KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / El-Cezeri / 2026 / Cilt: 13 Sayı: 2

Maden ve Metalürji Endüstrisi Artıklarından Sinterleme Yöntemiyle Cam-Seramik Üretiminin Araştırılması

Research of Glass-Ceramic Material Synthesis Through Waste By-Product Sintering from Mining and Metallurgical Activities

Oktay Bayat(ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0000-0003-2330-3074
Mahmut Altıner(ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0000-0002-7428-5999
Muhammed Aboelgamel(ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0009-0006-4126-8347
Sayfa
125–134
Yayın Tarihi
2026-05-03
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

İncelenen cam-seramik örneklerinin morfolojik yapısal analizinden sonra bol miktarda kristal ve ince tane oluşumu gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu makalede, Türkiye'deki kromit artıkları, termik santral uçucu külü (Sınıf F) ve kırmızı çamur malzemeleri kullanılarak cam-seramik üretimi deneysel olarak araştırılmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Optimum parametreler şu şekilde belirlenmiştir: (i) pişirme sıcaklığı 1.200 ◦C, (ii) artıkların (uçucu kül, kromit atıkları ve kırmızı çamur) oranı 1:2:3 ve (iii) kaolin ve kuvarsit gibi katkı maddelerinin oranı ise 1:1’dir.
💡
Sonuç & Katkı:İncelenen cam-seramik örneklerinin morfolojik yapısal analizinden sonra bol miktarda kristal ve ince tane oluşumu gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Sinterleme · cam-seramik · refrakter

Özet

Bu makalede, Türkiye'deki kromit artıkları, termik santral uçucu külü (Sınıf F) ve kırmızı çamur malzemeleri kullanılarak cam-seramik üretimi deneysel olarak araştırılmıştır. Optimum parametreler şu şekilde belirlenmiştir: (i) pişirme sıcaklığı 1.200 ◦C, (ii) artıkların (uçucu kül, kromit atıkları ve kırmızı çamur) oranı 1:2:3 ve (iii) kaolin ve kuvarsit gibi katkı maddelerinin oranı ise 1:1’dir. Cam-seramiklerin özellikleri: görünür katı yoğunluk 2,05 g/cm³, ortalama su emme oranı %0,44 ve basınç dayanımı 12,21 MPa’dır. İncelenen cam-seramik örneklerinin morfolojik yapısal analizinden sonra bol miktarda kristal ve ince tane oluşumu gözlemlenmiştir. Türkiye'deki madencilik ve metalürji endüstrilerinden elde edilen artıklardan üretilen cam-seramikler, nispeten düşük sıcaklıklarda değerli inşaat malzemeleri için uygun olma potansiyeline sahip olduğunu ve etkili bir atık yönetimi çözümü sunduğunu göstermektedir.

Abstract

This study analyzes the possibility of producing glass-ceramics from chromite tailings, coal fly ash (Class F), and red mud industrial wastes in Türkiye. Unlike previous studies that typically used binary mixtures or different compositional ratios, this study introduces a novel ternary combination with a fixed 1:2:3 ratios (fly ash: chromite tailings: red mud). This specific ratio was optimized through experimental trials and found to enhance sinterability, mechanical strength, and microstructural stability. The glass-ceramics obtained using this ratio demonstrated compressive strength, water absorption, and density of 12.21 MPa, 0.44%, and 2.05 g/cm³, respectively. The resultant products were analyzed by XRD and leaching tests, which confirmed quartz-based crystalline phases and negligible leaching of toxic metal ions. These findings propose a new strategy for environmentally benign waste recycling, aligned with green chemistry principles and the UN Sustainable Development Goal 12.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Bayat, O., Altıner, M., Aboelgamel, M. (2026). Maden ve Metalürji Endüstrisi Artıklarından Sinterleme Yöntemiyle Cam-Seramik Üretiminin Araştırılması. El-Cezeri, Cilt: 13 Sayı: 2, 125–134. https://doi.org/10.31202/ecjse.1654765

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (41)

