ÜLEKSİT CEVHERİNİN PİROMETALURJİK YÖNTEMLE SUSUZLAŞTIRILMASI ve KARAKTERİZASYONU

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ŞAHİN HAŞIL

Danışman: Mustafa Engin Kocadağistan

Özet:

Amaç: Tüvenan üleksit cevherine kalsinasyon ve termal analiz (TG, DTG ve DSC) uygulanmak suretiyle üleksitin susuzlaştırılması, ısıtma hızlarının cevherin bozunma sıcaklığına etkilerinin araştırılması, deneyler sonucunda H₂O, B₂O₃, CaO ve Na₂O konsantrasyonlarındaki değişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Bunlara ilave olarak kinetik parametrelerin analizi için üç farklı model (KAS, FWO ve STK) ile tüvenan üleksit cevherinin termal ayrışmasının incelenmesi amaçlanmıştır.

Yöntem: Balıkesir Bigadiç yöresinden temin edilen tüvenan üleksit cevherine boyut küçültme ve eleme işlemleri uygulanarak -325 mesh (44 mikron) tane boyutuna indirilen cevhere önce 323 K ila 673 K arası (50 K artışlarla) kalsinasyon işlemi uygulanmıştır. Cevher, kül fırınında bu sıcaklıklarda belirli sürelerde (1, 2, 4 ve 6 h) ve cevher miktarları (1, 3 ve 5 g) ile kalsine edilmiş ve H₂O, Na₂O, CaO ve B₂O₃ konsantrasyonlarındaki değişimler belirlenmiştir. Daha sonra TG, DTG ve DSC olmak üzere termal analizler yapılmış ve kalsinasyon işlemi ile mukayese edilerek KAS, FWO ve STK modelleri ile cevherin termal ayrışması ve karakterizasyonu araştırılmıştır. Ayrıca XRD, FTIR ve SEM-EDS analizleri yapılmıştır.

Bulgular: Üleksit cevherinin kalsinasyonu sonucunda 673 K sıcaklıklarından sonra suyunun tamamen uzaklaştırıldığı, B₂O₃, CaO ve Na₂O konsantrasyonlarında %55 civarında artışların olduğu belirlenmiştir. Susuzlaştırma işlemlerinde üleksit cevherinin üç aşamalı olarak suyunu verdiği tespit edilmiş bu sonuçlar TG, DSC, DTG analizleri ile de doğrulanmıştır. Termal analizler sonucunda farklı ısıtma hızları incelenmiş ve üleksit cevherinin bozunma sıcaklığına etkileri belirlenmiştir.

Sonuç: Tüvenan üleksit cevheri zenginleştirme işlemleri sonucunda 44 mikron boyutuna düşürülmüş, ısıl işleme tabi tutulmuş ve bünyesindeki su miktarı ağırlık farkları hesaplanarak 673K sıcaklık ve 6 saatlik süreler sonunda %99 oranında giderilmiştir. Kalsinasyon sonunda cevherin B₂O₃ tenörü %66,5 seviyelerine çıkarılmıştır. 4 farklı ısıtma hızında yapılan termal analiz işlemleri ile ısıtma hızındaki değişim ile bozunma sıcaklığına etkileri incelenmiştir.