Kolemanitten zayıf asitlerle borik asit üretimi

Abstract

KOLEMANTTTEN ZAYIF ASİTLERLE BORİK ASİT ÜRETİMİ ÖZET Kolemanit cevherinden H2SO4 kullanımı ile borik asit üretimi temelde basit bir proses olmasına karşın birçok soruna sahiptir. En önemli sorun cevherdeki magnezyumlu bileşiklerin çözeltiye geçerek çözünürlüğü çok yüksek olan MgSÛ4 oluşturmasıdır. Prosesten hiçbir doğal çıkış yolu olmayan bu MgSÛ4 girdisi, çözelti atılması ile dengelenmekte ve proses veriminin önemli ölçüde düşmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada kolemanit cevherindeki kil minerallerine etki etmeyen zayıf asitler kullanılarak sisteme giren magnezyumun kontrol edilebileceği varsayımı ortaya atılmış ve bu amaçla ara bileşik olarak asetik asit kullanımına dayanan prosesler önerilerek, bu önerilerin deneysel olarak geçerliliği araştırılmıştır. Deneylerde kalsiyum asetat - borik asit - su sisteminin çözünürlük diyagramı stokiometrik koşullarda 45 °C ve 90 °C'lerde incelenmiştir. Nötr ortamda ve 90 °C'de gowerit oluşumu ile ek bir katı fazın oluştuğu ve bu nedenle reaksiyonların asit fazlalığında yapılmasının gerekliliği bulunmuştur. Saf CH3COOH ve değişik oranlardaki H2S04 - CH3COOH asit karışımları ile yürütülen deneylerde kolemanitten çözeltiye geçen magnezyum konsantrasyonunun sadece H2SO4 kullanımına göre 10 kat azaldığı belirlenmiştir. Bu çalışma ile asetik asit varlığının H2SO4 - CH3COOH asit karışımları ile yürütülen reaksiyonlarda tampon etkisi yaratarak ortam pH'sını yükselttiği ve kil minerallerine etki etmeyerek çözeltiye magnezyum geçişini düşürdüğü belirlenmiştir.

PRODUCTION OF BORIC ACID FROM COLEMANITE ORES BY WEAK ACffiS SUMMARY Although boric acid production from colemanite ores by the use of H2SO4 is basically a simple process, it has several problems particularly during the production stages. The most important problem is the transfer of magnesium compounds into the mother solution by the formation of highly soluble MgSÛ4 salt. The input of MgS04, which has naturally no exit from the process, is balanced by the discharge of the solution and this causes substantial decrease in the process efficiency. In this study, it has been assumed that the accumulation of magnesium impurity in the system may have been controlled by the use of weak acids, which does not decompose the clay minerals in the colemanite ores. In accordance with this fact, two different process models have been introduced and their validity has been investigated experimentally. In the experiments the solubility of the ternary mixture calcium acetate - boric acid - water was determined in stoichiometric ratios and at various temperatures of 45 °C and 90 °C. Under neutral conditions an additional solid phase, gowerit, was formed above 80 °C. As result of this it has been found that the reactions must be carried out in the excess of acids in order to prevent the formation of gowerit. In the experiments reaction is carried out, with pure acetic acid and different ratios of H2SO4 : CH3COOH mixtures. It has been determined that the amount of magnesium passing into the solution has decreased about 10 times comparing to the use of pure H2SO4. In this study it was observed that the presence of acetic acid in the dissolution reactions of colemanite carried out with varying CH3COOH : H2SO4 mixtures cause an increase in the pH of the solution by creating a buffer effect and consequently preventing the release of magnesium to the solution by inheriting the decomposition of clay minerals. vu