civarında su emme oram bulunmuştur. Kırmızı çamur ile serpantin karışımlı numunelerle yapılan deneylerin sonucunda, yukarıda belirtildiği gibi, optimum karışım oram ve pişirme sıcaklığı brlMenmiştir. Presleme basma artırıldığında daha yüksek dayanımlı tuğla elde edileceğinden, presleme basmcı deneylerinin yapılmasına gerek görülmemiştir. Her iki deney sonucunda elde edilen optimum değerlere göre, yan yarıya kanşırmn 3.2 MPa (32 kg/cm )Tık presleme basıncında preslenip 1150° C sıcaklığında pişirilmesinden sonra, 99 MPaTık basma dayanımı ile % 0.35 civarında su emme oram elde edilmiştir. Kırmızı çamur ile tuğla hammaddesi karışımlı numunelerle yapılan deneylerde ise, sadece karışım oram ve pişirme sıcaklığı belirlenmiştir. Her iki deney sonucunda elde edilen optimum değerlere göre, yan yanya kanşırmn 3.2 MPa (32 kg/cm )'lık presleme basmcmda preslenip 1150° C sıcaklığında pişirilmesinden soma, 41 MPalik basma dayanımı ile % 0.72 civarında su emme oram elde edilmiştir. vnElde edilen bu değerler ilgili standartlarla ve halen ülkemizde üretilen tuğlalarla kıyaslandığı zaman, kırmızı çamur ve diğer katkılarla yapılan tuğlaların daha kaliteli ve daha dayanıldı, ayrıca daha düşük su emme oranına sahip olduğu görülmektedir. Bu deneylerde hazırlanan tuğlalar değişik renklere sahip olduklarından dekoratif amaçla da kullanmak mümkündür. Bu çalışma ile kırmızı çamurun çeşitli katkılarla tuğla ve kiremit yapımında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Böylece, kırmızı çamurun çevreyi kirletici etldlerinin azaltılması da mümkün olabilecektir. vuı

ABSTRACT Red mud is a waste material which is produced during alumina production by Bayer Process. Approximately 35-40% of the bauxite ore processed goes into waste as red mud and later diluted with water to be pumped into a waste storage. Over the past twenty years nearly 3 million tonnes red mud has been stored as waste material in Seydişehir Aluminium Plant which is the only plant in Turkey producing aluminium from ore. Many research projects on the utilization of red mud are currently underway in Turkey as well as in the world. Investigations, however, have not yet given results applicable technologically and economically. This investigation was aimed at production of high quality and high strength structural material by adding various clay materials (marn, serpantine, and brick raw material) into red mud. The following has been done: In the experiments in which marn clay and red mud mixture is used molding pressure and temperature are held constant and the ratios in the mixtures are varied. In a second set of experiments, the optimum mixture ratio and the moulding pressure established from the previous stage were held constant and the firing temperature was taken as a variable. In the third set of experiments all the conditions were held constant except for the moulding pressure. According to the optimum values obtained from the three sets of experiments it is found that the mixture having 50/50 ratio gives 148 MPa compressive strength and 0.33% water absorption ratio after pressing under 12.8 MPa (128 kg/cm ) and firing at 1150° C. Optimum mixture ratios and the firing temperature for samples made of serpantine and red mud mixtures were determined experimentally as described above. The effect of molding pressure was not studied in this case as increased pressure would, obviously, yield brick products with higher strengths. According to the optimum values obtained from both of the experiments it is found that a 50/50 mixture gives 99 MPa compressive strength and a water absorption ratio around 0.35% after pressing under 3.2 MPa (32 kg/cm2) and firing at 1150° C. On the samples made of brick raw material and red mud mixtures only the optimum mixture ratio and firing temperature were determined. According to the optimum values obtained from both of the experiments it is found that a 50/50 mixture gives 41 MPa compressive strength and a water absorbtion ratio around 0.72% after pressing under 3.2 MPa (32 kg/cm2) and firing at 1150° C. IXWhen the obtained values compared with those in the related standarts and those of the commercial bricks produced in Turkey both types of bricks, i.e. made from red mud with and without additives, proved to have higher quality and higher strength, and lower water absorption values. It is also possible to use the bricks produced in these experiments for decorative purposes as they have various colours. In this study, it has been shown that red mud can be used, with appropriate additives, to produce bricks and roof tiles. Thus, the environmental pollution by red mud can also be reduced.