Farklı yapıdaki poliakrilamid polimerlerin flokülan olarak değerlendirilmesi
The use of polyacrylamide polymers with different structure as flocculant
Yazar: SÜNDÜS ALDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. G. YILDIZ YÜKSEL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Boraks = Borax ; Boraks dekahidrat = Borax decahydrate ; Flokülant = Flocculant ; Flokülasyon = Flocculation ; Poliakrilamid = Polyacrylamide ; Poliakrilat = Polyacrylate ; Polietilen oksit = Polyethylene oxide ; Polimerleşme = Polymerization ; Tinkal = Tincal

Özet:
Türkiye, dünyanın en büyük tinkal cevheri yataklarına sahiptir. Tinkal cevheri, suda çözünmeyen safsızlıklar içerir. Tinkalden boraks dekahidrat ve boraks pentahidrat üretimlerinde, bu safsızlıkların boraks çözeltilerinden ayrılması flokülasyon işlemi ile yürütülmektedir. Bu amaçla flokülan olarak poliakrilamid ve polietilen oksit polimerler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, farklı kimyasal yapı ve molekül ağırlığındaki poliakrilamid polimerlerin sentezi gliserin-Ce(IV), etilen glikol-Ce(IV), isopropanol-Ce(IV) ve aseton gliserol-Ce(IV) redoks çiftleri kullanılarak yapılmıştır. Sentezlenen polimerler hidroliz edilerek, çeşitli anyoniklik derecesine sahip polimerler elde edilmiştir. Tüm polimerler, tinkal cevherinin içerdiği safsızlıkların flokülasyonunda kullanılmıştır. Deneyler jar-test cihazı kullanılarak yürütülmüş, polimerlerin flokülasyon davranışları hem kendi aralarında hem de ticari polimerler ile kıyaslanmıştır. Flokülasyona, flokülanın yapısı, yük yoğunluğu, flokülasyon sıcaklığı, süspansiyonun boraks konsantrasyonu ve süspansiyonun katı içeriği gibi değişkenlerin etkisi incelenmiştir. Ayrıca sentezlenen poliakrilamid polimerlerin polietilen oksit ile birlikte kullanımı incelenmiştir. Sonuçlara göre sıcaklığın artması flokülasyon işlemi üzerinde olumsuz etki gösterirken, süspansiyonun katı içeriğinin ve boraks konsantrasyonunun artması flokülasyonu iyileştirmiştir. Yüksek sıcaklık, boraks konsantrasyonu ve katı içeriğinde lineer polimerler daha etkin olmuştur ancak farklı deney koşullarında farklı sonuçlar gözlenmiştir.

Abstract:
Türkiye has the largest tincal ore deposit of the world. Tincal ore contains water insoluble materials. In the production of borax decahydrate and pentahydrate, seperation of these impurities from borax solutions is done by flocculation operation. For this purpose, polyacrylamide and polyethylene oxide polymers are used as flocculants. In this study, polyacrylamide polymers with different chemical structure and molecular weight were synthesized by using glycerol-Ce(IV), ethylene glycol-Ce(IV), isopropanol-Ce(IV) and acetonglycerol-Ce(IV) redox pairs. By hydrolysis of synthesized polymers, polymers with varying anionicity were obtained. All polymers were used on the flocculation of water insoluble materials in tincal ore. Flocculation behaviours of polymers were compared with each other and commercial polymers by using jar-test device. The effect of flocculant structure, charge density, flocculation temperature, borax concentration and solid content on flocculation were investigated. Also, the use of synthesized polyacrylamide polymers with polyethylene oxide was investigated. According to the results, increase in the solid content and borax concentration of the suspension, enhance the flocculation while increase in the temperature causes adverse effects. At high temperature, solid content and borax concentration, linear polymers are the most effective flocculants, but different results were observed at different experimential conditions.