Dökümhane Kumlarının Yönetimi ve Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Samsun İli'nde pik döküm alanında faaliyet gösteren bir dökümhaneden açığa çıkan atık döküm kumunun, geri kazanımı ve geri dönüşümü üzerine 'üniversite-sanayi işbirliği' çerçevesinde uygulanabilirliği araştırılmıştır. Atık döküm kumunun geri kazanımına yönelik çalışmalar iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada; sulu çözeltilerden katyonik boyar maddelerin (metilen mavisi, malahit yeşili, kristal viole ve nötral kırmızısı) ve ağır metal (Cu(II) ve Pb(II)) iyonlarının farklı sıcaklıklarda ve farklı adsorbent miktarlarında adsorpsiyon kinetiği, izotermi ve termodinamiğine ait parametreler incelenmiştir. Sonuçlar, denge verilerinin Langmuir izoterm modeline uyduğunu göstermiştir. Maksimum tek tabaka adsorpsiyon kapasitesi (Qm) metilen mavisi için 12.38 mg/g, malahit yeşili için 23.44 mg/g, kristal viole için 8.31 mg/g, nötral kırmızısı için 10.55 mg/g, ve Cu (II) iyonu için 3.31 mg/g, Pb (II) iyonu için 5.12 mg/g, olarak bulunmuştur. Kinetik verilerin yalancı-ikinci derece kinetik modele uyumlu olduğu görülmüştür. Hesaplanan termodinamik parametrelere göre prosesin endotermik ve kendinden gerçekleşen bir proses olduğu, fiziksel adsorpsiyon ve zayıf kimyasal etkileşim mekanizmasıyla gerçekleştiği görülmüştür. Çalışmamızın ikinci aşamasında; atık döküm kumu çimento üretiminde ve beton üretiminde kullanılmıştır. Çimento üretiminde atık döküm kumu, farklı ikame oranlarında klinker yerine kullanılmıştır. Beton üretiminde ise; farklı ikame oranlarında ince agrega yerine kullanılmıştır. Ürünlerin, farklı kur sürelerindeki performanslarını belirlemek üzere çökme, birim ağırlık, sıcaklık, priz alma-sonlanma suresi, basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, elastisite, su emme oranı ve yoğunluk gibi mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu çalışma, dökümhane atıklarının yönetimini sağlamak, tekrar kullanarak endüstriye kazandırmak, üretim girdilerini azaltmak, endüstriyel arıtım amacıyla kullanımlarda adsorbent miktarını azaltmak ve maliyeti düşürmek yönünde katkı sağlayacağını ortaya koymuştur.

In this study, carried in Samsun, the released from a foundry in the field of waste foundry sand has been investigated in the framework of applicability, recovery and recycling with 'university-industry cooperation''. Working on the recovery of waste foundry sand have been carried out in two stages. In the first stage; certain anionic dyestuffs (methylene blue, malachite green, crystal violet and neutral red) and heavy metals ions (Cu (II) and Pb (II)) have been analyzed for adsorption kinetics, isotherms and parameters of thermodynamics. The results showed that the equilibrum data fit the Langmuir isoterm model. Maximum monolayer adsorption capacity (qm) has been analyzed, respectively, for methylene blue to 12.38 mg/g, for malachite green to 23.44 mg/g, for crystal violet to 8.31 mg/g, for neutral red to 10.55 mg/g, for Cu (II) ions to 3.31 mg/g, for Pb (II) ions to 5.12 mg/g. The kinetic data showed to be fit the pseudo-second degree kinetic model. According to calculated thermodynamics parameters, the process was determined exothermic and spontaneous reaction and formed by physical adsorption and poor chemical interaction. In the second stage of our study; waste foundry sand has been used in the production of cement and concrete. Waste foundry sand has been used instead of clinker in different substitution rate in cement production. In the concrete production, waste foundry sand has been used instead of the fine aggregate in different substitution rate. These productions have been investigated to determine time performance of different exchange rate such as collapse (slump), unit weight, temperature, outlet take-termination period, the compressive strength, splitting tensile strength, elasticity, water absorption rate and density. This study showed ensuring the management of foundry waste, re-using industry to provide production inputs, reducing the amount of adsorbent in industrial waste water treatment in order to reduce the use and contribute to lower costs.