Bor cevherinin oksalik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği

Abstract

ÖZET Türkiye'nin önemli yer altı zenginliklerinden birisi tinkal ve uleksit'dir ve Türkiye dünyadaki bor payının %70'lik gibi büyük bir bölümüne sahiptir. Tinkal Na2O.2B2O3.10H2O ve uleksit Na20.2Ca0.5B203.16H20 formülüne sahip çeşitli kil mineralleri içeren doğal madenlerdir. Boratlar nükleer teknoloji, metalürji, kimya gibi bir çok endüstride ortak kullanım alanına sahiptirler. Bu çalışmada tinkal ve uleksit'in sulu oksalik asit çözeltilerinde çözünmesi kapalı bir reaktör ortamında partikül boyutu, asit konsantrasyonu, sıcaklık, katı-sıvı oram ve karıştırma hızı parametreleri kullanılarak incelenmiştir. Çözünme hızının artan sıcaklık ve asit konsantrasyonu ve azalan katı-sıvı oranı ve partikül büyüklüğü ile artığı fakat tinkal için dönüşüm hızının %5 asit konsantrasyonuna kadar arttığı ve bu değerden sonra artan asit konsantrasyonu ile azaldığı bulunmuştur. Karıştırma hızının önemli olmadığı gözlenmiştir. Tinkal ve uleksit'in çözünme kinetiği heterojen ve homojen reaksiyon modellerine göre incelenmiş ve çözünme hızının ürün veya kül filminden difüzyon proseslerince kontrol edildiği bulunmuştur. Tinkal ve uleksitin çözünme kinetik parametrelerinden aktivasyon enerjileri 35.17 ve 23.82 kj mol `1 olarak hesaplamıştır. Deney verileri grafiksel ve istatistiksel metotlarca test edilmiş, t = t* [ 1-3 (1-X) 2a + 2 (1-X) ] deneysel verisinin en iyi model olduğu tespit edilmiştir. VII

ABSTRACT Tincal and ulexite are one of the most important underground riches of Turkey, having aproximately %70 of the wold boron deposits, and it has a large portion in the deposits.When tincal having a Na2O.2B2O3.10H2O and ulexite Na20.2Ca0.5B203.16H20 formula are mined naturaly, it contains various clay minerals. Borates are commonly used in many industries such as chemical, matalurgy and nuclear technology. In this study, the dissolutions of tincal and ulexite in aqueous oxalic acid solutions were investigated in a batch reactor employing the parameters of particle size, acid concentration, temparature, s olid-to-liquid r atio a nd s tirring s peed. 1 1 w ere f ound t hat t he d issolution r ate increases with increasing temparature and acid concentration, and decreasing solid-to-liquid ratio and particle size, but the conversion rate tincal of increasing acid concentration up %5 and then decreased with increasing acid concentration. No importtant effect of stirring speed was observed. The dissolution kinetics of tincal and ulexite were examined according to heterogeneous and homogeneous reaction models, and it were found that the dissolution rate were controlled by product-layer-diffusion process. The dissolution kinetics parameters for tincal and ulexite were activation energies 35.17 and 23.82 kj mol `1. The experimental data were tested by graphical and statistical methods and it were found that the following model best fit the experimental data f = t* [1-3 (1-X) **+2 (1-X) ]. VIII