Ağır metaller içeren çelik sanayii atıklarının stabilizasyonu ve solidifikasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2007

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Güray Salihoğlu

Danışman: VEDAT PINARLI

Özet:

Çelik endüstrisinin en büyük çevresel problemlerinden biri de yüksek miktarlarda ürettiği baca tozlarının bertarafıdır. Baca gazı arıtma sistemlerinde toplanan bu tozlar, içerdikleri ağır metallerin sızma potansiyeli nedeniyle Türk, Avrupa Birliği ve ABD yönetmeliklerince tehlikeli atık olarak sınıflandırılmaktadır. Bu çalışmanın amacı çelik sanayi atık baca tozlarını (ABT) tehlikesiz hale getirmektir. Çalışmada ABT'ye tehlikelilik özelliği kazandıran çinko ve kurşun oksitlerin stabilizasyonu ve solidifikasyonu (S/S) araştırılmıştır. Deneyler Bursa'daki bir çelik fabrikasından alınan baca tozu üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel süreçte X ışını floresansı (XRF), X Işını difraksiyonu (XRD), tarama elektronu mikroskobu (SEM) teknikleri kullanılmış, priz süresi, basınç dayanımı (UCS), granülometre ve asit nötralizasyon kapasitesi (ANC) deneyleri yapılmış, Toksisite Özelliklerini Sızdırma Prosedürü (TCLP) ve Sentetik Yağışla Sızdırma Prosedürü (SPLP) ekstraksiyon testleri uygulanmış ve ağır metal okumaları yapılmıştır. ABT %5-90 arasında değişen oranlarda Portland Çimentosu ve/veya çeşitli katkılarla karıştırılarak harç veya pasta örnekleri hazırlanmış, örnekler 0-360 gün arasında değişen periyotlar boyunca su ve/veya hava kürüne tabi tutulmuşlardır. Kür sürelerinden sonra örneklerin (S/S ürünlerinin) tehlike özellikleri belirlenmiştir. ABT'nin stabilizasyonunda uçucu kül, çimento fırını tozu ve tufalin Portland çimentosu kadar etkili olmadığı, Portland çimentosunun ana bağlayıcı olarak tek başına uygulanmasının daha olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Örneklerdeki kum uygulaması stabilizasyonu olumsuz etkilemiş, yüksek miktarlardaki ABT'nin beton yapı malzemesi olarak kullanımı mümkün olmamıştır. Portland çimentosuyla yapılan denemelerde atık yüzey alanının artırılmasının dahi depolanabilirlik sınır değerlerinin sağlanması için yeterli olmadığı görülmüştür. Kireç ABT içindeki ağır metal stabilizasyonunu sağlamak için gerekli pH şartlarını sağlamaya yardımcı olmuştur. Nihai pH'ın stabilizasyonda önemli ve belirleyici bir faktör olduğu ve depolanabilirlik sınır değerlerinin sağlanması için S/S sisteminin pH'ının, ağır metallerin çözünürlük aralığına göre ayarlanması gerektiği bulgulanmıştır. ABT stabilizasyonu için kireç ve Portland çimentosu kombinasyonunun uygun bir seçenek olduğu belirlenmiş, arıtma metodu formüle edilmiştir.