Alünitli kaolenlerin kimyasal yöntem ile sülfat giderilmesi, alünütli kaolenlerin potasyum sülfat ve alüminyum sülfat üretiminde kullanılması
The removal of sulphate from alunitic kaolins by chemical method the utilization in potassium sulphate and alüminium sulphate production
Yazar: MİNE ÖZDEMİR
Danışman: PROF.DR. HALİL ÇETİŞLİ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1995
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Alüminyum sülfat = Aluminum sulfate ; Alünit = Alunite ; Kaolin = Kaolin ; Potasyum sülfat = Potassium sulfate ; Sülfat = Sulfate

Özet:
Ülkemizde Bursa-Mustafakemalpaşa, Kütahya-Altıntaş, Niğde-Aksaray, Kütah- ya-Gevrekseydi, Balıkesir-Düvertepe ve Çanakkale-Çan bölgelerinde bulunan alünitli kaolin rezervlerinin değişik oranlarda alünitik safsızlıklar içermesi nedeniyle seramik endüstrisinde kullanılamamaktadır. Önümüzdeki yıllarda seramik, kağıt ve gübre endüstrilerinin kaolin ve alünit ihtiyacının giderek artacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle alünitli kaolin rezervlerinin seramik, potasyum ve alüminyum bileşiklerinin üretiminde hammadde olarak değerlendirilmesi yönündeki çalışmaların önemi artmak tadır. Bu çalışmada birinci aşamada, Bursa-Mustafakemalpaşa alünitli kaolininden sülfatın çözelti fazına alınarak giderilmesi ile zenginleştirilmiş kaolin üretimi ve yapıdaki potasyum ve sülfatın potasyum sülfat halinde kazanılması araştırılmıştır. Bu aşamada potasyum kaynağı (KC1 ve KOH) türü ve miktarı, alünitli kaolin + potasyum kaynağı karışımının hazırlanma yöntemi, termal bozundurma sıcaklığı parametreleri incelenmiştir. İkinci aşamada, sülfatı giderilen katı ürün alümina ve alüminyum sülfat üreti minde kullanılabilirliğinin incelenmesi için asidik ortamda çözündürülmüştür. Sonuç olarak doğal alünitli kaolindeki sülfatı potasyum sülfata dönüştürmek için gerekli stokiyometrik orandan ağırlıkça %5-15 fazla potasyum kaynağı içeren karışı mın 700°C sıcaklıkta 60 dk süre ile termal bozundurma işleminden elde edilen katı ürünün 75°C sıcaklıkta suda 2 saat çözündürülmesi sonucunda %95'in üzerinde verimle sülfat çözelti fazına alınarak uzaklaştırılmıştır. Elde edilen katı ürünün sülfat bileşimi %1'in altına düşürülmüş ve seramik endüstrisinde kullanılabilirliği ortaya konmuştur. Ancak katı ürünün DTA ve X-ray analizleri sonucunda amorf silis + alümina karışımında olduğu, kaolin olmadığı belirlenmiştir. Alünitli kaolinin optimum miktarda potasyum klorür ile homojen karıştırılıp 650°C sıcaklıkta, 60 dk termal bozundurulmasıyla sülfatın %81.2'si potasyum sülfat, alüminanın %97.4'ü alüminyum sülfat olarak çözelti fazına alınmıştır.

Abstract:
Alunitic kaolin deposits found in Bursa-Mustafakemalpaşa, Kütahya-Altıntaş, Niğde-Aksaray, Kütahya-Gevrekseydi, Balıkesir-Düvertepe and Çanakkale-Çan in Turkey can not be used in ceramic industry because of containing different ratios of alunitic impurity. In the coming years kaolin and alunitic necessities of ceramic, paper and fertilizer industries are expected to be gradually increased. Because of this reason, the importance of studies through utilization of alunitic kaolin deposits as raw materials in production of ceramic, potassium and aluminium compounds is increasing. As the first stage in this study, the beneficated kaolin production by removing sulphate from Bursa-Mustafakemalpaşa alunitic kaolin, through taking sulphate into the solution phase and obtaining potassium and sulphate in the structure as potassium sulphate were investigeted. The parameters: resource, kind and amount of potassium, the method of mixture preparation and the tempereture of decomposition, were studied. In the second stage, for examining the utilization in alumina and aluminium sulphate production, the solid product without sulphate was dissolved in acidic medium. As a result the solid product which was obtained at 700°C for 60 minutes by thermal decomposition of mixture that contains potassium more then 5-15% from stochiometric ratio which is needed for converting of sulphate in the natural alunitic kaolin to potassium sulphate was dissolved in water at 75°C for 2 hours. By this way more then 95% of sulphate yield was removed. The sulphate compound of obtained solid product was bellow 1% and its evailability in ceramic industry was proved. By the result of DTA and X-ray analysis of solid product; compound of amorphous silica and alumina, it was determined that it didn't consist kaolin. By the thermal decomposition of homogeneous mixture containing optimum amount of potassium chloride at 650°C for 60 minutes; 81.2% of sulphate as potassium sulphate and 97.4% of alumina as aluminium sulphate were remove in the solution phase.