TİNKALDEN BORİK ASİT ÜRETİMİNİN OPTİMİZASYONU

Benzer belgeler
KÜKÜRT DİOKSİT GAZI İLE ÜLEKSİT TEN BORİK ASİT ÜRETİMİ

PROBERTİTİN TİTRİPLEX III ÇÖZELTİLERİNDE ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ

BACA GAZINDAKİ KARBONDİOKSİTİN KOLEMANİTLE STABİLİZASYONU

RM26 KOLEMANİTİN CO 2 VE SO 2 İLE DOYURULMUŞ SULU ÇÖZELTİLERDEKİ ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN OPTİMİZASYONU

BORİK ASİT ve SODYUM PEROKSOBORAT SENTEZİ. Boraks kullanarak Borik Asit ve Sodyum Peroksoborat Elde edilmesi

TİCARİ BOR MİNERALLERİ

TİNKALİN YÜKSEK SICAKLIKLARDA FOSFORİK ASİT ÇÖZELTİLERİNDE ÇÖZÜNME KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ. Hazırlayan: Prof. Dr. Mehmet TUNÇ

BASINÇLI REAKTÖRDE KARBON DİOKSİTİN ATIK ULEKSİT CEVHERİ İLE TUTULMASININ OPTİMİZASYONU

BOR ELEMENTİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ VE TERMİNOLOJİSİ

BOR ENDÜSTRİSİ KATI ATIKLARINDAN BORAKSIN KATI-SIVI ÖZÜTLEME İLE GERİ KAZANILMASI

ÖNEMLİ BOR BİLEŞİKLERİ

KOLEMANİT CEVHERİNİN POTASYUM HİDROJEN SÜLFAT ÇÖZELTİSİNDE ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ

BORUSAL (TUBULAR) AKIŞ REAKTÖRÜ

Türkiye de Bor Madenciliği ve Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğünün Faaliyetleri. M.S.Uğur BİLİCİ (Maden Yük. Müh.)

BOR SEKTÖR RAPORU. Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü

KOLEMANİTLERDEKİ ARSENİĞİN BORİK ASİT VE BORAKS ÜRETİMİNE ETKİSİ. Ali Osman AYDIN, Hüseyin GÜLENSOY, Asiye AKICIOĞLU, Ahmet SAKARYA

KÜÇÜK Özkan, KOCAKERİM M. Muhtar, ÇOPUR Mehmet ve YARTAŞI Ahmet

Açık ocak yöntemi. Kapalı ocak yöntemi. Çözelti madenciliği yöntemi

YMN02. ASETONİTRİL/H 2 O SİSTEMİ ve TERMAL DİSPROPORTİNASYON İLE ÇEVREL TUZUNDAN SAF BAKIR TOZU ÜRETİMİNİN OPTİMİZASYONU

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

Baca Gazındaki CO2 ve SO2 nin Bor Cevherlerinin İşlenmesinde Kullanılması. Prof.Dr.Mehmet ÇOPUR Bursa Teknik Üniversitesi

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Bu çalışmada, Su tutucu özelliği olmayan polistirene boraks ilavesi ile su tutma kapasitesinin kazanıp-kazanmadığının araştırılması amaçlanmıştır.

Bor ve Bor Ürünlerinin Üretim ve Reaksiyonları

2010 YILI BOR SEKTÖR RAPORU

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

BOR HİDRÜRLER. Yasemin Gül Çolak

Kireçtaşlarından Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat Üretimi Doç. Dr. Özen KILIÇ

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

SÜLFÜRİK ASİT VARLIĞINDA HAVA OKSİJENİ KULLANARAK KÜRE KALKOPİRİT KONSANTRESİNDEN BAKIRIN EKSTRAKSİYONU

A Yamık, Y İ. Tosun, N. Güneş ve E. Topal

YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN. BOR MADENCİLİĞİNDE ÖNEMLİ TARİHLER ve TÜRKİYE'de BOR MADENCİLİĞİNİN TARİHÇESİ

Türkiye 17. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi-TUMAKS 2001, 2001, ISBN Tinkalden Borik Asit Üretimi