  1. Wen Q., Liu B., Zhang J., Shen H., Deng J., and Zhang S., Glass-ceramics prepared from desulfurized electrolytic manganese residue and the nucleation promotion effect of calcium fluoride in glass phase transition, Ceramics International, 2024, 50(3), pp. 4563-4572.
  2. Tai Ceramic Society. 2025 cited 2025, Available from: http://www.thaiceramicsociety.com.
  3. Demir B.G., Özdoğan A.K., and Akbulut A., Türkiye krom potansiyeli, üretimi ve ihracatının genel bir değerlendirmesi, Uluborlu Mesleki Bilimler Dergisi, 2023, 6(1), pp. 92-101.
  4. Atasoy A., Reduction of ferric oxides in the red mud by the aluminıothermic process. in 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS ‘11), 2011.
  5. Topal M., Topal E.I.A., Aslan S., and Kılıç M., Termik santral uçucu külü, cürufu ve arıtma çamurundan ağır metaller in liçlenebilirliği, Sakarya University Journal of Science, 2011, 15(2), pp. 97-104.
  6. Bayat O., Characterisation of Turkish fly ashes, Fuel, 1998, 77(9-10), pp. 1059-1066.
  7. Türker P., Erdoğan B., Katnaş F., and Yeğinobalı A., Türkiye’deki Uçucu Küllerin Siniflandirilmasi Ve Özellikleri, Ankara, Tçmb, 2009.
  8. Erkmen Z., Çataklı E., and Öveçoğlu L.M., Characterisation and crystallisation kinetics of glass ceramics developed from Erdemir blast furnace slags containing Cr2O3 and TiO2 nucleants, Advances in Applied Ceramics, 2009, 108(1), pp. 57-66.
  9. Li C., Zhang G., Zheng H., Zhang F., and Liu K., Characterization of glass-ceramics developed from zinc leaching residue by sintering method, Ceramics International, 2024, 50(5), pp. 8302-8317.
  10. Chen D., Wang Y., Yu Y., Ma E., and Zhou L., Microstructure and luminescence of transparent glass ceramic containing Er3+: BaF2 nano-crystals, Journal of Solid State Chemistry, 2006, 179(2), pp. 532-537.
  11. Huang Y., Chen Z., Liu Y., Lu J.-X., Bian Z., Yio M., Cheeseman C., Wang F., and Poon C.S., Recycling of waste glass and incinerated sewage sludge ash in glass-ceramics, Waste Management, 2024, 174, pp. 229-239.
  12. Xing J., Tang Q., Gan M., Ji Z., Fan X., Sun Z., Chen X., and Jing Q., Preparation of glass ceramic by low-temperature melting of municipal solid waste incineration fly ash and municipal sludge, Materials Letters, 2024, 359, pp. 135962.
  13. Li B., Chen C., Zhang Y., Yuan L., Deng H., and Qian W., Preparation of glass-ceramics from chromite-containing tailings solidified with Red Mud, Surfaces and Interfaces, 2021, 25, pp. 101210.
  14. Kritikaki A., Zaharaki D., and Komnitsas K., Valorization of industrial wastes for the production of glass–ceramics, Waste and biomass valorization, 2016, 7(4), pp. 885-898.
  15. Ismail N.Q.A., Sa'at N.K., Zaid M.H.M., Zainuddin N., and Mayzan M.Z.H., Effect of Na2CO3/Al2O3 ratio on the calcium fluoroaluminosilicatebased bioactive glass-ceramics derived from waste materials, Materials Chemistry and Physics, 2024, 312, pp. 128556.
  16. Luo Y., Bao S., and Zhang Y., Recycling of granite powder and waste marble produced from stone processing for the preparation of architectural glass–ceramic, Construction and Building Materials, 2022, 346, pp. 128408.
  17. Sang W., Yang X., Tian H., Wang J., Wang Y., and Li Z., Properties of SiO2-B2O3-Li2O-ZnO-Al2O3 glass-ceramic-coated diamond particles prepared by sol-gel method, Diamond and Related Materials, 2023, 139, pp. 110392.
  18. Jia Y., Xu B., Chi S., Xiang B., and Zhou Y., Research on the particle breakage of rockfill materials during triaxial tests, International Journal of Geomechanics, 2017, 17(10), pp. 04017085.
  19. Khater G., El-Kheshen A.A., and Farag M.M., High-performance glass-ceramics based on blast and arc furnace slag, Materials Chemistry and Physics, 2024, 311, pp. 128564.
