Seyitömer Termik Santral atık uçucu küllerinin sinterleşme karakterizasyonu

Abstract

Seyitömer Termik Santral atık uçucu küllerinin sinterieşme karakterizasyonlannın yapılması ve yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi amacıyla yapılan çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın birinci aşamasında, hammadde karakterizasyonlan yapılmış, mineralojik analizler sonucunda uçucu küllerin çoğunlukla amorf faz içerdikleri, kristal fazında a-kuvars, muskovit, enstatit, kristabolit, kalsiyum sülfat ve demir bileşiklerinden oluştuğu saptanmıştır. Uçucu küller yüksek oranda Fe2Û3 içermesi ve bunu içeren fazlann bazılannın manyetik olması sebebiyle tane boyut dağılım analizi yapılamamış ve özgül ağırlık ölçümleri sonucunda ortalama özgül ağırlık değerinden daha yüksek değere sahip olduklan tesbit edilmiştir. Uçucu kül, Kütahya bentoniti ve Ünye bentonitinin özgül ağırlıklan sırasıyla, 2.35x1 03, 2.36x1 03 ve 2.57x1 03 kg/m3 'tür. Uçucu küllerin ve farklı sıcaklıklarda sinterlenen (900, 1000, 1100 ve 1200 °C) bentonit ilaveli numunelerin taramalı elektron mikroskobu incelemesinde, homojen bir tane boyut dağılımına sahip olmadıkları ve çoğunlukla aglomere ve küresel tanelerden oluştuklan saptanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, uçucu kül, Kütahya bentoniti, Ünye bentoniti ve kolemanit atığı kullanılarak değişik oranlarda hazırlanan karışımlardan yarı-kuru presleme yöntemi ile 36 mm çap ve yüksekliğinde silindirik, 41x8x5 mm boyutlarında çubuk numuneler üretilmiştir. 110 °C 'de kurutulan numuneler 900, 1000, 1100 ve 1200 °C 'de sinterlendikten sonra çeşitli testlere tabi tutulmuştur. Sinterleme işlemleri sonucunda kolemanit atığı katkılı numunelerin patladığı görülmüştür. Yapılan testler sonucunda bentonit ilavesinin kuruma, pişme, toplu küçülme ve kızdırma kaybı değerlerinde önemli büyüklükte değişikliklere neden olmadığı ancak sıcaklığın artmasıyla değişiklikler meydana geldiği görülmektedir. Basma ve üç nokta eğme mukavemetinin sıcaklık artışına bağlı olarak arttığı ancak bentonit miktanna bağlı olarak düştüğü saptanmıştır. En yüksek mukavemet değerine %100 uçucu kül ihtiva eden numunelerin sahip olduğu ve artan bentonit miktarının mukavemeti olumsuz yönde etkilediği görülmektedir. Ancak Ünye bentoniti %3 'ün üzerindeki miktarlarda uçucu küle ilave edildiği takdirde mukavemetin ve diğer özelliklerin olumlu yönde değiştiği saptanmıştır. Ünye bentoniti, Kütahya bentonitine nazaran daha düşük miktarlarda küle ilave edilmesine karşılık, yüksek bağlayıcılık özelliği ve homojen karıştınlması sebeplerinden dolayı daha iyi sonuçlar vermiştir. Numune mukavemetleri Türk Standartlanna (TS 705) uygun olup, çalışma sonucunda uçucu küllerin yapı malzemesi, olarak değerlendirilebileceği tesbit edilmiştir. Sonuçta atık uçucu küllerin, bağlayıcı olarak kullanılan bentonitlerden Ünye bentoniti ilavesi ile (% 3 'ün üzerinde), hatta hiçbir bağlayıcı madde kullanılmaksızın yapı malzemesi olarak değerlşndirilebileceği belirlenmiştir.

Fly ash is a secondary waste fine powder product of low grade coal consummed in power plants. This fly ash is collected by the cyclones and precipitator as known arrestors and stored in bunkers. The physical and chemical properties of fly ash depends on the fuel used and the combustion condition. The fly ash has different particle size and shape. In generally, the particles of fly ash is irregularly shaped. Some of the particles are glassy spherical shaped, aglomareta and cornered shaped. The fly ash comprises chemically a mixture of the following oxides, SİO2, AI2O3, Fe203, CaO and MgO. The mineral phases comprised of quartz, mullite, hematite, magnetite and gypsite (anhydrite). The electric power plants in Turkey, produce about 15 milion Tones of waste fly ash every year. This large quantity of fly ash present a serious problem form the point view of storing, dumping, health and environmental polution. Therefore, there is a need for an economical and relaible methods to solve or minimize the side effects of this problem. Several approaches have been suggested to solve this problem. The approach of conditioning the fly ash to a stage that could be applicable in industrial applications, has recieved the wider attension. This approach is already in application in cement industry. Investigations in this field suggested, the fly ash potential use in the following industries ; brickmaking, concrete, light agrega, geotechnic application, glass and ceramic industry, wall mortar, to prevented the overflowing and casting sand. In this present work, sintering characterization and utilisation of fly ash from the Seyitömer Power Plant has been investigated. Furthermore, the effects of binding materials ( bentoniteand colemanite waste) on sintered properties of the fly ash were also studied. For this purpose, bentonites from Kütahya and Ünye and colemanite waste from Kütahya / Emet were used. The chemical compositons of the fly ash of Seyitömer Power Plant, Kütahya bentonite, Ünye bentonite and colemanite waste are as in Tables 1, 2 and 3 respectively..