ONLİNE OLARAK KURUMUMUZ İŞLETMELERİNDE ÜRETİLEN ÜRÜNLERİN PROSES SIRASINDA ÇEŞİTLİ PARAMETRELERDE ANALİZİNİN YAPILABİLMESİ PROJESİ TEKNİK ŞARTNAMESİ

ELEKTROKOAGÜLASYON İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDELERİN GİDERİLMESİ

BOR ELEMENTI VE BOR ELEMENTININ TARIHSEL GELIŞIMI

KIRKA BORAKS İŞLETMESİNDEKİ ARTIK KİLLERİN SERAMİK ENDÜSTRİSİNDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

TÜBİTAK-BİDEB YİBO ÖĞRETMENLERİ (FEN VE TEKNOLOJİFİZİK,KİMYA,BİYOLOJİ-VE MATEMATİK ) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI

AYÇİÇEK YAĞININ AĞARTILMASINDA ASİT AKTİF SEPİYOLİT VE BENTONİTİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

( PİRUVİK ASİT + SU + ALKOL ) ÜÇLÜ SIVI-SIVI SİSTEMLERİNİN DAĞILIM DENGESİNİN İNCELENMESİ

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Kolemanit ve Pandermit Minerallerinden Borik Asit Üretimi. Boric Acid Production from Colemanite and Pandermite Minerals

ÇD30. SENTETİK SULU CuSO 4 ÇÖZELTİLERİNDEN ÇEVREL TUZU ÇÖKTÜRMENİN İSTATİSTİKSEL OPTİMİZASYONU

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN

ULEKSİTİN SO 2 İLE DOYURULMUŞ SULARDA ÇÖZÜNMESİ SONUCU ELDE EDİLEN SÜSPANSİYONLARIN SÜZÜLEBİLİRLİĞİNİN OPTİMİZASYONU

BARTIN ÜNİVERSİTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ OKSİTLİ BAKIR CEVHERİNİN LİÇİ DENEYİ DENEYİN AMACI: Uygun

ÇÖZELTİLERDE YÜZDELİK İFADELER. Ağırlıkça yüzde (% w/w)

PÜSKÜRTMELİ KURUTUCU KULLANARAK ULEKSİTTEN MONOSODYUM PENTABORAT ÜRETİMİ

Bor, atom numarası 5 ve kimyasal sembolü B olan bir elementtir. Yarı metal olan bor doğada tek başına element haliyle bulunmaz

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar

röportaj 10 SORUDA BOR

Hava Kirleticilerin Kontrolu: Toz Kontrol Sistemleri Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM

PİRİT KÜLÜNÜN BASINÇ ALTINDA AMONYAKLA ÇÖZÜNDÜRÜLMESİ

BOR SEKTÖR RAPORU. Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü

BENZENİN NİTROLANMASINDA GRAFİTİN KATALİZÖR OLARAK ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN TAYİNİ

EAG 04. KCl ÇÖZELTİSİNİN METASTABİL BÖLGE GENİŞLİĞİNİN KNO 3 KATKISI VARLIĞINDA ULTRASONİK SENSÖRLE ÖLÇÜLEBİLİRLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

KANTİTATİF ANALİTİK KİMYA PRATİKLERİ

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI BORUSAL REAKTÖR DENEYİ 2017 KONYA

DENEY 2 GRĐGNARD REAKSĐYONU ile TRĐFENĐLMETHANOL SENTEZĐ. Genel Bilgiler

TÜBİTAK-MARMARA ARAŞTIRMA MERKEZİ NDE BOR KİMYASALLARI ARAŞTIRMALARI. İ. Ersan KALAFATOĞLU ve S. Nuran ÖRS

KOLEMANİTİN SÜLFÜRİK ASİT İLE REAKSİYON KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Kimya Müh. Cenk BİLAL. Anabilim Dalı : KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

KATI ATIK ÖRNEKLERİNDE TOPLAM FOSFOR ANALİZ YÖNTEMİ

ETİ MADEN İŞLETMELERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. Bor Sektöründe Dünya Lideri BOR SEKTÖR RAPORU

BENZENİN NİTROLANMASINDA GRAFİTİN KATALİZÖR OLARAK ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Bor Minerallerinin Önemi, Potansiyeli, Üretimi ve Ekonomisi

Püskürtmeli Kurutucuda Borik Asit Üretimi

SODYUM BOR HİDRÜR ÜRETİMİ VE DOĞRUDAN SODYUM BOR HİDRÜRLÜ YAKIT PİLİ ÜRETİMİ VE ENTEGRASYONU. Erk İNGER. Mustafa TIRIS. Zeynep ÖZDEMİR.

