Tinkal cevherinden bor tuzları üretiminde sofsızlıkların flokülasyon davranışları
Flocculation of tincal slimes during the productions of borax compounds
Yazar: GÜR GÜLSEL
Danışman: PROF. DR. SELMA TÜRKAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1995
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Bor = Boron ; Flokülasyon = Flocculation ; Tinkal = Tincal

Özet:
Eskişehir Kırkaldaki tinkal cevheri Dünya'nın en büyük boraks yatağını oluşturmaktadır. Boraks dekahidrat yapısındaki bu cevherin tenörü yatağın değişik yerlerinde farklı olup % 55-80 arasında değişmektedir. Cevherde tinkal mineralinin yanında suda çözünmeyen maddeler bulunmaktadır. Bu suda çözünmeyen maddeler başlıca dolomit ve montmorillonit cinsi kilden ibarettir. Etibank'a ait işletmelerde tinkal cevherinden önce konsantre tinkal, daha sonra ise konsantre tinkalden rafine boraks dekahidrat ve pentahidrat üretilir. Hem konsantre tinkal hem de rafine boraks bileşimleri üretiminde, cevherden gelen bu suda çözünmeyen safsızlıklann boraks çözeltilerinden ayrılması büyük sorunlar oluşturmaktadır. Halen konsantre tinkal üretiminde auk süspansiyonundaki katıların ayrılması, süspansiyonların göletlerde uzun süre dinlendirilmesi ile, boraks deka ve pentahidrat üretimlerinde ise flokülasyon yöntemi ile yürütülmektedir. Bu çalışmada, tinkal cevherinin içerdiği safsızlıklann flokülasyonunda; flokülan cinsi, suda çözünmeyen madde bileşimi, süspansiyonun kati içeriği, flokülasyon sıcaklığı, süspansiyonun boraks içeriği ve süspansiyonun bekleme süresi gibi değişkenlerin etkisi incelenerek proses şartlarında en uygun flokülan seçimi ve kati tanecikler ile flokülanlar arasındaki etkileşim mekanizması üzerinde durulmuştur. Deneylerde önce Kırka' daki Etibank tinkal cevheri açık ocak işletmesinden temin edilen safsızlıkların fiziksel ve kimyasal özellikleri saptanmıştır. Daha sonra yukarıda belirtilen tüm değişkenlerin etkisi, belirli özellikte hazırlanan süspansiyonların yine belirli koşullarda flokülasyonu sırasında flokülan sarfiyatına bağlı olarak elde edilen çözeltilerin bulanıklık değerlerinin ölçümü ile incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda, tinkal konsantresi üretiminde atik süspansiyonunun flokülasyonu için en uygun flokülan polietilenoksit, boraks dekahidrat üretiminde safsızlıklann flokülasyonu için en uygun flokülan iyonik olmayan poliakrilamidtir. Boraks pentahidrat üretiminde ise optimum flokülan % 10 anyonik poliakrilamidtir.

Abstract:
Tincal ore in Kırka- Eskişehir is the largest borax deposit of the World. The main constituent being water-soluble borax decahydrate, tincal ore contains 20-45% of water insoluble materials which consist mainly of dolomite and montmorillonite in varying proportions. In conventional beneficiation process, a large part of these impurities are removed from the ore by washing it at ambient temperature with dilute solution. Tincal concentrate thus produced is dissolved in dilute borax solution at high temperature and the rest of the water insoluble materials are separated from the concentrated borax solution by flocculation in order to obtain a clear solution for the crystallization of borax deca and pentahydrates. The flocculation operation is the most important step of the whole process, because inefficient flocculation can cause problems such as contamination of the product with impurities, a loss of yield and environmental pollution. In the productions of tincal concentrate, borax deca and pentahydrate, flocculation conditions such as temperature, solid and borax concentrations of the suspensions to be flocculated may vary in a wide range. The chemical compositions of the water insoluble materials to be flocculated were also determined to be different. In this study, effects of process conditions such as temperature, solid and borax concentrations of the suspensions, composition of the suspensions, composition of the water insoluble materials, the time required to dissolve the ore, and the type of synthetic polymeric flocculants were investigated in order to determine optimal flocculation conditions of tincal slimes. Four different samples were selected from Kırka open pit tincal mine, cleaned from tincal mineral to obtain water insoluble part of the ore and labelled according to their native colour as blue, green, gray and white. The samples were ground to less than 500 urn and used in the flocculation experiments. Chemical compositions of the samples are given in Table 1.