  20. Prostakova V., Shishin D., Shevchenko M., and Jak E., Thermodynamic optimization of the Al2O3–FeO–Fe2O3–SiO2 oxide system, Calphad, 2019, 67, pp. 101680.
  21. Roy S. and Basu B., Hardness properties and microscopic investigation of crack–crystal interaction in SiO2–MgO–Al2O3–K2O–B2O3–F glass ceramic system, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2010, 21(1), pp. 109-122.
  22. Zou W., Zhang W., Pi Y., Zhang Y., Chen Y., and Zhang L., Study on preparation of glass-ceramics from multiple solid waste and coupling mechanism of heavy metals, Ceramics International, 2022, 48(24), pp. 36166-36177.
  23. Yu Z., Liu Z., Ye F., and Xia L., Corrosion mechanism of magnesia-chrome and alumina-chrome refractories in E-scrap smelting, Ceramics International, 2022, 48(2), pp. 2693-2703.
  24. Agathopoulos S. and Tulyaganov D.U., Bioglasses and glass‐ceramics in the Na2O–CaO–MgO–SiO2–P2O5–CaF2 system, Bioceramics and biocomposites: from research to clinical practice, 2019, pp. 123-148.
  25. Karasu B., Bereket O., Biryan E., and Sanoğlu D., The latest developments in glass science and technology, EL-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2017, 4(2), pp. 209-233.
  26. Karasu B., Yanar A.O., Koçak A., and Kısacık Ö., Biyoaktif Camlar, EL-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2017, 4(3), pp. 436-471.
  27. Özkan İ. and Dokumacı E., Recycling waste clay and rice husk ash in production of low density ceramics, EL-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2021, 8(1), pp. 309-314.
  28. Yang J., Xiao B., and Boccaccini A.R., Preparation of low melting temperature glass–ceramics from municipal waste incineration fly ash, Fuel, 2009, 88(7), pp. 1275-1280.
  29. [DIN] D.I.f.N., General procedures for the X-ray fluorescence analysis (XRF) of oxidic raw materials, 2003.
  30. ISO, ISO 18754, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics)—Determination of density and apparent porosity, 2020.
  31. Erkmen Z., Ceramic Processing Techniques Laboratory Book, 2016.
  32. UNI E., 13755: 2008, Natural stone test methods-Determination of water absorption at atmospheric pressure, 2008.
  33. Franklin J., Suggested method for determining point load strength. in International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 1985, Elsevier.
  34. Akar G., Polat M., Galecki G., and Ipekoglu U., Leaching behavior of selected trace elements in coal fly ash samples from Yenikoy coal-fired power plants, Fuel processing technology, 2012, 104, pp. 50-56.
  35. Xu G., Zou J., and Li G., Stabilization of heavy metals in ceramsite made with sewage sludge, Journal of hazardous materials, 2008, 152(1), pp. 56- 61.
  36. Li C., Zhang G., Zheng H., Zhang F., and Liu K., Study on glass-ceramic prepared by zinc leaching residue and solidification mechanism of heavy metals, Journal of Cleaner Production, 2023, 426, pp. 139021.
  37. Rincón J.M. and Romero M., Glass-ceramics as building materials, Materiales de construcción, 1996, 46(242-243), pp. 91-106.
  38. Khater G., Safwat E., Kang J., Yue Y., and Khater A., Some types of glass-ceramic materials and their applications, International Journal of Research, 2020, 7(4), pp. 1-16.
  39. Ponsot I.M., Pontikes Y., Baldi G., Chinnam R.K., Detsch R., Boccaccini A.R., and Bernardo E., Magnetic glass ceramics by sintering of borosilicate glass and inorganic waste, Materials, 2014, 7(8), pp. 5565-5580.
  40. Lu H.-x., He M., Liu Y., Guo J., Zhang L., Chen D., Wang H.-l., Xu H.-l., and Zhang R., Preparation and performance study of glass-ceramic glazes derived from blast furnace slag and fly ash, Journal of Ceramic Processing Research, 2011, 12(5), pp. 588-591.
  41. Ochen W., D'ujanga F.M., Oruru B., and Olupot P.W., Physical and mechanical properties of porcelain tiles made from raw materials in Uganda, Results in Materials, 2021, 11, pp. 100195.