Bayer gibsiti ve aluminyum tuzlarından yüksek saflıkta alüminyum hidroksit ve alümina üretimi
Synthesis of high purity aluminium hydroxide and alumina from Bayer's gibbsite and aluminium salts
Yazar: YASEMEN GÜLDOĞAN
Danışman: PROF. DR. ENDER SUVACI
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Bayer gibsiti (Al(OH)3) ve alüminyum tuzlarından (Al(NO3)3.9H2O, AlCl3.6H2O) çeşitli yöntemler ile yüksek saflıkta alümina üretimi için çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda, hidrotermal sentez, yanma sentezi ve asit ile çözdürme-tekrardan çöktürme yöntemleri kullanılmıştır. Üç farklı yöntem ile sentezlenen alüminalarda farklı saflık dereceleri elde edilmesi amaçlanmıştır. Atritör değirmende öğütülen Bayer gibsitinden ve aynı zamanda Al(NO3)3.9H2O  tuzundan saf su ortamında 200°C'de hidrotermal sentez ile böhmit fazı çöktürülmüş ve daha sonra da 1250°C'de kalsine ederek α-Al2O3 fazı elde edilmiştir. Yanma sentezinde Al(NO3)3.9H2O, üre ve sitrik asit gibi kimyasallar ile çözelti oluşturarak 600°C'de 20-30dk. da amorf alümina ve amorf alüminanın 1200°C'de kalsinasyonu ile α-Al2O3 elde edilmiştir. Son olarakta Bayer gibsitininin derişik HCl (%37) ile çözdürülmesi ve çözücü buharlaştırma ile elde edilen AlCl3 tuzunun 1200°C'de kalsinasyonu ile α-Al2O3 elde edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen her bir alümina tozunun saflık derecesi analiz edilmiştir ve yukarıda bahsedilen yöntemler ile elde edilen alüminalar arasında saflık açısından farklılık gözlemlenmemiştir. Elde edilen saflık dereceleri ortalama %99.95 civarındadır. Elde edilen alümina tozları arasında ki farklılıklar daha çok morfoloji ve tane boyutları arasında olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Bayer gibsit, α-Al2O3, hidrotermal sentez, Al(NO3)3.9H2O,
AlCl3, kalsinasyon, yanma sentezi, yüksek saflık

Abstract:
In this study, high purity alumina was produced from Bayer's gibbsite (Al(OH)3) and aluminum salts (Al(NO3)3.9H2O, AlCl3.6H2O) via hydrothermal synthesis, combustion synthesis and precipitation from acid solution. From these different types of synthesis systems, different level of purity of alumina was aimed. Hydrothermal synthesis was performed at 200°C with both grinded Bayer's gibbsite and Al(NO3)3.9H2O, and as a result boehmite (AlOOH) was precipitated. Then, boehmite powder was calcined at 1250°C to obtain α-Al2O3. At combustion synthesis; Al(NO3)3.9H2O, urea and citric acid were used to have a desired solution. Mixed solution was put into 550°C heated furnace and waited there approximately 20-30 min. to obtain alumina. After this step, obtained alumina was calcined at 1200°C and amorphous alumina change into crystallized and pure α-Al2O3. At last, Bayer's gibbsite was dissolved in concentrated HCl (37%) acid and then AlCl3 salt was obtained by evaporation from the solution. α-Al2O3 was formed by calcination at 1200°C from the AlCl3 salt. After these studies, all alumina powders' purity level was analyzed and there is no differences between purity level of these alumina powders. Purity level of these formed alumina powders was around 99.95%. Only difference has been monitored between these alumina powders was particle morphology and particle size.
Keywords: Bayer gibbsite, α-Al2O3, hydrothermal synthesis, Al(NO3)3.9H2O,
AlCl3, calcination, combustion synthesis, high purity