Seydişehir kırmızı çamurlarının salkımlaştırıcı ve pıhtılaştırıcı varlığındaki çökelme davranımı

Abstract

iv ÖZET Al umi na üret i m süreci ni n at ı ğı ol an ki rım zı çamur l ar, öze] l J ki e üret i) - dikleri bazik pH değerleri ndek i sulu çözelti asıltılarında yüksek elek¬ tronegatif arayüzey yük yoğunluklarına sahip çok ince tane boylu kar¬ maşık kimyasal yapılı malzemelerdir. Bu nedenle süzme ya da çökeltme gibi birim işlemler İle susuz l andın I arak katı atık sahalarına atılamamakta ancak çok koyu asıltılar halinde atık barajında birik¬ tir! l mektedi r. Çevre sorunları yaratan bu durum ekonomik kayıplara da yol açmaktadır. Bu ürünlerin susuz katı olarak elden çıkarılmaları amd< ı ile salkı mi aştı rı cı /pı htı l aştı rı cı lan n kullanılabileceği uygun susuzl andı rma süreçlerinin geliştirilmesine çalışılmaktadır. Seydişehir Alumina Tesislerinden alınan kırmızı çamur örnekleri üzerin¬ de bu amaçla yapılan bu çalışmada, böyle bir sürecin geliştirilebil¬ mesinde arayüzey özel l i ki erini n bel İri eyi ci rol oynayacağı sonucuna varılmıştır. Bu çerçeveden olmak üzere, süreçden yeni çıkmış kırmızı çaımır ile atık barajında uzun süre beklemiş kırmızı çamurun sulu çözel¬ ti ile arayüzeyl eri ni n sıfır yük noktası pH«7. 9 değerinde olan bir tek «?eta potansi yel-pH eğrisi ile tanımlanabileceği ve anyonsal, kât yurtsal ve İ y onsa l ol mayan sal ki mi ast ı n cı l ar ı n, muhtemel en ara yüzeydeki demir içeren konumlara, özgül (muhtemelen, kimyasal) yüi-t-.öğürüm ile soğuru)arak etkili oldukları bulunmuştur. Sal ki mi aştırma/pıhtı l ast ı rma gibi yöntemlerin kullanılabileceği ŞUH! ı A andı rma süreci eri nden bi r i ol arak el e al ı nan çökel me süreci ni n genelde, her biri bir matematiksel bağıntı ile ifade edilebilen i) endük¬ siyon, ii) sabit hızlı çökelme, iii) geçiş ve iv) sıkışma evrelerine böl üı ıcbi l eceği ve özellikle sabit hızlı çökelme evresinde belirlenen `doğrusal çökelme hızı` ile sıkışma evresinde belirlenen `son çökelti hdt mi` parametre! eri ni n uygul amada önemi i ol düğü öne sürül muştur. Kırmızı çamur asıltılarının çöktürül mesi nde, özgül yüzesoğurum yaparı salkı mi aştı rı cı l ar ile pıhtı l aştı n cı l arı n bu parametreler üzerindeki etkilerinin, başta Schul ze-Hardy kural ı ve el ektri ksel çift talaka kuramı gibi genel ilkelerden beklenen etkiler olduğu bulunmuş¬ tur. Kırmızı çamur ile karşıt yüzey yüküne sahi p bi r mi neral i n (ant i gör! t) kullanılması durumunda oluşan topakları n doğrusal çökelme hı 21 nı artırdığı ve ant! gör! ti n hacmi dikkate alınmazsa, son çökelti hacmi ni muhtemel en azal ttığı bul ünmüştur.

SUWARY Red muds, the solid residues of alumina producing processes, usually consist of fine particles of complicated crystal I ochemi cal structures, having highly electronegative charge densities on their interfaces with aqueous solutions, particularly i n the al kal i ne suspensi ons in which they are produced. As such, they are usually disposed into the waste dams as thi ck suspensi ons rather than be i ng di sposed i nto the solid waste disposal areas after dewatering by unit operations such as sedimentation and/or filtering. Such disposal practices create environmental problems as well as economical losses. Therefore, development work on the proper technological dewatering processes utilizing flocculants and/ or coagulants is carried on for the purpose of disposing these materials in as solid and dried form as possible. This work which was conducted on the samples obtained from Alumina Plant of Eti bank, at Seydişehir, Konya, Turkey, clearly indicated that the i nterf aci al properties should determine the fate of such processes. Thus it is determined that the mi croelectrophoreti c behaviours of the red mud samples, one freshly produced in the process of alumina production and the other aged for some time in the waste dam, are characterized by one single zeta potent! al -pH curve having a point of zero charge around pHa7. 9 and that the flocculants of the cat- ionic, anionic and non-ionic types affect the process through adsorbing on the interfaces speci f I cal I y (probably, by chemi cal adsorption), the adsorption probably being onto the iron bearing positions. The sedimentation process, considered in this work as one of the dewateri ng processes i n whl ch the f I occul at I on/coagul at i on methods can be utilized, is found to be di vl sable into i) the induction, ii) the settling with constant rate, iii) the transition, and, i v) the compaction periods, each of which being amenable to mathematical deneri pti ons. It is proposed that the ` I i near setti i ng vel oci ty` parameter for the `settling with constant rate` period, together with the `final sediment volume` parameter for the `compaction` period are probably the most important parameters for technological considerations.VI In the process of settling out the red mud suspensions, the effects of specifically adsorbing flocculants and of coagulants, on the parameters such as these are found to be in accordance with the expec tations which may be deduced from more general principles such as the a/npirlcal Schul ze- Hardy rule, or the electrical double layer theory. It is also found that adding a mineral (antigorite) having Interfaclal charge opposite to that of red mud, to the suspension increases the linear settling velocity by increasing the effective mass through forming aggregates, and probably decreases the final sediment volume after- discounting the volume of the added mineral.