Uleksit cevherinin perklorik asit çözeltilerindeki çözünürleştirme kinetiği, kalsinasyonu ve optimizasyonu
Dissolution kinetics, optimisation and calcination of ulexite in percloric acid solutions
Yazar: HİLAL ÇELİK
Danışman: Y.DOÇ.DR. AYCAN GÜR
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalısmada, bor rezervleri içinde en önemli minerallerden biri olan uleksitinperklorik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği ve çözünme üzerine kalsinasyon etkisiincelendi. Bunlara ilaveten uleksitin perklorik asit çözeltilerinde çözünmesi için optimumsartlar tasarlandı.Çözünme kinetiği için, partikül büyüklüğü (tanecik boyutu), katı/sıvı oranı, reaksiyonsıcaklığı ve asit konsantrasyonu parametre olarak seçildi. Deneysel veriler ısığında uleksitinçözünme hızının, azalan tanecik boyutu, azalan katı/sıvı oranı, artan reaksiyon sıcaklığı veartan asit konsantrasyonu ile arttığı bulundu.Kalsinasyon prosesinde, çözünme hızı üzerine kalsinasyon sıcaklığının etkisiarastırıldı. Bu maksatla kalsinasyon sıcaklığı ve asit konsantrasyonu parametre olarak seçildi.Deneysel veriler ısığında uleksitin çözünme hızının asit konsantrasyonu ve kalsinasyonsıcaklığının artması ile arttığı gözlendi.Optimizasyon prosesinde ise uleksitin perklorik asit çözeltilerinde çözünmesi içinoptimum sartlar arastırıldı. Optimizasyon prosesi için katı/sıvı oranı, reaksiyon süresi, partikülbüyüklüğü ve asit konsantrayonu parametre olarak seçildi. Deneysel çalısmalar sonundaoptimum kosulların; asit konsantrayonu için 2 M, katı/sıvı oranı için 0.15 g/ml, tanecik boyutuiçin -60+80 mesh ve reaksiyon süresi için 24 dk olarak bulundu. Nihayetinde bu sartlaraltında dönüsüm kesrinin %100' e ulastığı tespit edildi.Ayrıca kinetik çalısmalarında çözünme hızı homojen ve heterojen reaksiyonmodellerine göre incelendi. Grafiksel ve istatiksel veriler kullanarak reaksiyon kinetiğinin [1-(1-X)1/3]= kt seklinde kimyasal kontrollü homojen reaksiyon modeline uyduğu belirlendi.Çözünme prosesi için aktivasyon enerjisi 56,535 kj/mol olarak bulundu ve çözünme prosesinien iyi ifade eden model; [1-(1-X)1/3] = [9,08x109(Rp)-0,9185(CA)o4,0993(K/S)-1,8077e-6812/T.t]olarak belirlendi.Anahtar kelimeler: Borik asit, Çözünme, Kalsinasyon, Kinetik, Optimizasyon, Uleksit.i

Abstract:
In this study, the dissolution kinetics of ulexite, which is one of the most importantmineral in boron reserves, in percloric acid solution and the effect of calcination ondissolution rate was investigated. In addition these, optimum conditions for the dissolution ofulexite in percloric acid solution was designed.For the dissolution kinetics; particle size, reaction temperature, solid-to-liquid ratio andacid concentration were chosen as parameters. In the light of the experimental data; it wasobserved that dissolution rate of ulexite in percloric acid solutions was found to increase withdecreasing particle size, decreasing solid-to-liquid ratio, increasing reaction temperature andincreasing acid concentration.In the calcination process, the effect of calcination on dissolution rate was investigated.For this purpose, calcination temperatures and acid concentration were chosen as parameters.In the light of the experimental results; it was obtained that dissolution rate increased withincreasing acid concentration and with increasing calcination temperature.In the optimisation process, optimum conditions for the dissolution of ulexite inpercloric acid solution were investigated. For optimisation process; solid-to-liquid ratio,reaction time, particle size and acid concentration were chosen as parameters. In the end of theexperimental works; optimum conditions were determined as 0,15 g/ml for solitliquid ratio -60+80 mesh for particle size, 24 min for reaction temperature and 2M for acid concentration.Eventually, under these conditions, it was determined that conversion fraction was reached avalue of %100. Furthermore in kinetics study; the reaction rate was examined according tohomogeneous and hetereogeneous rection model. It was determined by graphical andstatistical methods that the reaction kinetics fitted to model in form of chemical controlled as[1-(1-X)1/3]= kt and activation energy was found as 56.535 kj/mol for dissolution process. Thefollowing mathematical model, which express very well the dissolution process, wasestablished; [1-(1-X)1/3] = [9.08x109 (Rp)-0,9185(CA)o4,0993(K/S)-1,8077e-6812/T .t]Key words: Boric acid, Calcination, Dissolution, Kinetics, Optimisation, Ulexite.