Fosfojipsin akışkan yatak reaktörde bitümlü şistle dekompozisyonu ve çimento klinikleri üretim olanaklarının araştırılması

Abstract

A feedstock composed of a mixture of phosphogypsum (PG 70 %) - oil shale (OS 30 %) was decomposed in a fluidized bed reactor for clinker production. Decomposition experiments were carried out under differential reactor operation conditions in a reductive medium at atmospheric pressure and at constant temperature (1000 °C). In first experiments, the reductive conditions in the reactor were attempted to be obtained only by means of the carbon content of oil shale. The solid product obtained under these conditions were burned at 1400 ° C. The X ray diffraction of these samples indicated the existence of amorphous structure, which is an unfavorable condition for the formation of cement clinker phases. Then, another set of experiments were conducted where the addition of CO2 to the fluidizing air contributed to prevailing the reductive atmosphere in the fluidized bed. The samples from these experiments, after burning at 1250 and 1350 °C revealed the existence of Gehlenite ((CaO)2 (AI2O3) (SiO2)) and Gehlenite + Merwinite. Similar treatment at 1400 °C showed anly Merwinite (Ca3Mg(Si04)2). It can be concluded from these results that the investigated operating conditions with some further improvements exhibit a promising process towards production of cement clinker from a fairly large waste material.

Özet

Bu çalışmada, ağırlıkça % 30 bitümlü şist ve % 70 fosfojipsten oluşan fosfojips-bitümlü şist katı girdi karışımları, klinker üretimine yönelik olarak paslanmaz çelikten yapılmış laboratuvar ölçekli bir akışkan yatak reaktörde dekompozisyona uğratılmışlardır. Dekompozisyon tepkimeleri diferansiyel reaktör işletim koşullarında indirgen ortamda atmosferik basınçta, sabit sıcaklıkta (1000° C) gerçekleştirilmiştir. İlk deneylerde, reaktördeki indirgen koşullar sadece bitümlü şistin karbon içeriğiyle sağlanmaya çalışılmıştır. Bu koşullarda elde edilen katı ürünler 1400 ° C'de pişirilmişlerdir. Bu örneklerin X-ışını difraksiyonu çimento klinker fazlarının oluşumu açısından istenmeyen camsı (amorf) bir yapıyı göstermiştir. Daha sonra akışkanlaşma havasına CO2 katılarak etkin indirgen ortam yaratılmasına yönelik deneyler yapılmıştır. Elde edilen katıların 1250 °C ve 1300 °C'da kül fırınında ek pişirilmesiyle sırasıyla Gehlenit ((CaO)2 (AI2O3) (SiO2)) ve Gehlenit + Merwinit yapıları gözlenmiştir. 1400 °C'de yapılan aynı işlem, yapının tamamen Merwinit (Trikalsiyum magnezyum silikat : Ca3Mg (SiO4)2) olduğunu göstermiştir. Bu sonuçların, yapılacak birtakım iyileştirmelerle incelenmiş işletim koşullarında fazla miktarda mevcut atıktan çimento klinkeri üretiminin umut verici bir proses olduğu söylenebilir.