Fosfat cevherinin HNO3 çözeltilerindeki çözünme kinetiği üzerine ultrases enerjisinin etkisi

Abstract

ÖZET Ultrases enerjisi katı/sıvı reaksiyonların hızlarını etkilediği bilinmektedir. Bu çalışmada, Mardin-Mazıdağı fosfat yataklarından temin edilen konsantre fosfat cevherinin HNO3 çözeltilerindeki çözünürlüğü üzerine ultrases enerjisinin etkisi incelenmiştir. Denemelerde tane boyutu, sıcaklık, asit konsantrasyonu ve ultrases enerjisi amplitüt hızı paremetre olarak seçilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre dönüşüm kesrinin; asit konsantrasyonunun, reaksiyon sıcaklığının ve ultrases enerjisi amplitüt hızının artması ile arttığı, fakat tane boyutunun artması ile azaldığı tesbit edilmiştir. Dönüşüm reaksiyonunun, Ca3(P04)2 + 6 H+ -> 3 Ca+2 + 2 H3P04 (1) şeklinde olduğu, ve reaksiyon hızının kimyasal kontrollü ve H+ konsantrasyonuna göre 1. mertebeden olduğu tesbit edilmiştir. Reaksiyonun aktivasyon enerjisi 16 kJ/mol olarak hesaplanmış ve ultrases enerjisi reaksiyonun aktivasyon enerjisine etki etmediği fakat arhenius eşitliğindeki `A` faktörünü artırdığı görülmüştür. Sonuç olarak, aşağıda verilen çözünme denklemi elde edilmiştir. £^ J«cJl4.O + 2.MlO^--,--`)0 n ) dt RpB v TiJ v TiJ

SUMMARY Ultrasound is known to enhance solid/liquid reactions. This paper deals with the investigation of the effect of ultrasonic energy on the kinetics of the dissolution of phosphate rock from Mardin-Mazıdağı phosphate mines in nitric acid solution. The particle size, reaction temperature, acid concentration and amplitude of ultrasound power was choosen as paremeters. According to the results of the study, it was observed that, increase of acid concentration, reaction temperature and amplitude of ultrasound power increased the conversion fraction, but the increase of particle size decreased the conversion fraction. It has been considered that the conversion reaction as as follows Ca3(P04)2 + 6 H+ -> 3 Ca+2 + 2 H3P04 The reaction is chemical-controlled and first order with respect to H+. The activation energy equal to 16 U/mol in both cases. The effect of ultrasound is on the preexponential factor A, by enhancing primarly the collision of H+ with crystal lattice. Finally, the rate expression may be summarized as follows; dt RpE v P2°iJ v pa; 'B