Smitsonit(çinko karbonat) cevherinin glukonik asit çözeltilerinde çözünme kinetiği ve ultrases enerjisinin etkisi
The dissolution kinetics of smithsonite (zinc carbonate) ore in gluconic acid solutions and effect of ultrasound energy
Yazar: MEHTAP HURŞİT
Danışman: PROF. DR. HANİFİ SARAÇ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Glukonik asit = Gluconic acid

Özet:
Ülkemizde önemli smitsonit (çinko karbonat) yatakları mevcuttur. Smitsonit, bileşiminde önemli miktarlarda çinko içeren ve sülfürlü cevherlere alternatif olan önemli bir cevherdir. Bu çalışmanın amacı gıda, farmakoloji, deterjan, tekstil, deri, fotoğraf ve beton endüstrisinde birçok kullanım alanı olan çinko glukonatın alternatif bir yöntemle üretimine ışık tutması amacıyla, Kayseri yöresinden temin edilen smithsonite cevherinin glukonik asitle çözünme kinetiğinin incelenmesi ve çözünme hızı üzerine ultrases enerjisi etkisinin araştırılmasıdır.Çalışmanın ilk aşamasında smitsonit cevherinin glukonik asit çözeltilerinde çözünmesinin kinetiği incelenmiştir. Çözündürme prosesinde parametre olarak karıştırma hızı, asit konsantrasyonu, tane boyutu ve reaksiyon sıcaklığı seçilmiştir. Smitsonitin çözündürülmesinin kimyasal kontrollü ve aktivasyon enerjisinin 47,92 kJ/mol olduğu bulunmuştur. Ayrıca kinetik incelemede, aşağıdaki gibi bir model denklemi de türetilmiştir.1-(1-X)1/3 = 3,7x105 ?-47,92/RTtÇalışmanın ikinci aşamasında smitsonit cevherinin glukonik asit çözeltilerinde çözündürülmesi üzerine ultrases enerjisinin etkisi incelenmiştir. Bu işlemde en etkili parametre olan reaksiyon sıcaklığı incelenmiştir. İnceleme sonucunda ultrases enerjisinin dönüşüm için gereken süreyi azalttığı, düşük oranlarda dönüşümü artırdığı görülmüştür. Dönüşümdeki artış oranının düşük olması ve SEM fotoğraflarındanda görüldüğü gibi ultrases enerjisi kullanılmasına rağmen yüzeyde belirgin çatlak ve çukurların olmaması, smitsonit cevherinin sert ve dayanıklı olmasına ve dolayısıyla ultrases enerjisinden çok fazla etkilenmediğine bağlanmıştır.

Abstract:
In our country, important smithsonite (zinc carbonate) reserves exist. Smithsonite which includes important amounts zinc in its composition and is alternative for sulphurous ores is an important ore. The purpose of this work is to study the dissolution kinetics of smithsonite ore obtained from Kayseri region by gluconic acid with the aim of lighting way for production with an alternative method of zinc gluconat which has many usage fields in food, pharmaceutical, detergent, textile, leather, photography and concrete industries and to investigate the effect of ultrasound energy on the dissolution rate.In the first stage of the study, the dissolution kinetics of smithsonite ore in gluconic acid was investigated. In the process of dissolution, stirring speed, acid concentration, particle size and reaction temperature as parameter were chosen. It was found that the dissolution of smithsonite was chemically controlled and activation energy of the process was 47,92 kJ/mol. In addition, in the kinetic investigation, a model equation as the following was also derived.1-(1-X)1/3 = 3,7x105 ?-47,92/RTtIn the second stage of the study, the effect of ultrasonic energy on the dissolution of smithsonite ore in gluconic acid was investigated. In this process, reaction temperature that is the most effective parameter was study. According to the results of the study, it was observed that ultrasound energy was decrease conversion period, little increase the conversion. There had not been specific cracks and dimples on the surfaces in spite of the usage of ultrasound energy as seen on SEM photographs and rate of increase of the conversion was low. Thus, it can be said that the substance of smithsonite is strong and durable and thus, it is not effected too much from ultrasound energy.