Bağlayıcı Olarak CMC Kullanımının Kromit Konsantrelerinden Üretilen Soğuk Bağlı Kompozit Peletlerin Mukavemetine Etkisi

Kompozit pelet ya da briket kelimesi, genellikle bünyesinde toz cevher ya da konsantre, cüruf yapıcı ve katı redükleyici madde (kömür, kok vb.) içeren pelet veya briketler için kullanılan bir terimdir. Bunlar üretildikten sonra, bir sonraki aşamada gerekli işlemler için, düşük sıcaklıklarda (25-300oC) mukavemet kazandırılmış peletlerdir. Bu pelet ya da briketler, alternatif demir çelik üretim yöntemlerinden olan FASTMET veya ITMK3 üretim prosesleri için kullanılan bir malzemedir. Bu çalışmada; ETİKROM Yıldırım Holding’den sağlanan, yaklaşık %52 $Cr_2O_3$ tenörlü kromit konsantresi, redükleyici olarak kok tozu ve flaks malzemesi olarak Ca(OH)2, peletleri oluşturan taneciklerin birbirine bağlanmasını sağlayan karboksi metil selüloz (CMC) kullanılarak elde edilen kromit peletlerinin, elektrik ark fırınlarına beslenmeden önce ön redüksiyon işlemi için gerekli mukavemete sahip olması amacıyla, kompozit pelet üretiminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Deneylerde; konsantreye önce sadece %0,5, %1 ve %2 oranlarında CMC ilave edilmiş ve üretilen peletlerin yaş pelet düşme sayısı ile kuru mukavemet değerlerine bakılmıştır. Buna göre; CMC oranının artmasıyla, mukavemet ve yaş pelet düşme sayısının arttığı gözlenmiş, %2 CMC ilave edilen peletlerin 90 dakika, 200oC sıcaklıkta bekletilmeleri sonucu 39,36 kg-kuvvet/Pelet (386 N/Pelet) kuru mukavemet değerinin elde edildiği görülmüştür. %2 CMC ilave edilerek üretilen peletlerini yaş pelet düşme sayılarının 23-27 düşme/45 cm arasında değiştiği gözlenmiştir. %2 CMC, %20 kok tozu ve %4 Ca(OH)2 ilave edilerek üretilen kompozit peletlerin mukavemet değerlerinin, 73,9 kg-kuvvet/Pelet (725 N/Pelet) kuru mukavemet değerine sahip oldukları tespit edildi. Elde edilen bu mukavemet değerleri, soğukta sertleşen pelet mukavemet standartlarının (250-300 N/Pelet ) üzerinde bir değerdir. Anahtar kelimeler

The Effect of Using CMC as a Binder on the Strength of Cold Bonded Composite Pellets Produced from Chromite Concentrates

The word composite pellet or briquette is a term generally used for pellets or briquettes containing powder ore or concentrate, slag maker, and solid reducing agent (coal, coke, etc.). After these are produced, they are pellets that have been strengthened at low temperatures (25-300oC) for the next stages. These pellets or briquettes are materials which was used for sponge iron production processes, one of the alternative iron and steel production methods. This study; as using Chromite concentrate with approximately 52% $Cr_2O_3$ grade supplied from ETİKROM Yıldırım Holding, coke powder as reducing agent and Ca (OH)2 as slag maker, and carboxy methyl cellulose (CMC) that has contributed bonding the chromite particles to each other to form were aimed to produce chromite pellets to which have strength necessary in order to pre-reduction before feeding to electric arc furnace. In the experiments; first, only at the rate of 0.5%, 1% and 2% CMC was added to the concentrate and the wet pellet fall number and dry strength values of the produced pellets were examined. According to this; As the CMC ratio increased, it was observed that the dry strength of pellets and wet pellet falling number increased base on ratio of CMC, and the dry strength of pellets in which added 2% CMC and dried at 200oC for 90 minutes was obtained 39.36 kg-force/Pellet (386 N / Pellet). It was observed that the number of wet pellet falling of pellets produced by adding 2% CMC varied between 23-27 drops / 45 cm. It was determined that the strength values of composite pellets produced by adding 2% CMC, 20% coke powder and 4% Ca (OH)2 had 73.9 kg- force / Pellet (725 N / Pellet) dry strength value. The values of strength obtained are higher than the cold hardening pellet strength standards (250-300 N/Pellet).

PDF

___

[1] Apaydın F., Atasoy A., Yıldız K. 2011. Mekanik aktive edilmiş kromitin grafitle karbotermal redüksiyon kinetiği. SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, 15 (1): 17-22.
[2] Yarkadas G., Yildiz K. 2009. Effects of mechanical activation on the soda roasting of chromite. Can. Metal. Quarterly, 48 (1): 69-72.
[3] Murthy Y.R., Tripathy S.K., Kumar C.R. 2011. Chrome ore beneficiation challenges & opportunities a review. Minerals Engineering, 24 (5): 375e380.
[4] Yalcin S. 2003. Modelling Chromium Leaching From Chromite Ore Processing Waste. The Degree of Master of Science, the Department of Environmental Engineering, the Graduate School of Natural and Applied Sciences of the Middle East Technical University.
[5] Uyanik T. 2010. Mining, Export Promotion Center of Turkey, 9 p. Available at: http://www.fenimining.com/ upload/dosyalar/m_rapor_1359493103.pdf (Access Date: 10.07.2015).
[6] Boyrazlı M., Öztürk E.A., Benkli Y.E., Çizmecioğlu Z. 2015 Soğukta Sertleşen Pelet Üretiminde Pelet Mukavemetine Na-Bentonit ve Organik Bağlayıcıların Etkilerinin Karşılaştırılması. Metal Dünyası Dergisi Sayı, Nisan: 262.
[7] Benkli Y.E. 2008. Soğukta Sertleşen Kompozit Peletlerin Yarı Ergitme Şartlarında İndirgenmesinin Araştırılması. Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[8] Mourao M., Takano C. 2003. Self-Reducing Pellets for Ironmakıng Mechanical Behavior. Mineral Processing & Extractive Metall. Rev., 24: 233-252.
[9] Benkli Y.E., Boyrazli M., Senoz G.M.L., Cizmecioglu Z. 2018. Investigation of reduction of magnetite based carbon composite pellets under semi-fusion conditions. Physicochem. Probl. Miner. Process., 54 (3): 621-628.
[10] Benkli Y.E., Boyrazlı M., Avdallar V., Çizmecioğlu Z., Artır R. 2008. Organik Esaslı Bağlayıcı ile Soğukta Sertleşen Kompozit Pelet Üretiminin Araştırılması. 14. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, Ekim 2008, İstanbul.
[11] https://akbelkimya.com.tr/cmc-karboksimetil-seluloz-196-urun (Erişim Tarihi: 15.03.2021).
[12] Boyrazlı M. 2008. Demir Cevherleri İçerisindeki Safsızlıkların Olumsuz etkilerinin Giderilme Yollarının Araştırılması. Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[13] Boyrazlı M., Artır R., Çizmecioğlu Z. 2006. Divriği Manyetit Konsantresiyle Üretilen Küresel Peletlerde Klorlayıcı Buharlaştırma Yönteminin Alkali Giderimine ve Pelet Mukavemetine Etkisinin Araştırılması. 13. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, Kasım 2006, İstanbul
[14] https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydroxide (Erişim Tarihi: 15.03.2021)