Fosfat kayasının asetik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği

Abstract

ÖZET Türkiye'nin ekonomik olarak tarıma bağlı bir ülke olması nedeniyle, gübre sanayi önem arz etmektedir. Gübre sanayiinde önemli bir yeri olan fosfatlı gübreler, fosfat kayasından üretilmektedir. Türkiye'nin ekonomik olarak işletilmesi mümkün fosfat yataklarının tümü Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde bulunmaktadır. Bu çalışmada, Mardin-Mazıdağı fosfat yataklarında temin edilen orijinal fosfat cevherlerinin seyreltik asetik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği incelenmiştir. Kullanılan cevherin P2Os içeriği % 22.59'dur. Denemelerde tane boyutu, sıcaklık, karıştırma hızı, asit konsantrasyonu ve katı-sıvı oranı parametre olarak seçilmiştir. Her denemeden sonra çözeltilerde P205 ve Ca++ tayinleri yapılmıştır. Seyreltik asetik asit çözeltilerinde fosfat cevherlerindeki kalsiyumun çözünme oranı, karıştırma hızının asit konsantrasyonunun ve sıcaklığın artmasıyla, katı-sıvı oranının ve tanecik boyutunun küçülmesi ile artmıştır. Çözeltilerin analiz sonuçlarından gidilerek hem P205 hem de kalsiyumun çözünme reaksiyonu ile ilgili kinetik verilerin -İn (1-x) = k.t şeklinde ifade edilen yalancı birinci mertebeden hız eşitliğinin bu sistem için uygulanabileceği sonucuna varılmıştır. Çözünme reaksiyonuna ait aktivasyon enerjileri P2O5 ve kalsiyum için, sıra ile 12.409 ve 39.54 kj/mol olarak hesaplanmıştır.

11 SUMMARY Fertilizer industry is important for Turkey because its economy is depend on agriculture. Phosphate fertilizers being important in fertilizer industry are produced from phosphate rock. All Turkey's phosphate mines being economically important is in Southeast Anatolia Region. In this research, kinetics of dissolution of calcium in phosphate ore used in dilute acetic acid solutions have been investigated. P205 content of ore used in experiments is % 22.59. In the runs, particle size, temperature, stirring rate, acid concentration and the ratio of solid to liquid have been chosen parameters. After each run, P2O5 and Ca++ content of solutions have been determined. It has been found that the dissolution calcium in dilute acetic acid concentration increase, and the ratio of solid to liquid and particle size decrease. Dissolution reactions and kinetics values have been obtained from analysis of solutions. As a result, it was concluded that following pseudo-first order rate expression can be applied for this system; -ln(1-x) =k.t Activation energies of dissolution reactions for P205and Ca++ were orderly calculated as 12.409 and 39.54 kj/mol.