Basınç altında borakstan sodyum bikarbonat üretiminin optimum şartlarının belirlenmesi
Determination of the optimum conditions for the sodium bicarbonate from borax under pressure
Yazar: AYŞE MERVE ASLANDAŞ
Danışman: PROF. DR. YAVUZ ONGANER ; PROF. DR. MEHMET ÇOPUR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Amonyak = Ammonia ; Bor = Boron ; Boraks = Borax ; Sodyum bikarbonat = Sodium bicarbonate ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Tinkal = Tincal

Özet:
Dünya bor rezervlerinin yaklaşık %72'si Türkiye'dedir. Türkiye bor rezervlerinin önemli bir kısmını kolemanit, tinkal ve uleksit mineralleri oluşturmaktadır. Tinkal sıcak suda çözülüp süzülerek yabancı maddelerden ayrılır ve yeniden kristallendirilerek boraks dekahidrat elde edilir. Bu çalışmada, ham madde olarak boraks dekahidrat ve CO2(g) kullanılarak önemli bir sanayi girdisi olan sodyum bikarbonat ve bor oksit bakımından daha zengin ürün üretimi amaçlanmıştır. Böylece, küresel ısınmaya neden olan CO2(g)'ın azalmasına katkı sağlayacağı umulmaktadır.Bu çalışmada, basınç altında borakstan CO2(g) gazı ile doyurulmuş amonyak çözeltilerinde sodyum bikarbonat üretimi incelenmiştir. Üretim üzerine sıcaklık, katı-sıvı oranı, basınç, amonyak konsantrasyonu ve zamanın etkisi araştırılmıştır. Yapılan denemeler sonucunda, optimum koşullar taguchi methodu kullanarak belirlenmiştir. Optimum koşullar reaksiyon sıcaklığı 60°C; katı-sıvı oranı 0.77 g/ml; basınç 20 bar; amonyak konsantrasyonu 4.70 M; reaksiyon süresi 50 dak olarak bulunmuştur. Karıştırma hızı tüm denemelerde sabit 500 devir/dak da tutulmuştur. Bu şartlar altında üretilen NaHCO3 ~%95 saflığa sahiptir. Geriye kalan bor oksit bakımından zengin karışım bor oksit (%57.5) açısından zengindir.Anahtar Kelimeler: Optimizasyon, taguchi metodu, boraks, tinkal, CO2(g), amonyak, sodyum bikarbona

Abstract:
Turkey has about 72% of the known boron reserves of the world. An important part of Turkey?s boron reserves is occurred colemanite, tincal and ulexite minerals. Tincal is dissolved in hot water and is separated from impurities by filtration and is obtained as borax decahydrate (borax) by recrystallization. In this study, sodium bicarbonate which is an important industrial input and more higher product in boron oxide is aimed to be produced by using borax decahydrate and CO2(g) as raw materials. Thus, it is expected to be contributed positively to the reduction of CO2(g) causing global warming.In this study, the sodium bicarbonate production from borax decahydrate in ammonia solutions saturated by carbon dioxide gas in pressure reactor was studied. On production, the effects of temperature, solid-to-liquid ratio, pressure, ammonia concentration and reaction time have been investigated. As a result of experiments, the optimum conditions were found to be as reaction temperature, 60°C; solid-to-liquid ratio, 0.77 g/ml; reaction time, 50 min; pressure 20 bar; ammonia concentration 4.70 M. Steering speed was stable at 500 rpm. In these conditions, produced sodium bicarbonate has approximately to 95% purity. The remaining filtrate is rich in boron oxide (57.5%).