İlmenit cevherinden alkali liç yöntemi ile TiO2 eldesi
Production of TiO2 from ilmenite ore by alkali leaching method
Yazar: BÜŞRA SERT
Danışman: DOÇ. DR. MELTEM YILDIZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Titanyum dioksitin (TiO2) endüstriyel açıdan önemli bir bileşik olduğu iyi bilinmektedir. Olağanüstü kırılma indeksi ve yüzey alanını, gözenek boyutunu ve yapısını ayarlama kabiliyeti nedeniyle pigment, yarı iletken özelliği ile de fotokatalizör olarak geniş bir spektrumda kullanılmaktadır. Titanyum dioksit üretimi için en iyi bilinen ve en bol 
bulunan hammadde ilmenittir (FeTiO3). Titanyum dioksit üretiminde sülfat ve klorür süreçleri olmak üzere iki ana endüstriyel yöntem vardır. Bu süreçler yüksek enerji tüketirken yüksek miktarda da atık üretirler. Bugüne kadar, ilmenit konsantrelerinin saflaştırılması ve safsızlıkların giderilmesi için çeşitli süreçler önerilmiştir. Son zamanlarda, ilmenitten TiO2 eldesi için yeni bir yöntem olarak alkali prosesi ortaya çıkmıştır. Bu işlemde, ilmenit, atmosferik basınç altında derişik potasyum hidroksit (KOH) çözeltisiyle ayrıştırılır, yüksek titanyum ve düşük demir içeren bir ara madde elde edilir, bu ara madde ileri kimyasal işlemden sonra, pigment dereceli titanyum dioksite dönüştürülebilir ve elde edilen TiO2 katalizör destek maddesi olarak kullanılabilir. İlmenitten TiO2 eldesine yönelik geleneksel işlemlerle karşılaştırıldığında, bu işlem ılımlı reaksiyon koşullarında gerçekleşir. Nispeten düşük sıcaklıkta ve atmosferik basınçta 
gerçekleştirilen reaksiyonda, ilmenitin bozunma hızı oldukça yüksek şekilde gerçekleştirilmiş olur. Bu nedenle, yeni teknolojinin enerji tüketimi mevcut olanlardan daha düşüktür ve güçlü potansiyel uygulamalara sahip olabilir. Bu çalışmada, KOH ve farklı hidroksitlerle ilmenite alkali ayrıştırma uygulayıp, ardından asitle yıkama çalışmaları yapılarak, yüksek saflıkta titanyum dioksit üretilmesi hedeflenmiştir.

Abstract:
It is well known that titanium dioxide (TiO2) is an industrially important compound. Due to its extraordinary refractive index and its ability to adjust the surface area, pore size and structure, it is used in a wide spectrum as a pigment, and as a photocatalyst with its semiconductor property. The best known and most abundant raw material for the production of titanium dioxide is ilmenite (FeTiO3). There are two main industrial methods in the production of titanium dioxide, namely sulfate and chloride processes. While these processes consume high energy, they also produce large amounts of waste. 
To date, various processes have been proposed for the purification of ilmenite concentrates and the removal of impurities.
Recently, alkaline process has emerged as a new method for obtaining TiO2 from ilmenite. In this process, ilmenite is decomposed with concentrated potassium hydroxide (KOH) solution under atmospheric pressure, yielding an intermediate with 
high titanium and low iron, this intermediate can be converted into pigment grade titanium dioxide after further chemical treatment, and the resulting TiO2 can be used as catalyst support. Compared to conventional processes for the recovery of TiO2 from ilmenite, this process takes place under mild reaction conditions. In the reaction carried out at relatively low temperature and atmospheric pressure, the rate of decomposition of ilmenite is achieved quite high. Therefore, the energy consumption of the new technology is lower than existing ones and could have strong potential applications. In this study, it was aimed to produce high purity titanium dioxide by alkaline separation of ilmenite with KOH and different hydroxides, followed by acid washing.