Tinkalin fosforik asit çözeltilerinde çözünme kinetiği

Abstract

ÖZET Geleceğin yakıtı olarak tanımlanan Bor sanayide çok çeşitli kullanım alaları olan değerli bir madendir. Dünya bor rezervlerinin önemli bir kısmı ülkemiz topraklarında yer almaktadır. Özellikle son yıllarda bu değerli madenin kullanım alanlarının genişletilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Yapılan birçok çalışma; kolemanit, tinkal, üleksit gibi ticari öneme sahip bor minerallerinin, sülfrik asit, hidroklorik asit, asetik asit, okzalik asit gibi asit çözeltilerinde çözünme kinetiği veya optimizasyonu üzerinedir. Bu çalışmada 'Tinkal'in Fosforik Asit Çözeltilerinde Çözünme Kinetiği` incelenmiştir. Çalışmada fosforik asit kullanılarak, ürün olarak kazanılan borik asidin yanında yan ürün olarak sodyum trifosfat elde edilmesi amaçlanmıştır. Sodyum trifosfat tüm kireç önleyici ürünlerin ana maddesidir ve ticari öneme sahiptir. Denemelere parametre olarak sıcaklık, asit konsantrasyonu, katı-sıvı oranı, tanecik boyutu ve karıştırma hızı seçilmiştir. Her denemeden sonra yüzde çözünme miktarları bulunarak kinetik hesaplamalar yapılmıştır. Yapılan denemelerden çıkarılan sonuca göre; katı-sıvı oranı ve tanecik boyutu azaldıkça çözünürlük artmaktadır. Sıcaklık, karıştırma hızı ve asit konsantrasyonunun artmasıda cevherin çözünürlüğünü arttırmaktadır. Yapılan kinetik hesaplamalar sonucunda sistemin homojon reaksiyonlar kinetiğine uygun olduğu saptanmış ve sistemin kinetik enerjisi 42j/mol (10 kcal) olarak hesaplanmıştır.

ABSTRACT Described as the future fuel, the boron is a valuable mineral in the industry with its several applications. A significant portion of the boron reserves of the world is in our country. Recently, several attempts have been made to extent the applications of these valuable mineral. A number of studies conducted on this topic is on dissolution kinetics or optimization of these kinetics of such boron minerals of commercial interest as colemanit, tinkal and ulexide in several acidic solutions such as sulfuric acid, hydrochloride acid, acetic acid and oxalic acid. This study investigated the `dissolution kinetics of Tinkal in the solutions of phosphoric acid`. The study aimed to produce boric acid which is used as a product and sodium triphosphate as a by-product using phosphoric acid. Sodium triphosphate is the main constituent of the de-calcifying products and is of commercial interest. Temperature, acid concentration, solid to fluid ratio, particle size and mixing rate were chosen as parameters in the experiments. Kinetic calculations were made following the percentage of dissolved materials after each experiment. According to the results of the experiments, as the solid to fluid ratio and particle size decreased dissolubility increased. Temperature, mixing rate and acidic concentration also increased the dissolubility of the mineral. As a result of the calculations, the system was found to be appropriate for the homogenous reactions kinetics and the kinetic energy of the system was estimated to be 42j/mol(10kcal).