Stronsiyum sülfat konsantresinden liçing yöntemleriyle amonyum sülfat ve stronsiyum karbonat üretimi
Production of ammonium sulfate and strontium carbonate via leaching methods from strontium sulfate concentrate
Yazar: İBRAHİM UTKU ERMİŞ
Danışman: DOÇ. DR. SALİH AYDOĞAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Amonyum sülfat = Ammonium sulfate ; Cevher hazırlama = Mineral processing ; Liçing = Leaching ; Selestit = Celestite ; Stronsiyum karbonat = Strontium carbonate ; Stronsiyum sülfat = Strontium sulfate

Özet:
Bu tez Barit Maden Türk A.Ş. Konsantratöründen temin edilen stronsiyum sülfat (SrSO4) konsantresinin, nitrik asit (HNO3), hidroklorik asit (HCl) ve perklorik asit (HClO4) ortamında liçini ve amonyum karbonat ((HNO4)2CO3) kullanılarak konsantreden amonyum sülfat (HNO4)2SO4 ve stronsiyum karbonat (SrCO3) elde edilmesini kapsamaktadır.Deneysel çalışmaların ilk bölümünde SrSO4'in asitlerle liç çalışmaları gerçekleştirilmiştir.HNO3, HCl ve HClO4 ile gerçekleştirilen çalışmalarda karıştırma hızının, liç sıcaklığının, asit derişiminin, katı/sıvı oranının ve tane boyutunun liç işlemine etkisi araştırılmıştır. HNO3 ortamında 400 dev/dk karıştırma hızı, 60°C sıcaklık, 1 M asit derişimi, 2 g/500 mL katı/sıvı oranı ve -75 µm tane boyutu ile çalışılarak %91,35 verimle Sr çözeltiye alınabilmiştir. HCl ortamında 400 dev/dk karıştırma hızı 60°C sıcaklık, 1 M asit derişimi, 2 g/500 mL katı/sıvı oranı ve -106 µm tane boyutu ile çalışılarak %99,56 verimle Sr çözeltiye alınabilmiştir. HClO4 ortamında 600 devir/dakika karıştırma hızı, 80°C sıcaklık, 1 M asit derişimi, 2 g/500 mL katı/sıvı oranı ve -75 µm tane boyutu ile çalışılarak %93,57 verimle Sr çözeltiye alınabilmiştir. Bu aşamadan sonra deneysel çalışmalarla elde edilen Sr yüklü çözeltiye Na2CO3 ilave edilerek %79,7 verimle SrCO3 elde edilmiştir.(HNO4)2CO3 ile gerçekleştirilen çalışmada ön deneylerle, uygun tane boyutu ve katı/sıvı oranı tespit edilmiştir. Daha sonra karıştırma hızının, liç sıcaklığının, SrSO4/(HNO4)2CO3 stokiyometrik oranının ve ortam pH'ının etkileri araştırılmıştır. 200 dev/dk karıştırma hızı, 60°C sıcaklık, 1/1,3 stokiyometrik oran, 5 g/300 mL katı/sıvı oranı ve -50 µm tane boyutu ile çalışılarak %79,66 dönüşüm verimiyle SrCO3 elde edilebilmiştir.Anahtar Kelimeler: Amonyum karbonat ((HNO4)2CO3), amonyum sülfat ((HNO4)2SO4), liç stronsiyum karbonat (SrCO3), stronsiyum sülfat (SrSO4).

Abstract:
In this thesis we study the leaching of Strontium sulfate (SrSO4) concentrate, obtained from Barit Maden Türk AŞ. Concentrator, in the presence of nitric acid (HNO3), hydrochloric acid (HCl), and perchloric acid (HClO4); and the production of ammonium sulfate ((HNO4)2SO4) and strontium carbonate (SrCO3) from concentrate by use of ammonium carbonate ((HNO4)2CO3).In the first step it is studied leaching of SrSO4 by using acides. In the studies that were conducted with HNO3, HCl, and perchloric acid HClO4, we investigated the effects of mixing speed, leaching temperature, acid concentration, solid/liquid ratio, and particle size on the leaching procedure. In the presence of HNO3, Sr was included in the solution with 91,35% efficiency at a stirring speed of 400 rpm, in 60°C, 1 M acid concentration, 2 g/500 mL solid/liquid ratio, and -75 µm particle size. In the presence of HCl, Sr was included in the solution with 99,56% efficiency at a stirring speed of 400 rpm, in 60°C, 1 M acid concentration, 2 g/500 mL solid/liquid ratio, and -106 µm particle size. In the presence of HCl, Sr was included in the solution with 93,57% efficiency at a stirring speed of 600 rpm, in 80°C, 1 M acid concentration, 2 g/500 mL solid/liquid ratio, and -75 µm particle size. After this step Na2CO3 was added to the Sr contained solution that taking leaching experiments to get SrCO3. SrCO3 was included with %79,7 efficiency.In the studies conducted with (HNO4)2CO3, appropriate particle size and solid/liquid ratio have been determined in preliminary experiments. In further studies, the effects of stirring speed, leaching temperature, SrSO4/(HNO4)2CO3 stoichiometric ratio, and the pH level of the environment were examined. SrCO3 was obtained with %79,66 efficiency at a mixing speed of 200 rpm, in 60°C, 1/1,3 stoichiometric ratio, 5 g/300 mL solid/liquid ratio, and -50 µm particle size.Keywords: Ammonium carbonate ((HNO4)2CO3), ammonium sulfate ((HNO4)2SO4), leaching, strontium carbonate (SrCO3), strontium sulfate (SrSO4).