Kolemanitin flaş kalsinasyonu ve bazı reaktiflerle sulu ortamlardaki çözünürlüğünün incelenmesi
Flash calcination and leaching of colemanite ore with some reactives in aqueous solutions
- Tez No: 155629
- Danışmanlar: PROF.DR. SABRİ ÇOLAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kolemanit, optimizasyon, Taguchi metodu, flaş kalsinasyon, çözünme kinetiği, Colemanite, optimization, Taguchi method, flash calcination, dissolution kinetics
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
ÖZET Doktora Tezi KOLEMANİTİN FLAŞ KALSİNASYONU VE BAZI REAKTİFLERLE SULU ORTAMLARDAKİ ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ Murat YEŞİLYURT Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Sabri ÇOLAK Türkiye, bor rezervleri açısından dünyanın en zengin maden yataklarına sahiptir. Bu çalışmada; ilk aşamada 2CaO.3B2O3.5H2O formülüne sahip olan kolemanit cevherinin fosforik asit çözeltilerindeki çözünürlüğünün optimum şartları Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Daha sonra aynı cevher, serbest düşmeli bir reaktörde flaş kalsinasyon işlemine tabi tutulmuş ve cevherin çözünürlüğünü iyileştiren fırın çalışma şartları belirlenmiştir. Son aşamada ise, flaş kalsinasyon işlemine tabi tutulmuş olan cevherin karbondioksit gazı ile doyurulmuş sulardaki kinetiği incelenmiştir. Ham kolemanitin H3PO4 ile çözündürülmesinin optimum şartları için, asit konsantrasyonu; 2,7 M, ortalama tane iriliği 2,4 mm., karıştırma hızı 450 devir/dakika, reaksiyon süresi 12 dakika, katı/sıvı oranı 0,25 g/mL ve reaksiyon sıcaklığı 94°C (P = 610 mmHg) olarak bulunmuştur. Optimizasyon parametrelerinin etkinlikleri ise, sırası ile; reaksiyon süresi, tane iriliği, asit konsantrasyonu ve karıştırma hızı şeklindedir. İkinci aşamada yapılan flaş kalsinasyon deneylerinin optimum şartları ise; fırın sıcaklığı; 700°C, ortalama tane iriliği; 0,231 mm, ısıtılan fırın boyu; 125 cm ve cevher besleme hızı; 2 g/dakika olarak belirlenmiştir. Flaş kalsinasyon esnasında cevherin reaktörde kalış süresi yaklaşık 1 saniye olmasına rağmen, cevherde %20'lik bir ağırlık azalması ve ham cevhere nisbeten de 5 katlık bir yüzey alanı artışı gözlenmiştir. Flaş kalsinasyon işlemine tabi tutulmuş cevherin karbon dioksit gazı ile çözündürülmesinde ise, reaksiyonun kül filminden difüzyonla kontrollü ve aktivasyon enerjisinin yaklaşık 32,8 kJ.mol“1 olduğu bulunmuştur. Ayrıca, bu çözünme prosesi için, incelenen parametrelerin reaksiyon hızına etkilerini içeren aşağıdaki matemetiksel model geliştirilmiştir. l-3(l-x)2/3 + 2(1 -x) = 3,03. (KH)0,061. (K/S)-°'16.(TB)-°'5.e”3942'6Ar. t 2004, 163 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph.D. Thesis FLASH CALCINATION AND LEACHING OF COLEMANITE ORE WITH SOME REACTIVES IN AQUEOUS SOLUTIONS Murat YEŞİLYURT Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Chemical Engineering Department Supervisor: Prof. Dr. Sabri ÇOLAK Turkey has the richest boron reserves in the world and colemanite is one of the most important minerals. Colemanite, having 2CaO.3B2O3.5H2O formula, has a significant industrial importance. In this study, the optimal dissolution conditions of colemanite in phosphoric acid solutions were determined with Taguchi method. After that, optimal study conditions of a free-fall flash furnace were investigated for enhancing the solubility of ore. Finally, the kinetics of colemanite calcined at optimum conditions were examined in water saturated with CO2. For the optimum dissolution conditions of original colemanite in phosphoric acid solutions were found as acid concentration; 2.7 M, particle size; 2.4 mm, stirring speed; 450 rpm, reaction time; 12 minute, solid-to-liquid ratio; 0.25 g/mL and reaction temperature; 94°C. The efficiency of the parameters was reaction time, particle size, acid concentration and stirring speed, respectively. The optimum conditions for the flash calcination furnace were as follows: furnace temperature; 700°C, particle size; 0.231 mm, furnace high; 125 cm and feed rate of ore 2g/minute. Although the residence time of the ore in the reactor during flash calcinations was approximetally 1 second, a 20% decrease in ore weight and a five-fold increase in surface were observed. In the dissolution of flash calcined ore in CO2, it was found that the dissolution reaction was controlled by ash-film diffusion control and the activation energy for this process was 32.8 kJ.mol“1. Also, a mathematical model containing the effects of parameters was developed for this process as follows: l-3(l-x)2/3 + 2(1 -x) = 3,03. (KH)0'061. (K/S)-°'16.(TB)”0'5.e"3942,OT t 2004, 163 pages
Benzer Tezler
- Usage of boron compounds in copper production
Bakır üretiminde bor bileşiklerinin kullanılması
AYDIN RÜŞEN
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GEVECİ
PROF. DR. YAVUZ A. TOPKAYA
- Kolemanitin formik asit çözeltilerinde çözünme kinetiği
Dissolution kinetics of colemanite in formic acid solutions
ADEM YILDIZ
- Kolemanitin sitrik asit çözeltilerinde klasik ve mikrodalga deney sistemleriyle çözündürülmesi
Dissolution of colemanite in citric acid solutions with clasic and microw ave experimental systems
FEYZA ÇAVUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. SONER KUŞLU
- Kolemanitin CO2 ve SO2 ile doyurulmuş sulu çözeltideki çözünürlüğünün optimizasyonu
Optimization of colemanite resolution in saturated aqueous solutions with CO2 and SO2
EŞREF KURDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ZAFER EKİNCİ
- Kolemanitin zemin stabilizasyonunda kullanılabilirliğinin araştırılması
The investigation of using of colemanite in soil stabilization
HACER YEŞİLÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEREF ORUÇ