Kükürt dioksitin sulu çözeltileriyle üleksit' ten borik asit ve sodyum sülfit üretiminin incelenmesi
İnvesitgation of production of boric acid and sodium sulfite from ulexite by aqueous sulfur dioxide solutions
Yazar: İBRAHİM HAKKI KARAKAŞ
Danışman: PROF. DR. M.MUHTAR KOCAKERİM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Borik asit = Boric acid ; Kükürt dioksit = Sulfur dioxide ; Optimizasyon = Optimization ; Sodyum sülfit = Sodium sulfite ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Üleksit = Ulexite

Özet:
Uleksit Türkiye'de bol miktarda bulunan bir bor mineralidir ve dünya çapında büyük bir endüstriyel ve ekonomik değere sahiptir. Bu çalışmanın amacı, Taguchi metodunu kullanarak, sulu çözeltilerde kükürt dioksit gazı ile üleksitten borik asit ve sodyum sülfit üretiminde en uygun çalışma şartlarının belirlenmesidir. Sodyum sülfit üretmek için iki farklı çözündürme prosesi uygulanmıştır. İlk proseste sıcaklık, katı sıvı oranı, tane boyutu, karıştırma hızı ve zaman parametreler olarak belirlenmiş ve kükürt dioksit ile doyurulmuş sularda borik asit ve sodyum sülfit üretiminin optimum şartları belirlenmiştir. Bu parametreler için sıcaklık (90°C), katı/sıvı oranı (0.25 g/mL), tane boyutu (150 µm), karıştırma hızı (600 dev/dak) ve zaman (30 dak) optimum şartlar olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda yapılan üretim çalışmalarında %99 saflıkta borik asit ve %85 saflıkta sodyum sülfit üretilmiştir.İkinci proseste pH, sıcaklık, katı sıvı oranı, tane boyutu, karıştırma hızı ve zaman parametreler olarak belirlenmiş Kükürt dioksit le pH kontrol edilerek borik asit ve sodyum sülfit üretimi denemeleri yapılmıştır. Bu parametreler için pH (4,5), sıcaklık (90°C), katı/sıvı oranı (0.25 g/mL), tane boyutu (150 µm), karıştırma hızı (600 dev/dak) ve zaman (30 dak) optimum şartlar olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda yapılan üretim çalışmalarında %99 saflıkta borik asit ve %95 saflıkta sodyum sülfit üretilmiştir.

Abstract:
Ulexite (Na2O.2CaO.5B2O3.16H2O), which is boron mineral, is abundant in Turkey, has a high industrial and economical value in worldwide. The aim of this study is to determine some optimum operating conditions for production of boric acid and sodium sulfite from ulexite by using sulfur dioxide gas in aqueous media by using Taguchi method. Two different dissolution processes were applied to produce boric acid and sodium sulfite. In the first process temperature, solid to liquid ratio, particle size and stirring speed were chosen as parameters and optimum requirements of boric acid and sodium sulfite production were determined in SO2 saturated water. The optimum conditions for these parameters were determined as reaction temperature (90°C), solid to liquid ratio (0.25 g/mL), reaction time (30 min), stirring speed (600 rpm) and particle size (150 µm). In these conditions, boric acid and sodium sulfite are produced in purity of 99 and 85 percent.In the second process, pH, temperature, solid to liquid ratio, particle size, stirring speed and time were chosen as parameters, and production of boric acid and sodium sulfite attempts have been made by keeping pH under control with dosage of SO2. Optimum conditions for these parameters were determined as reaction temperature (90°C), solid to liquid ratio (0.25 g/mL), reaction time (30 min), stirring speed (600 rpm) and particle size (150 µm), respectively. In these conditions, boric acid and sodium sulfite are produced in purity of 99 and 95 percent.