KALSİNE ULEKSİT İN AMONYUM KLORÜR ÇÖZELTİLERİ İÇİNDE ÇÖZÜNÜRLEŞTİRİLMESİ KİNETİĞİ

RM25. KALSİYUM SÜLFAT KRİSTALİZASYONUNA Cr(III) ve Cr(VI) İYONLARININ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 2) DENEYSEL KARIŞTIRMA İSTASYONUNUN PID İLE DEBİ KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

FTALİK ASİT ESTER İÇEREN ATIKSULARDAN TEMİZ ÜRETİM TEKNOLOJİSİ İLE SU VE ALKOL GERİ KAZANIMI İÇİN HİBRİT BİR PROSES

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 5: YENİDEN KRİSTALLENDİRME DENEYİ

HEDEF LABORATUVAR CİHAZLARI ENERJİ MÜHENDİSLİK SANAYİ TİC.LTD.ŞTİ.

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ MADEN VE CEVHER HAZIRLAMA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KİMYASAL ANALİZ LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

MORDAN YÖNTEMLERĠ ĠLE YÜN BOYAMA VE HASLIK DEĞERLERĠNĠN

6. Aşağıdaki tablodan yararlanarak X maddesinin ne olduğunu (A, B,C? ) ön görünüz.

Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ

YMN57 TİNKAL MİNERALİNDEN ÇİNKO BORAT ÜRETİMİ

DENEY RAPORU. BOR K AS T ve SODYUM PEROKSOBORAT SENTEZ (1.Deney) Boraks kullanarak Borik Asit ve Sodyum Peroksoborat Elde edilmesi

KÖMÜRÜN GAZLAŞTIRILMASI YOLUYLA ELDE EDİLEN SENTEZ GAZINDAN METANOL ÜRETİMİ

VIA GRUBU ELEMENTLERİ

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Toprakta Kireç Tayini

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Fiziksel ve Kimyasal Değişmeler

BAZ KARIŞIMLARININ VOLUMETRİK ANALİZİ

Sürekli Karıştırmalı Tank Reaktör (CSTR)

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

KİMYASALLAR İÇİN TEKNİK ŞARTNAME g/mol

ÇÖZELTİ HAZIRLAMA. Kimyasal analizin temel kavramlarından olan çözeltinin anlamı, hazırlanışı ve kullanılışının öğrenilmesidir.

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

21. YÜZYILDA BOR TEKNOLOJİLERİ VE UYGULAMALARI. İ. Ersan KALAFATOĞLU ve S. Nuran ÖRS

2. Deney Bir Karışımın Bileşenlerini Ayırma, Saflaştırma, ve Belirleme

Meyve Sularının Tüketime Hazırlanması

Erciyes Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü Gıda Analizleri ve Teknolojisi Laboratuvar Föyü Sayfa 1

FENOLİK BİLEŞİKLER 4

TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği) Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010

Transkript:

