Değişik minerallerin borik asit çözeltilerinde çözünme kinetiği
Dissolution kinetics of various minerals in boric acid solutions
Yazar: MÜGE SARI
Danışman: PROF. DR. AHMET NUSRET BULUTCU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Borik asit = Boric acid ; Dolomit = Dolomite ; Kalsit = Calcite ; Kolemanit = Colemanite ; Çözünme = Dissolution ; Üleksit = Ulexite

Özet:
Bu çalışmada, kolemanitin ve cevherde bulunan üleksit, dolomit ve kalsit gibi diğer minerallerinin değişik sıcaklık ve konsantrasyonlardaki borik asit çözeltilerinde çözünme davranışları incelenmiştir. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda, saf minerallerin borik asit çözeltilerindeki çözünürlüğünü etkileyen en önemli parametrenin borik asit konsantrasyonu olduğu, sıcaklığın önemli etkisi olmadığı sonucuna varılmıştır. Yüksek sıcaklık ve yüksek borik asit konsantrasyonuna sahip çözeltilerde, saf minerallerin belirli bir seviyeye kadar çok hızlı bir şekilde çözündüğü ve daha sonra bor içeren bileşikler halinde çöktükleri belirlenmiştir. Düşük sıcaklık ve düşük borik asit konsantrasyonuna sahip çözeltilerde ise minerallerin çözünmelerini takip eden herhangi bir çökme olayı ile karşılaşılmamıştır. Deneyler sonrası elde edilen katı fazların karakterizasyonu, X-ışınları kırınım spektroskopisi (XRD) ve kimyasal analizler ile yapılmıştır. Çöken maddelerin nobleit (CaB6O10.4H2O) ve goverit (CaB6O10.5H2O) yapısında olduğu belirlenmiştir. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda, borik asit üretim prosesinde çözelti ortamına geçen safsızlığın, sülfürik asitin bu minerallere etki etmesi sonucu oluştuğu varsayılmış olmasına rağmen, bu çalışmada, borik asitin kendisinin de çözeltiye safsızlık geçmesinde etkin olduğu ve daha sonraki çökme olayları ile bor kayıplarına neden olabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, dissolution behaviours of colemanite and other minerals which are found in ore, such as ulexite, dolomite and calcite, were investigated in boric acid solutions at various temperatures and boric acid concentrations. At the end of the experiments, it was concluded that the most important parameter, affecting the dissolution behaviours of the pure minerals in boric acid solutions, is the concentration of boric acid and change in temperature has no significant effect. In boric acid solutions at high temperature and high concentration, it was determined that all of the pure minerals dissolves very fast and then precipitates as compounds containing boron. On the other hand, in boric acid solutions at low temperature and low concentration, no precipitation followed by the dissolution of the minerals was observed. The characterization of the solid phases obtained at the end of experiments was realized by X-ray diffraction spectroscopy (XRD) and chemical analysis. It was determined that the precipitated materials were in the form of nobleite (CaB6O10.4H2O) and gowerite (CaB6O10.5H2O). Although at the earlier studies, it has been assumed that the impurities released to solution formed in the production of boric acid, occurred as a result of interaction between sulfuric acid and these minerals, in this study, it was determined that also boric acid takes part in release of impurities to solution and this may cause the loss of boron by post-precipitation of the minerals.