Dissolution of colemanite and crystallization of gypsum during boric acid production in a batch reactor
Kesikli reaktörde borik asit üretimi esnasında kolemanit çözünmesi ve jips kristalizasyonu
- Tez No: 153549
- Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kolemanit, Borik asit, Jips. vıı, Colemanite, Boric Acid, Gypsum
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
oz KESİKLİ REAKTÖRDE BORİK ASİT ÜRETİMİ ESNASINDA KOLEMANİT ÇÖZÜNMESİ VE JİPS KRİSTALİZASYONU Erdoğdu, Anıl Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İnci Eroğlu Haziran 2004, 102 sayfa En önemli bor bileşiklerinden biri olan borik asit kolemanitin(2CaO-3B203-5H20) sülfürik asitte çözünmesinden oluşmaktadır. Bu tepkimeye sonucunda yan ürün olarak da jips (CaS04-2H20) oluşur ve ana üründen ayrılmalıdır. Bu üretim iki aşamada gerçekleşmektedir; kolemanit çözünmesi ve jips oluşumu. Oluşan borik asidin miktarı ilk aşama olan kolemanit çözünmesine bağlıdır. Daha sonraki aşamada, jips kristalleri oluşmakta ve reaksiyon çamurununda filtre edilebilecek boyuta gelene kadar büyütülmektedir. Jips kristallerinin filtrasyonu borik asit üretiminde önemli bir aşamadır. Çünkü bu aşama, borik asidin kristalizasyonunu ve saflığını etkilemektedir. Bu çalışmada kolemanit parça boyutunun, karıştırma hızının ve reaksiyon sıcaklığının kolemanit çözünmesine, jips oluşumuna ve jips kristallerinin parça boyutu dağılımına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada; kolemanit, sülfürik asit ve saf su reaksiyoda girdiler olarak kullanılmıştır. Kolemanit mineralleri Kütahya'nın Emet ilçesinden sağlanmıştır. Sülfürik asit ise Eti Holding A.Ş tarafından sağlanmıştır. Farklı kimyasal ve parça boyutuna sahip üç çeşit kolemanit minerali kullanılmıştır. Hisarcık 1 ve Hisarcık 2 kolemanitleri deneylerden önce çeneli kırıcılarda kırılmış, balyozlu öğütücüde öğütülmüş ve elenmiştir. Hisarcık 1 ve Hisarcık 2 kolemanitlerinin parça boyutu VIdağılımını elde etmek için parça büyüklüğü analizi yapılmıştır. Hisarcık 3 kolemaniti Emet Yeni Borik Asit Fabrikası'ndan getirtilmiştir. Hisarcık 3 kolemanit minerallerinin en büyük parça boyutu 150 um'dir Deneyler, farklı parça boyutunda kolemanit minerallerimi 50, -250 and +250 um) kullanılarak, farklı sıcaklıklarda (70- 90 °C) ve farklı karıştırma hızlarında (350- 500 rpm) gerçekleştirilmiştir. Jips kristalleinin fotoğrafları mikroskopla bakılarak elde edilmiştir. Herbir deneyde borik asit ve kalsiyum iyonunlarının zamana bağlı değişimi ölçülmüştür. Ayrıca çamurdaki katı miktar değişimi tayin edilmiştir. Kolemanitin çözünmesi, borik asit derişiminin zamana bağlı değişiminin tayin edilmesi ile izlenmiştir. Çözeltideki jips kristalizasyonu, çözeltideki kalsiyum iyon derişiminin zamana bağlı değişiminden bulunmuştur. Jipsin kristalizasyon kinetiği çalışılmıştır. Jips kristallerinin büyümesi mikroskop yardımıyla, parça boyutu dağılımı da lazer kırım aleti ile incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DISSOLUTION OF COLEMANITE AND CRYSTALLIZATION OF GYPSUM DURING BORIC ACID PRODUCTION IN A BATCH REACTOR Erdoğdu, Anıl M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. İnci Eroğlu June 2004, 102 pages One of the most commonly used boron compounds, boric acid, is produced by dissolving colemanite (2CaO-3B203-5H20) in aqueous sulfuric acid whereby gypsum (CaS04-2H20) is formed as a byproduct and must be separated from the main product. This process consists of two steps, dissolution of colemanite and formation of gypsum. The amount of boric acid formed depends on the first step, dissolution of colemanite. In the latter step, gypsum crystals are formed and stay in the reaction mixture to grow up to a size large enough to be filtered out of the solution. Filtration of gypsum crystals is a crucial process in boric acid production because it affects the purity and crystallization of boric acid. In this study it is aimed to investigate the effects of particle size of colemanite, stirring rate and reaction temperature on the dissolution of colemanite, gypsum formation and particle size distribution of gypsum formed in the reaction of boric acid production. Colemanite, sulfuric acid and distilled water were used as reactants for the boric acid production reaction in this study.The colemanite minerals were provided from a ivregion of Emet, Kütahya, Turkey. Three types of colemanite minerals having different chemical composition and particle size were used. The sulfuric acid was supplied by Eti Holding A.S. Hisarcık 1 and Hisarcık 2 colemanites were crushed in a jaw crusher, ground in a hammer mill and then sieved. The sieve analysis was performed to learn the size distribution of Hisarcık 1 and Hisarcık 2 colemanite. Hisarcık 3 colemanite was brought from Emet Boric Acid Plant. The maximum diameter of the colemanite minerals was 150 urn. The experiments were performed at different particle sizes of colemanite (0-150, 0- 250 and 250-1000 urn), temperatures (70- 90 °C) and stirring rates (350-500 rpm). The photographs of gypsum crystals were taken. The boric acid and calcium ion concentrations were determined for each experiment. Also, the solid content of the solution in the reactor were measured. The dissolution of colemanite can be followed by monitoring the boric acid concentration change in the slurry. The crystallization of gypsum from the solution can be found from the calcium ion concentration in the solution. The crystallization kinetics of calcium sulfate dihydrate was studied. The growth of the gypsum crystals were examined under the light microscope and the particle size distribution of gypsum crystals were analyzed by of the laser diffraction instrument.
Benzer Tezler
- Dynamic behavior of continuous flow stirred slurry reactors in boric acid production
Borik asit üretiminde kullanılan sürekli akışlı karıştırmalı çamur reaktörlerinin dinamik davranışı
GAYE YÜCEL ÇAKAL
Doktora
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Kalsiyum propiyonatın borik asit kristal büyümesine etkisinin incelenmesi
Determination of growth rate of boric acid crystals in the presence of calcium propionate
KÜBRA AKINCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET NUSRET BULUTCU
- Kolemanitten propiyonik asit varlığında borik asit üretimi
Boric acid production from colemanite by the use of propionic acid
ÖZGE ERTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NUSRET BULUTCU
- Bor minerallerinin elektrostatik ve elektrokinetik özellikleri
Electrostatic and electrokinetic properties of boron minerals
EMRE YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. YALÇIN KAYTAZ
- Kırka Tınkal cevherlerinin değerlendirilmesinde yeni yöntemlerin araştırılması
Research on the new processing methods in the evaluation of Kirka Tincal ore
NURETTİN ÖZTÜRK