TİNKALDEN BORİK ASİT ÜRETİMİNİN OPTİMİZASYONU Özlem Karagöz *, Mehmet Çopur a, Muhtar Kocakerim b a Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Erzurum, 25240 b Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Erzurum, 25240 * Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Erzurum, 25240, ozlemkaragoz@atauni.edu.tr ÖZET Bu çalışmada, Eskişehir-Kırka Boraks işletmesinden temin edilen konsantre Tinkal (Na 2 B 4 O 7.10H 2 O) cevherinden saf halde borik asit üretimi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında Eskişehir Kırka dan getirilen konsantre cevher kırılarak öğütülmüş ve elenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, Taguchi Metodu kullanılarak, öğütülmüş cevherin SO 2 ile doyurulmuş sularda çözünmesinin optimizasyonu incelenmiş olup reaksiyon sıcaklığı, katı/sıvı oranı, tane boyutu, ph ve karıştırma hızı parametre olarak seçilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ikinci aşamada elde edilen süspansiyon belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıldıktan sonra içersine birkaç ml flokülant damlatılarak filtre edilmiştir. Filtrasyon neticesinde ele geçen berrak çözeltiden belirlenen karıştırma hız, ph ve sıcaklıkta SO 2 gazı geçirilerek borik asidin kristallendirilerek çökmesi sağlanmış ve elde edilen borik asidin saflığı incelenmiştir. Üretilen borik asit kristallerinin kimyasal analiz sonuçlarına göre borik asit içerisindeki %B 2 O 3 miktarları tespit edilerek optimum parametre değerleri belirlenmiştir. Optimum parametre değerlerinde yapılan deneylerde B 2 O 3 ve Na 2 O in tamamı çözeltiye alınmış olup kristalizasyon sonucunda elde edilen borik asit safiyeti % 99 olarak bulunmuştur. 1. GİRİŞ Anahtar Kelimeler: Tinkal, Borik asit, Kükürt Dioksit, Optimizasyon Türkiye dünyanın en büyük bor rezervlerine sahip ülkesidir. Türkiye'nin en önemli yeraltı zenginliklerinden birini oluşturan bor cevherlerinin değerlendirilmesi, bu cevherlerden yeni ürünler elde edilmesi, mevcut ürünler için alternatif, ekonomik ve daha çevreci teknolojiler geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Bor türevleri içinde en önemlilerinden birisi olan borik asit pek çok bor türevinin sentezinde ana çıkış maddelerinden biridir. Cam ve seramik endüstrisinde büyük oranda kullanılan borik asit diğer bor türevlerinin hazırlanması, temizlik maddeleri üretiminde, gıda sektöründe, kozmetik sanayi, nükleer teknoloji, tekstil, metal endüstrisi ve tarımda geniş olarak kullanım alanı bulmaktadır. [1,2]. Türkiye de bulunan ticari bor rezervlerinden birisi de tinkaldir. Na 2 B 4 O 7.10H 2 O formülüne sahip tinkal, ülkemizde bol miktarda bulunan ve ticari önemi büyük olan bir bor mineralidir. Bu mineralin kristal sistemi monoklinik olup, yoğunluğu 1,715 g/cm 3 tür. Agregatları beyaz renklidir ve kristal hali renksizdir [3,4]. Tinkal evapore olmuş tuzlu göllerin depozitlerinde oluşur. Sodyum tetraborat (Na 2 B 4 O 7 ) ın 5 mol kristal suyu içeren şekli tinkalkonit (Na 2 B 4 O 7.5H 2 O) minerali ve 4 mol kristal suyu içeren şekli kernit (Na 2 B 4 O 7.4H 2 O) minerali olarak bilinir ve tabiatta mevcuttur. Türkiye de doğal halde bulunan geniş tinkal yatakları Eskişehir Kırka dadır [5,6]. Ülkemizde tinkal sadece rafine boraks dekahidrat, rafine boraks pentahidrat, susuz boraks, sodyum perborat monohidrat ve sodyum perborat tetrahidrat üretiminde kullanılmaktadır. Oysa bu cevherin ülkemizde diğer kimyasallara ve diğer bor ürünlerine dönüştürülmesi hem katma değer ve hem de istihdam açısından önem arz etmektedir. Bu amaca yönelik olarak, bu çalışmada, tinkalden saf halde borik asit üretilmiştir.

