Diamonyum hidrojen fosfat çözeltilsinde borojipsin çözünme kinetiği, optimizasyonu ve komplex gübre üretim
Dissolution kinetics, optimization of borogysum in di-ammonium hydrogen phosphate solution and production of complex fertilizer
Yazar: HAVVA MUMCU ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. AYŞE VİLDAN BEŞE ; DR. ÖĞR. ÜYESİ RÖVŞEN GULİYEV
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Eti Maden İşletmeleri Emet Bor ve Asit Fabrikası'ndan temin edilen borojipsin diamonyum hidrojen fosfat çözeltilerinde çözünmesinin kinetiği ve optimizasyonu incelenmiştir. Ayrıca, borojipten amonyum sülfat gübresi üretimi araştırılmıştır. 
Çalışmanın ilk kısmında, borojipsin diamonyum hidrojen fosfat çözeltisindeki çözünme kinetiği kesikli bir reaktörde incelenmiştir. Elde edilen deneysel veriler, homojen ve hetorojen reaksiyon modelleri kullanılarak analiz edilmiştir. Çözünmenin kinetiğinin birinci mertebe yalancı homojen reaksiyon modeline uyduğu belirlenmiş ve aktivasyon enerjisi 42,29 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. İncelenen parametrelere bağlı olarak hız ifadesi aşağıdaki modelle ifade edilmiştir:

-ln(1-X)= 223,63. (CA) 0,911. (K/S)-0,7689. (K.H) 0,6212. e-5086,2/T t

Çalışmanın ikinci kısımda, borojipsin diamonyum hidrojen fosfat çözeltisindeki çözündürülmesinin optimum koşulları Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Borojipsin çözünmesinin optimum koşulları: reaksiyon sıcaklığı: 50°C, katı/sıvı oranı: 0,1 g.mL-1, diamonyum hidrojen fosfat çözelti konsantrasyonu: 2,5 M, reaksiyon süresi 40 dk. olarak belirlenmiştir. Belirlenmiş optimum koşullarda borojipsin %92,57'si çözündürülmüştür. 
Son aşamada, borojips ve diamonyum hidrojen fosfat, farklı mol oranlarında karıştırılmış ve amonyum sülfat gübresi üretilmiştir. Elde edilen gübrenin kimyasal analizleri UV spektrofotometresi ve ICP-MS cihazları ile yapılmıştır.

Abstract:
In this study, the kinetics and optimization of the dissolution of borogypsum, obtained from The Boric Acid Plant in Emet of Eti Maden Inc., in diammonium hydrogen phosphate solutions were investigated. Additionally, ammonium sulphate fertilizer production from borogypsum has been investigated. 

At first step of the study, the dissolution kinetics of borogypsum in di-ammonium hydrogen phosphate solutions was examined in a batch reactor. The obtained experimental data were analyzed by using homogeneous and heterogeneous kinetics models. The dissolution rate was described by first-order pseudo-homogeneous reaction model and the activation energy was calculated as 42,29 kJ.mol-1. The kinetics model including the used parameters in this study was expressed as follows:

-ln(1-X)= 223,63. C 0,911. (S/L)-0,7689. W 0,6212. e-5086,2/T t
In the second part of the work, the optimum conditions of the dissolution of borogypsum in diammonium hydrogen phosphate solution were determined by using Taguchi method. Optimum conditions of borogypsum were determined to be: reaction temperature: 50°C, solid-to-liquid ratio: 0,1 g.mL-1, diammonium hydrogen phosphate solution concentration: 2,5 M, reaction time: 40 min. Under these optimum conditions, borogypsum was dissolved by 92.57%. 
At last stage, ammonium sulfate fertilizer was produced by mixing borogypsum and diammonium hydrogen phosphate at different molar ratios. The chemical analysis of the obtained fertilizer was performed with UV spectrophotometer and ICP-MS