Investigation of Ferrochromium Wastes for their Hazardous Hexavalent Chromium Content

Authors : İlker ACAR

Pages : 204-209

Doi:10.31590/ejosat.952386

View : 19 | Download : 15

Publication Date : 2021-11-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, ferrokrom cürufu (FS) ve elektrik-ark fırını tozu (EAFD) numuneleri esas olarak X-ışını fotoelektron spektroskopi (XPS) analizi ile tehlikeli altı değerlikli krom içerikleri açısından incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre, magnezyum-silikat, hem FS hem de EAFD numunelerinin ana çerçevesini oluşturmaktadır. Yüksek kristalli FS, spinel fazlar olarak %3,11 Cr2O3 içerirken, bu bileşen EAFD içerisinde çok daha yüksektir (%15,44). Genel XPS spektrumları, her iki numunenin de esas olarak O, Mg ve Si elementlerinden oluştuğunu göstermektedir. Ek olarak, FS ayrıca alüminyum içerirken, karbon, kalsiyum ve potasyum EAFD için diğer ana elementlerdir. 577-589 eV aralığında görünen pikler, numunelerin krom içeriğini doğrulamaktadır. Ayrıca, 1022 ve 1045 eV'de ortaya çıkan pikler, EAFD'nin çinko içeriğine işaret etmektedir. XPS atom oranına göre, FS ve EAFD'nin Cr içerikleri sırasıyla %0,505 ve %0,987 olarak elde edilirken, EAFD ayrıca %2,594 Zn içerir. Ayrıntılı XPS analizi, kromun 2p orbitallerinde üç değerlikli ve altı değerlikli formlar olmak üzere iki oksidasyon durumunda bulunduğunu göstermektedir. Spesifik olarak, 2p3/2 orbitalleri için üç değerlikli ve altı değerlikli krom sırasıyla 577,1 ve 579,2 eV'de, 2p1/2 orbitalleri için ise 586,9 ve 588,9 eV'de belirlenmiştir. Ayrıca, bu piklerin karşılık gelen şiddetleri EAFD için çok daha yüksektir. Pik şiddetleri karşılaştırılarak, Cr (VI) nispi oranları FS ve EAFD için sırasıyla %49,44 ve %49,53 olarak hesaplanmıştır. Liç testleri, Cr hariç incelenen tüm metallerin çözünürlüklerinin, tehlikeli atık toksisite sınırlarının çok altında ve hatta tehlikeli olmayan atık aralıklarının dahi altında olduğunu göstermektedir. Spesifik olarak, filtratların krom içerikleri FS ve EAFD için sırasıyla 0,862 ve 268,050 mg/l olarak belirlenmiştir. Kromun toksisite limitleri göz önüne alındığında, EAFD kesinlikle çok tehlikeli bir atık olarak etiketlenebilirken, FS ise tehlikesiz atık sınırları içindedir. Sonuç olarak, özellikle toz numunesi için, tehlikeli altı değerlikli krom içeriğinin düzenli depolama sahalarına atılmadan önce durağan üç değerlikli formlara indirgenmesi gerektiği söylenebilir.
Keywords : Altı değerlikli krom, Ferrokrom cürufu, Elektrik ark fırını tozu, Tehlikeli atık, XPS