2. DENEYSEL YÖNTEM Bu çalışmanın ilk aşamasında Eskişehir Kırka dan getirilen konsantre cevher kırılarak öğütülmüş ve elenmiştir.. Çalışmanın ikinci aşamasında, Taguchi Metodu kullanılarak öğütülmüş cevherin SO 2 ile doyurulmuş sularda çözünmesinin optimizasyonu incelenmiş olup reaksiyon sıcaklığı, katı/sıvı oranı, tane boyutu, ph ve karıştırma hızı parametre olarak seçilmiştir. Elde edilen süspansiyon belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıldıktan sonra içersine birkaç ml flokülant eklenerek filtre edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında filtrasyon neticesinde ele geçen berrak çözeltiden belirlenen karıştırma hızı, ph ve sıcaklıkta SO 2 gazı geçirilerek borik asidin kristallendirilmesi sağlanmış ve elde edilen borik asidin saflığı incelenmiştir. Filtrasyon sonucunda cevherin B 2 O 3 ünün tamamına yakınının çözeltiye geçtiği görülmüştür. Daha sonra elde edilen berrak çözelti deney planında ki parametrelere uygun biçimde soğutularak aynı zamanda içersinden belirli ph değerine düşünceye kadar SO 2 gazı geçirilerek borik asidin kristallendirilmesi sağlanmıştır. Çözündürme işlemleri 500 ml lik çift cidarlı cam bir reaktörde ve atmosfer basıncında yapılmıştır. Karıştırma işlemi için Heidolph rzr 2021 marka bir mekanik karıştırıcı, reaksiyon sıcaklığını sabit tutmak için ise, Julabo F25 marka bir sabit sıcaklık sirkülatörü kullanılmıştır. Kükürt dioksit gazı sisteme verilmeden önce kurutmak amacıyla sülfürik asit ile doldurulmuş bir gaz yıkama şişesinden ve sürüklenen sülfürik asidin tutulması için kok ile doldurulmuş bir kurutma kulesinden geçirilmiştir. Daha sonra gaz akım hızını ayarlamak için kullanılan bir akış ölçerden geçirildikten sonra reaktöre verilmiştir. Kullanılan deney düzeneği Şekil 1 de görülmektedir. Şekil 1. Çözme işleminde kullanılan deney düzeneği *1- Sabit sıcaklık sirkulatörü * 7- Kok külesi *2- Hız kontrollu takometre *8- Asit kulesi *3- Mekanik karıştırıcı *9- SO2 Tüpü *4- Cift cidarlı cam reaktör *10- Termometre *5- Geri soğutucu *11- Flowmetre *6- SO2 gazının girişi 2

3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Optimizasyon deneylerinde amaç yüksek bir borik asit verimi ve saflığı elde etmektir. Belirlenen parametre sayısı ve seviyelerine göre ortagonal düzende deney planları hazırlanarak elde edilen deney sonuçları daha büyük daha iyi performans kriterine göre analiz edilmiş ve yüksek saflıkta ve yüksek verimi sağlayacak parametreler ve seviyeleri belirlenmiştir. Optimum şartlarda elde edilebilecek ürün spesifikasyonları belirlenerek ve laboratuar şartlarında elde edilenle uyum içersinde olup olmadığını belirlemek için optimum şartlarda doğrulama deneyleri yapılmıştır. Varyans analizinden de faydalanarak etkili ve etkisiz parametreler belirlenmiştir.. Optimizasyon çalışmalarında Tinkal cevherinin çözündürülmesi aşamasında belirlenen parametreler 3 seviyeli 5 adet iken, kristallendirme aşamasında belirlenen ph parametresi 2 seviyeli, soğutma sıcaklığı ve karıştırma hızı 3 seviyeli olmak üzere 3 parametre inlenmiştir. Deneyler için seçilen parametre değerleri ve seviyeleri Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1. Atmosferik basınçta SO 2 ile Tinkal cevherinin çözündürülmesinin optimizasyonda kullanılan parametreler ve seviyeleri Parametreler 1 2 3 A Katı/sıvı oranı, g/ml 0.286 0.333 0.4 B Tane boyutu, µm -60-80 -100 C Karıştırma hızı, dev/dak 400 500 600 D Zaman, dak 20 25 30 E F G H Sıcaklık, K Karıştırma hızı, dev/dk Sıcaklık, K ph 343 300 283 3 353 400 293 4 363 500 303 Bu duruma uygun olarak L 18 faktöriyel fraksiyonel deney tasarımı planı belirlenmiş olup deney planı ve deney sonuçları Çizelge 2 de verilmiştir. 3

