Galyumun uygun ligandlarla komplekslerinin incelenmesi /
Yazar: FATMA YÜKSEL
Danışman: PROF.DR. VEFA AHSEN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Boksit = Bouxite ; Galyum = Gallium ; Ligandlar = Ligands

Özet:
Periyodik cetvelde 3 A grubunda bulunan galyum dünyada nadir bulunan elementlerdendir. Dünyadaki dağılımı yaygın olmasına rağmen mineraller içindeki miktarı %0,5-l arasındadır. Dünyanın en önemli galyum bileşiği boksittir. Boksit %0.002-0.008 arasında galyum içerir ve galyum üretiminin büyük bir çoğunluğu boksitten alüminyum oksit üretimi için kullanılan Bayer prosesindeki sirküle eden aşırı bazik sodyum alüminat çözeltisindendir (Bayer sıvısı). Bu sıvı boksite ye konsantrasyona bağlı olarak 70-150 mg/L galyum içerir. Bayer prosesinden ticari olarak galyum üretimi için Karbonasyon prosesi, Direkt elektroliz prosesi, Sıvı-sıvı ve sıvı-katı ekstraksiyonu gibi çeşitli yöntemlier kullanılmaktadır. Galyum, oksijen ve azot içeren Lewis bazlarıyla komplejks j oluşturabilme özelliğine sahiptir. Bu amaç için 1974 yılında Kelex 100 ticari adıyla bilinen sübstitüe hidrokinolin çözeltilerinin kullanılabileceği keşfedildi. 1983 yılında Japon araştırmacılar, =NOH grubunun yanında -NH2, -OH, SH veya =NH gibi diğer bir aktif grubunda bulunduğu şelatlayıcı reçinelerin galyum ekstraksiyonu 11da kullanılabileceğini keşfetti. Bu çalışmada amidoksim gruplar içeren şelat oluşturucu reçinelerin sentazi çalışılmıştır. Akrilonitrilin divinilbenzen ile süspansiyon polimerizasyonu sonucunda oluşan boncukların çapı 40-60 mesh arasında olanlar elenerek ayrılır ve hidroksilamin ile reaksiyona amidoksim bazlı şelatlayıcı reçine elde edilir. Ayrıca bu reçinenin galyum ekstraksiyonunda kullanılabilirliğini ispatlamak amacıyla kesikli ve kolon metodu kullanılarak Bayer sıvısıyla ekstraksiyon çalışmaları yapılmıştır. Bu sayede Seydişehir Alüminyum Tesislerinde yan ürün olarak çıkan ve değerlendirilemediği için atık durumunda olan galyumun kazanımıyla ülke ekonomisine destek amaçlanmıştır.

Abstract:
Gallium is a relatively rare element that has found important applications in the semi-conductor industry. Since primary sources of gallium are scarce, most of the production of gallium derives from secondary sources, gallium is commercially produced from the Bayer solution obtained during the production of alumina, namely, an aqeous sodium aluminate solution. The Bayer solution is a very useful raw material because it contains Ga 70-150 mg/1. There are several methods for recovering gallium from aqueous sodium aluminate solutions, such as mercury amalgamation and electrolysis, but these processes are inefficient and expensive.In 1 974 Rhone -Poulene has patented a solvent extraction process that uses a substituted 8-hidroxy-quinoline extractant, such as, Kelex 100. This solvent extraction process offers substantial advantages over the conventional technology. However, the relatively low concentration of gallium in the feed solution suggest that an ion exchange process would be superior to solvent extraction in terms of energy consumption and reagent losses. In 1983 Japanese researchers discovered that some chelating resins, having a combination of one =NOH group and another active group such as -NH2, -OH, -SH or =NH exhibit extracting properties for gallium. In this work, the synthesis of resins that possess oxime functionality was studied. The beads, 40-60 mesh, formed via suspension polymerization of acrylonitrile with divinylbenzene were separated. Upon the treatment of those beads with hydroxylamine, amidoxime resin was generated and in order to demonstrate the use of this resin for the extraction of galliim, a study was undertaken using batch and column methods with the Bayer solution. With this purpose, gallium, a side product from the production of aluminum will be recovered.