Boraks ve borik asit üretiminde ortaya çıkan katı atıkların çimento sanayiinde değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, boraks ve borik asit üretiminde ortaya çıkan kah atıkların çimento sanayiinde alçıtaşı ve katkı maddesi olarak değerlendirilmesi ele alınmıştır. Özellikle boraks (Na2B407 10H2O) üretiminde kullanılan tinkal minerali (Na2B4Os(OH)4-8H20) ve borik asit (H3BO3) üretiminde kullanılan kolemanit minerali (Ca2[B304(OH)3]2.2H20) ekonomik açıdan çok önemlidir. Bu üretimler sırasmda tesislerde her yıl 145.000 ton (yaş bazda) katı atik oluşmakta ve çevreye verilmektedir. Minerallerin işlenmesi sırasında, filtrelerin randımanlı çalışmaması, minerallerin içermiş olduğu boraksın ve borik asitin, atık kil içerisinde kalmasına neden olmaktadır. Özellikle B2O3 miktarı borik asit atıklarında %Tye, boraks atıklarında ise %17ye kadar çıkmakta, bu durum hammadde kaybım dolayısıyla ekonomik kayıpları beraberinde getirmektedir. Bu atıkların yapılan kimyasal analizleri neticesinde borik asit atığının %90 oranında alçıtaşından (CaSC>4.2H20) oluştuğu, boraks atığının ise kil ile aynı bileşenleri içerdiği tespit edilmiştir. Portland çimentosu üretiminde klinkere priz süresini ayarlamak amacıyla %3-5 oranında alçıtaşı katılmaktadır. Borik asit atığı, alçıtaşı özelliği gösterdiğinden dolayı klinkere farklı oranlarda katılmış ve çimentoda yer alan standartlarla karşılaştırılmıştır. Boraks atığı ise katkı maddesi olarak portland çimentosuna (P.Ç.42,5) katılmış, bor konsantrasyonunun çimento yapısı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu şekilde değişik katkı oranlarıyla oluşturulan çimento numunelerinin kimyasal analizleri yapılarak, TS 24'e göre dayanım, donma başlangıcı ve sonu, hacim sabitliği, incelik, özgül ağırlık, özgül yüzey gibi fiziksel testler uygulanmıştır. Kalite kontrol testlerinin uygulanması sonucunda, borik asit atığı katkılı numunelerin, standartlara uygun sonuçlar verdiği ve çimento sanayiinde kullanılabileceği saptanmıştır. Boraks atıklarının ise içerdikleri B2O3 miktarının düşürülmesiyle, çimento sanayiinde ek hammadde olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.