Çizelge 2. Atmosferik basınçta SO 2 ile Tinkal cevherinin çözündürülmesi denemelerinde kullanılan L 18 ortogonal deneysel plan ve deney sonuçları A B C D E F G H Tinkal %B2O3 H3BO3 %B2O3 H3BO3 saflık 1 1 1 1 1 1 1 1 98,02 53,02 93,93 1 2 2 2 2 2 2 1 99,94 52,94 93,78 1 3 3 3 3 3 3 1 98,12 56,07 99,32 2 1 1 2 2 3 3 1 87,02 52,83 93,59 2 2 2 3 3 1 1 1 99,63 53,05 93,98 2 3 3 1 1 2 2 1 98,79 51,38 91,01 3 1 2 1 3 2 3 1 97,04 51,55 91,32 3 2 3 2 1 3 1 1 94,39 51,23 90,76 3 3 1 3 2 1 2 1 98,84 56,27 99,68 1 1 3 3 2 2 1 2 75,13 48,62 86,13 1 2 1 1 3 3 2 2 62,90 57,07 100,00 1 3 2 2 1 1 3 2 79,95 57,58 100,00 2 1 2 3 1 3 2 2 90,53 57,89 100,00 2 2 3 1 2 1 3 2 100,00 53,07 94,02 2 3 1 2 3 2 1 2 89,81 57,54 100,00 3 1 3 2 3 1 2 2 76,92 52,77 93,48 3 2 1 3 1 2 3 2 89,95 54,25 96,10 3 3 2 1 2 3 1 2 89,85 51,64 91,48 1 1 1 1 1 1 1 1 99,31 51,55 91,32 1 2 2 2 2 2 2 1 99,94 54,41 96,38 1 3 3 3 3 3 3 1 98,02 55,31 97,98 2 1 1 2 2 3 3 1 85,50 52,78 93,50 2 2 2 3 3 1 1 1 98,37 53,05 93,98 2 3 3 1 1 2 2 1 96,99 52,11 92,31 3 1 2 1 3 2 3 1 97,59 53,02 93,93 3 2 3 2 1 3 1 1 97,34 52,70 93,35 3 3 1 3 2 1 2 1 98,01 55,53 98,36 1 1 3 3 2 2 1 2 72,68 47,89 84,83 1 2 1 1 3 3 2 2 58,15 55,60 98,50 1 3 2 2 1 1 3 2 78,62 57,52 100,00 2 1 2 3 1 3 2 2 63,34 57,86 102,50 2 2 3 1 2 1 3 2 63,46 53,07 94,02 2 3 1 2 3 2 1 2 93,61 56,07 99,32 3 1 3 2 3 1 2 2 78,27 52,83 93,59 3 2 1 3 1 2 3 2 89,95 54,25 96,10 3 3 2 1 2 3 1 2 88,65 50,14 88,83 Bu deney planına göre yapılan deneyler sonunda elde edilen heterojen karışım bir vakum pompası yardımıyla süzülmüş ve süzüntüde volumetric yöntem ile B 2 O 3, analizleri yapılmıştır. 4

Volumetrik yöntemde ise, borik asidin polialkollerle verdiği kompleksten yararlanılır. Borik asit çok zayıf bir asittir(ka= 5,81x10-10 ). Bu haliyle borik asidi bir bazla titre etmek mümkün değildir. Ancak borik asit çözeltisine bir polialkol( bu çalışmada mannitol kullanılacaktır) ilave edildiği zaman aşağıdaki reaksiyona göre oluşan kompleksin asit sabiti 10-5 mertebesindedir. 2CH 2 OH(CHOH) 4 CH 2 OH + H 3 BO 3 (CH 2 OH(CHOH) 4 CH 2 ) 2.BO 3 H + 2H 2 O Bir PC yardımıyla, toplanan veriler kullanılarak etkin parametreleri ve bunların çözünme prosesi üzerindeki güven seviyelerini bulmak için varyans analizi(anova) yapılmıştır. Aşağıdaki ifadeler kullanılarak varyans analizi yapılmıştır. Performans karakteristikleri üzerinde parametrelerin etki dereceleri B 2 O 3 için Şekil 2 de verilmiştir. Çözünme prosesi üzerine önemli etkiye sahip olan prosesin parametreleri belirlemek için F testi kullanıldı. Prosesteki her bir parametrenin F değeri; sapma hatasının kareler toplamının, hatanın kareler toplamına oranıdır. Genellikle daha büyük F değerine sahip parametrenin proses üzerine etkisi daha büyüktür. Yapılan hesaplamalar sonucunda deneysel olarak bulunan F deneysel değeri F çizelge değerleri karşılaştırılarak parametrelerin etkinlikleri tespit edilmiştir. Eğer F deneysel >F çizelge ise ilgili parametreler etkindir, değilse parametre etkin değildir 39.3 39.2 39.1 ETA = -10*log10(1/N*Sum(1/y²)) 39.0 38.9 38.8 38.7 38.6 38.5 38.4 38.3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 A B C D E Şekil 2. Atmosferik basınçta SO 2 ile yapılan çalışmalarda tinkal cevherinin B 2 O 3 çözünmesi kriteri üzerinde parametrelerin etkileri Bu çalışmalarda katı-sıvı oranı, tane boyutu, sıcaklık diğer parametreler yanında daha etkin bulunmuştur. Buna göre parametrelerin etkinlik sırası katı-sıvı oranı, tane boyutu, sıcaklık, zaman ve karıştırma hızıdır. Optimum şartlar B 2 O 3 için A 3 (0,4 g/ml), B 3 (-100 mesh), C 2 (500 rpm), D 3 (30 dak), E 1 (343K) dir. Bu optimum şartlarda yapılan çözündürme işlemi sonrasında tinkal cevherinde ki B 2 O 3 ün %100 ünün çözeltiye geçtiği görülmüştür. 5

