Bakır endüstrisi flotasyon atıkları ve zeolitlerin beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması / Başak Mesci; Danışman Osman Nuri Ergun

Abstract

Sürdürülebilir ve yaşanabilir bir çevre oluşturmak, diğer pek çok faktörün yanında çeşitli endüstrilerden oluşan ikincil ürünlerin rasyonel olarak kullanımına bağlıdır. Yapı materyallerinin özelliklerinin pek çoğu, endüstriyel atıkların doğal ve/veya yapay katkı malzemeleri olarak kullanımı ile geliştirilebilmektedir.Bakır flotasyon atıkları, bakır endüstrilerinden oluşan ve Zn, Co ve Pb gibi toksik metallerin eser miktarları yanında önemli miktarda Cu içeren atıklardır. Proseste 1 ton bakır üretiminden yaklaşık 2.2 ton bakır flotasyon atığı oluşmaktadır. Büyük miktarlarda oluşan bakır atıkları genellikle herhangi bir ön işleme tabi tutulmaksızın tesis çevresindeki alanlara gelişigüzel bir şekilde depolanmaktadır. Çoğu zaman atıkların depolandığı arazi zemininde sızdırmazlık sağlayabilecek herhangi bir örtü tabakası kullanılmadığından, atıkta bulunan ağır metaller zamanla yağış sularının da etkisiyle toprak, yeraltı ve yüzey sularına karışarak insan sağlığını ve çevreyi olumsuz yönde etkilemektedir. Zeolitler mikrogözenekli kristal yapısı, yüksek iyon değiştirme kapasitesi, moleküler elek ve adsorbsiyon özellikleri nedeni ile su ve hava filtrasyonu, kirlilik, koku problemi, su kültürü, toprak iyileştirme ve hayvan yemi katkı maddesi gibi pek çok alanda başarı ile kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada, Samsun Eti Bakır İşletmeleri İzabe Tesisi flotasyon atıkları ve Manisa-Gördes klinoptilolitlerinin çimento katkı maddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. İlk aşamada çimentoya, % 2.5, % 5, % 7.5, % 10, % 12.5 ve % 15 oranlarında flotasyon atıkları, klinoptilolit ve flotasyon atıkları-klinoptilolit ilave edilerek çimentonun kıvam suyu, priz süresi, hacim genleşmesi, elek bakiyesi, özgül yüzey, özgül ağırlık ve basınç dayanımı gibi fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. İkinci aşamada, karışımlar beton üretiminde kullanılmış ve elde edilen sonuçlar, Türk Standartları ve referans değerle karşılaştırılmıştır. Son aşamada ise farklı sızdırmazlık (leaching) testleri uygulanarak bakır endüstrisi flotasyon atığı katkılı çimentodaki bakır salınımları incelenmiştir. Sonuç olarak, bakır endüstrisi flotasyon atıklarının çimento hammaddesi olarak % 5 oranlarında klinoptilolit ile birlikte kullanıldığında beton performansı yönünden daha iyi sonuçlar verdiği ve klinoptilolitin iyon değiştirme özelliği ile flotasyon atığındaki bakır konsantrasyonunu önemli ölçüde azalttığı görülmüştür. Aynı zamanda, bakır flotasyon atıkları klinoptilolit ile birlikte kullanıldığında bakır atığının çimentoda oluşturduğu olumsuz etkileri azalttığı gözlenmiştir