Fosfat kayasının nitrik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği

Abstract

ÖZET Bu çalışmada; Bandırma-Bağfaş Fosforik Asit fabrikasında kullanılan ve Ürdün'den ithal edilen konsantre fosfat cevherinin nitrik asit çözeltilerinde çözünme kinetiği incelenmiş ve çözünme parametreleri ile kalsinasyon şartları araştırılmıştır. Ülkemizde kullanılan sülfürik asitle fosforik asit üretimi yerine; nitrik asitle fosforik asit üretim metodu, avantajları ve nitrik fosfat prosesleri hakkında bilgi verilmiştir. Konsantre cevherin; katı-sıvı oranı ile ters orantılı, karıştırıcı hızı ve sıcaklık ile doğru orantılı olarak çözünme oranının arttığı tespit edilmiştir. Kalsine cevherin reaksiyon aktivitesinin azaldığı ve çözünme oranının düştüğü gözlenmiştir. Saf fosforik asit elde etmek için aşırı asit kullanımı ve reaksiyon ürünlerinden kalsiyum nitratların düşük sıcaklıkta kristallendirme ile uzaklaştırılması gerektiği tesbit edilmiştir. Çözünmenin kinetik incelenmesi yapılmış olup, çözünme reaksiyonlarının akışkan filminden difüzyon kontrollü olduğu bulunmuştur. Çözünme reaksiyonlarına ait aktivasyon enerjileri 0-10 dk için 2,383 kcal; 10-40 dk için 1,053 kcal olarak hesaplanmıştır.

SUMMARY In this study, dissolution kinetics of concentrated phosphate rocks, used in 'Bandirma- Bağfaş Phosphoric Acid Plant' and exported from Jordan, in nitric acid solution is researched and the calcination conditions, dissolution parameters are surveyed. Instead of phosphoric acid production with sulphuric acid which is infact the way it is done in our country, the methods of production of phosphoric acid with nitric acid,its advantages and nitric phosphate processes are pointed out. It is determined that dissolution ratio decreases while the solid-liquid ratio increases and dissolution ratio increases in parallel with the increases of stirring speed and reaction temperature. It is observed that the reaction activity and dissolution ratio of calcinated rock have decreased. It is found out that to produce pure phosphoric acid, there is an obligation to use excess acid and removal of calcium nitrate by crystallisation at low temperature. Kinetics research of dissolution is accomplished and it is figured out that dissolution reactions are controlled by diffusion that is originated from fluid layer. The activation energies that belongs to dissolution reactions are calculated as 2.383 kcal for a reaction period range 0- 10 min and 1.053 kcal for a reaction period range 10-40 min.