F(Karıştırma Hızı),G(Soğutma Sıc.) ve H(pH) parametreleri kristallendirme deneylerine aittir. Deneyler 500 ml lik çift cidarlı cam reaktörde gerçekleştirilmiştir. Belli bir sıcaklığa kadar soğuması beklenen süzüntü, ph değeri 3 veya 4 oluncaya kadar SO 2 gazına maruz kalarak H 3 BO 3 kristallerinin belirli bir karışma hızında çökmesi sağlanmıştır. Çöken borik asit kristalleri vakumlu bir pompa yardımıyla mavi bant süzgeç kağıdı kullanılarak süzülmüş ve daha sonra kurumaya bırakılmıştır. Kuruyan borik asit kristallerinden 0.5 g alınarak suda çözülmüş ve belli bir hacme tamamlanarak içersinde B 2 O 3 tayini yapılarak, elde ettiğimiz borik asitin saflığı hakkında bilgi edinilmiştir. Saf borik asitin içersinde %56 B 2 O 3 olduğu göz önünde bulundurularak elde ettiğimiz kristallerin safiyetleri hesaplanmıştır. Deneylerden elde edilen borik asit içerisindeki B 2 O 3 konsantrasyonu %51.5-56,1 arasında değişmektedir. Bu değerler üretilen borik asitin saflığının %92-99.2 arasında değiştiğini göstermektedir. Optimum parametre değerlerinde yapılan deneylerde B 2 O 3 ve Na 2 O in tamamı çözeltiye alınmıştır ve kristalizasyon sonucunda elde edilen borik asit safiyeti % 99 olarak bulunmuştur. Bu proses mevcut borik asit proseslerine göre daha az enerji harcanması ve çok daha az atık oluşması sebebiyle tamamen çevre dostu bir prosestir. TEŞEKKÜR Bu çalışma, BAP-2009/54 no lu proje ile desteklenmektedir. KAYNAKLAR [1] Rosenfelder W.J., The Industrial Uses of Boron Chemicals, Chemistry and Industry, 413-416, 17 June, 1978. [2] Polat M., Türkiye de ve Dünyada Bor ve Bor Teknolojisinin Uygulamalarının Araştırılması, İzmir, 1987. [3] Abalı,Y.,Bayca,S.Y. and Mistincik, E., 2006, Kinetics of oxalic acid leaching of tincal, Chemical Engineering J., 123,25-30. [4] Tunç, M., Uleksitin sülfürik asit çözeltileri ile çözünürleştirilmesinin kinetiği ve mekanizması. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Eğitim Kimya Anabilim Dalı, Erzurum, s 1-6., 1994 [5] C. Helvacı, A review of the mineralogy of the Turkish borate deposits, Mercian Geol., 6, 257 270, 1978 [6] A. Mergen, H. Demirhan, M. Bilen, H. Cebi & M, Gündüz., Tinkalden Borik Asit Üretimi, Türkiye 17. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi-TUMAKS, ISBN 975-395-416-6, 2001 6