Baryum sülfat ve farklı bor ürünlerinin tek basamaklı reaksiyonu ile baryum borat eldesi ve üretim prosesinin ekonomik analizi
Barium borate production with single step reaction of bariumsulphate and different boron products and economic analysis of its production process
- Tez No: 598645
- Danışmanlar: PROF. DR. HABİBE CANAN CABBAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Bor cevherleri ve bileşikleri günümüz modern sanayilerinin önemli bir girdisi olup baryum borat, farklı baryum ve farklı rafine bor ürünleri kullanılarak üretimi yapılabilen bir, özel bor ürünüdür. Baryum boratın anti-korozif özelliği ile boyalarda, seramiklerin sırlanmasında, optik özellikleri nedeniyle optik camlarda ve tek kristal olarak üretildiğinde lazer uygulamalarında geniş kullanım alanları vardır. Yapılan çalışma ile Dünya rezervlerinin % 73'üne sahip olduğumuz bor cevherleri ve yine ülkemizde rezerv açısından yüksek miktarlarda bulunan barit cevherinin ana bileşiği olan baryum sülfat kullanılarak, daha yüksek katma değerli bir ürün olan baryum borat üretilmesi hedeflenmiştir. Baryum sülfat önce çeşitli oranlarda borik asit, susuz boraks, boraks pentahidrat karışımlarında ergitilerek tek kademede baryum borat üretme çalışmaları yapılmıştır. İkinci kısım çalışmalarda ergime karışımlarına sodyum karbonat eklenmiştir. İkinci aşamadan sonraki tüm çalışmalarda baryum kaynağı olarak baryum sülfat ve karbon kaynağı olarak kok kömürü kullanılmıştır. Bor kaynağı olarak ise, ilk önce disodyum oktaborat tetrahidrat kullanılarak indirgenme işlemi yapılmış ve bu çalışmanın sonunda elde edilen numunelerden yapılan XRD analizlerinde baryum sülfür ve baryum borat görülmüştür. Bu aşamadan sonra tek kademede baryum borat üretmek üzere baryum sülfat, kok kömürü ve bor oksit farklı oranlarda kullanılarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen ürünlerin XRD analizleri yapıldığında tek kademe baryum borat elde edildiği görülmüş ayrıca oluşan reaksiyonları irdelemek amacıyla TGA analizleri yapılmıştır. Baryum sülfat : karbon : bor oksit karışım mol oranı için 1:10:0,8; sıcaklık için 900 o C ve süre için 11 dakika olarak belirlenerek baryum borat sentezlenmiştir. Belirlenen parametreler doğrultusunda bir tesis akım şeması hazırlanmış ve mali analizi yapılmıştır. Yapılan mali değerlendirmeler sonucunda fizibilite kapsamında 1.000 ton/yıl kapasiteye sahip baryum borat üretim tesisinin teknik ve ekonomik yapılabilirliği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Boron ores and their compounds are important raw materials of today's modern industries and barium borate is a special boron product which can be produced by using different barium and different refined boron products. Due to the anti-corrosive properties of barium borate, it is used in paints, glazing of ceramics, due to its optical properties it is widely used in optical glass and laser applications when it is produced as single crystal. With this study, it is aimed to produce barium borate, which is a high value-added product, by using boron ores, which are 73% of the world reserves in our country and barium sulphate, which is the main compound of the barite ore found again in high amounts in our country. Barium sulphate was firstly melted in various proportions of boric acid, anhydrous borax, borax pentahydrate to produce barium borate with single step. In the second part, before melting, sodium carbonate was added to these mixtures. After the second stage, barium sulfate was used as the source of barium and coke was used as the carbon source at all studies. Firstly, disodium octaborate tetrahydrate was used as the source of boron and after the end of this study barium sulphide and barium borate were observed in the samples with the XRD analyzes. After this stage, barium sulfate, coke and boron oxide were used in different ratios to produce barium borate with single step. When the XRD analyzes of the obtained products were made, it was seen that with single step barium borate was obtained and also TGA analyzes were performed to investigate the reactions. 1: 10: 0.8 for the molar ratio of barium sulfate: carbon: boron oxide mixture; barium borate was synthesized by determining 900 o C for temperature and 11 minutes for time. A plant flow chart was prepared in accordance with the determined parameters and financial analysis was performed. As a result of the financial evaluations, the technical and economic feasibility of the barium borate production facility with a capacity of 1 000 tons / year was evaluated.
Benzer Tezler
- Removal of microbial pollutants and micropollutants with reverse osmosis membranes from drinking water
Ters osmoz membranlar ile içme suyundan mikrobiyal kirleticilerin ve mikrokirleticilerin giderimi
CANSU BATIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Sapanca Gölü'nü besleyen derelerin hidrojeokimyasal incelenmesi
Hydrogeochemistry of streams discharging to Sapanca Lake
SEVGİ AÇIKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Jeoloji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İRFAN YOLCUBAL
- Baryum sülfat kristalizasyonuna polielektrolitlerin etkisi
The effect of polyelectrolytes on barium sulfate crystallization
ÖZGE ARAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEL AKYOL
- Synthesis, characterization and applications of flame retardant polymer composites
Alev geciktiricili polimer kompozitlerin sentez, karakterizasyon ve uygulamaları
HASİBE BÖLÜK
Doktora
İngilizce
2017
KimyaDokuz Eylül ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KADİR YURDAKOÇ
- Yerel Bir Çinko Karbonat Cevherinin Sodyum Hidroksit Liçiyle Değerlendirilmesi
Evaluation of a local zinc carbonate ore by sodium hydroxide leaching
İLHAN EHSANİ
Doktora
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH OBUT