Saflaştırılmış boraks dekahidrat kristallerinin mikrodalga ısıtma ile kurutularak boraks pentahidrat kristallerinin üretilmesi
Production of borax pentahydrat crystals by drying microwave heating of purified borax decahydrat crystals
Yazar: BİLGE ASLAN TANRIVERDİ
Danışman: PROF. DR. HABİBE CANAN CABBAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışması ile, boraks pentahidratın (BPH), Na2B4O7.5H2O, üretimi sırasında proses gereği zorunlu olarak açığa çıkan atık sınıflandırmasındaki düşük B2O3 içerikli çözeltinin mümkün olduğunca ekonomiye kazandırılması, böylelikle hem proses performansının artırılması, hem de atık stok alan hacminin ve çevresel etkilerin minimuma indirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma ile tüvenan tinkal cevherinden elde edilen boraks çözeltisinin öncelikle saflaştırma işlemi uygulanmadan ve sonrasında iki farklı yöntemle saflaştırılması ile (özellikle suda az çözünen kalsiyum, magnezyum ve sülfatın ayrılması) boraks dekahidrat (BDH), Na2B4O7.10H2O, kristallerinin oluşturulması ve oluşturulan bu kristallerin mikrodalga ile kurutularak BPH kristallerinin üretilmesi incelenmiştir. Dünya bor rezervinin %73'üne sahip Türkiye, Eskişehir – Kırka yatağında bulunan tinkal cevheri, renksiz ve saydam olmasına rağmen, bileşimindeki çeşitli safsızlıklar nedeniyle pembe, sarımsı veya gri renklerde bulunabilir. Tinkal cevheriyle birlikte gelen suda çözünmeyen kil gibi gang minerallerin, flokulant ile çöktürülerek ayrılması ile elde edilen boraks çözeltisine öncelikle hiçbir saflaştırma prosesi uygulamadan, ikinci olarak sönmüş kireç soda ile ve son olarak sadece sönmüş kireç ile saflaştırılarak suda az miktarda çözünen safsızlıkların giderilmesi araştırılmış ve elde edilen çözeltiler kristallendirilerek BDH kristalleri elde edilmiştir. Çalışmada daha sonra BPH eldesi için farklı güçlerde (300, 600 ve 1200 W) ve farklı zaman aralıklarında mikrodalga enerjisi kullanılarak ısıtmaya tâbi tutulmuştur. Böylece, ortalama B2O3 içeriği % 37 olarak üretilmiş BDH kristallerinin, mikrodalga ısıtma sonrası ortalama % 48 B2O3 içeriği olan BPH ürünleri elde edilmiştir. Ayrıca 1200 W kademesinin zaman ve enerji verimliliği açısından daha uygun olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to include the low B2O3 containing solution in the waste classification as required by the process during the production of borax pentahydrate (BPH), Na2B4O7.5H2O, to the economy as much as possible, thus increasing both process performance and minimizing the waste stock area volume and environmental impacts. In this study, borax decahydrate (BDH), Na2B4O7.10H2O crystals were formed without purification and then by two different purification methods. Purification of borax solution obtained from coarse tinkal ore (especially separation of low soluble calcium, magnesium and sulfate) and microwave production of BPH crystals were investigated. Boron reserves of the world have found in Turkey 73 %, Eskişehir - Kırka tincal ore, despite being colorless and transparent, pink due to various impurities in the composition, can be found in yellowish or gray. The removal of small amounts of water-soluble impurities was firstly applied without any purification process, secondly by purifying with slaked lime soda and finally by purifying only with slaked lime, the removal of small amount of impurities dissolved in water was investigated and obtained. The resulting solutions were crystallized to give BDH crystals. In the study, it was then subjected to heating by using microwave energy at different powers (300, 600 and 1200 W) and at different time intervals to obtain BPH. Thus, BDH with an avarege content of B2O3 of 37 %, BPH product with an average content of 48 % B2O3 after microwave heating was obtained. In addition, 1200 W is more suitable for time and energy efficiency.