Kalsine edilmiş mardin-mazıdağı fosfat kayası ile baca gazı desülfürizasyonu ve desülfürizasyona çeşitli tuzların etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma üç farklı aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada bu cevherin fosforik asit üretiminde kullanılmasında olumsuz etkilere sebep olan cevher içindeki organik maddenin yapısının belirlenmesi için 13C NMR ve 1H NMR, GS-MS ve FTIR analizleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarda toplam organik maddenin ekstrakte edilebilir kısmının fosfolipitlerden oluştuğu ve C9-11 ve C12-35 den oluşan ve merkezleri C10 ve C14 olan bimodel dağılım göstermektedir. İkinci aşamada akışkan yatakta kalsine edilen cevherin yine akışkan yatakta baca gazı bileşimine benzer bir model gaz karışımında (%0-20 CO2, %0,1-0,6 SO2, %4 O2 ve kalan kısım N2) sülfat dönüşümleri üzerine sıcaklık, CO2 ve SO2 konsantrasyonları ve por yapı değişimlerinin etkileri incelendi. Sıcaklığın ve SO2 konsantrasyonunun artışı ile sülfatlanma da artışlar ve CO2 konsantrasyonunun artışı ile azalmaların meydana geldiği gözlendi. Son aşamada ise ham cevherin sülfatlanma veriminin arttırılması hedeflenerek ham fosfat cevheri farklı tuzlar (NaCl, CaCl2 ve Na2CO3) ve farklı tuz konsantrasyonları ile muamele edildikten sonra por yapı değişimleri ve sülfatlanma üzerine tuz konsantrasyonunun etkisi incelendi. Sonuçlarda tuz konsantrasyonlarının artışı ile sülfatlanma dönüşümlerinde artışlar meydana geldi. Sülfatlanmada ham cevhere göre en etkin tuzun CaCl2 olduğu, NaCl'ün daha az etkin olduğu, Na2CO3'ın ise sülfatlanma dönüşümünü olumsuz olarak etkilediği tespit edildi.

This study consists of three stages. In the first stage, 13C NMR and 1H NMR, GS-MS and FTIR analysis were used to determine the structure of the organic material in the ore that causes negative effects on phosphoric acid production. The results showed that the part of the total organic material that can be extracted consisted of phopholipids which comprised of C9-11 and C12-35 with the centers of C10 and C14 that represents bimodel distribution. In the second stage, in a fluidized bed by using a model flue gas composition (%0-20 CO2, %0,1-0,6 SO2, %4 O2 and balanced with N2) the effects of temperature, the concentrations of CO2 and SO2 and pore structure changes on the sulphate conversion of the calcined ore were investigated. It was observed that the sulfation was increased by an increase in temperature and SO2 concentration but it was decreased by an increase in CO2 concentration. In the last stage, it was targeted to increase the sulfation efficiency of the raw ore. So, the raw phosphate rock was treated with different salts (NaCl, CaCl2 and Na2CO3) and different salt concentrations and then the effects of these treatments on the pore structure changes and sulfation were investigated. It was seen that when the salt concentration was increased the sulfation conversion was also increased. It was determined that in sulfation with respect to the raw ore CaCl2 was the most effective salt, NaCl was less effective and Na2CO3 had a negative effect on the sulphate conversion.