Yüksek katı/sıvı oranlarında uleksitin sülfürik asit çözeltileri ile çözünürleştirme kinetiği

Abstract

ÖZET Bu çalışmada yüksek katı/sıvı oranında uleksitin sülfürik asit çözeltilerindeki çözünme kinetiği hakkında değerlendirmeler yapılmıştır. Çalışmalarda tane boyutu asit konsantrasyonu, katı/sıvı oranı, karıştırma hızı ve reaksiyon sıcaklığı paremetre olarak seçilmiştir. Sonuç olarak çalışılan şartlarda tane boyutunun, asit konsantrasyonunun, katı/sıvı oranının küçülmesi ve reaksiyon sıcaklığının artmasıyla dönüşüm hızının arttığı, karıştırma hızının ise dönüşüm hızı üzerine belirgin bir şekilde etkili olmadığı anlaşılmıştır. Yüksek katı/sıvı oranlarında sülfürik asit çözeltilerinde uleksitin tamamen çözünemediği çözünme reaksiyonunun Na20.2Ca0.5B203. 16H20 + 3H2S04 -> Na2S04 + 2 CaS04 + 4 H20 + 10 H3BO3 şeklinde gösterilebileceği bu arada X ışını difraktometre çalışmalarıyla CaS04 (Anhidrit) ve CaS04.2H20 (Jips) gibi katı ürünlerin oluştuğu tesbit edilmiştir. Bunun yaısıra parametrelerin değerlendirilmesi ile çözünme olayının kül Aliminden difüzyon kontrollü olduğu ve reaksiyon hızının [l-3(l-x)2,3 + 2(l-x)]=kt şe Hinde bir model ile gösterilebileceği ortaya konulmuştur. Burada t reaksiyon süresini, k reaksiyon hız sabitini, x ise dönüşüm kesrini göstermektedir.

n SUMMARY In this study, dissolution kinetics of ulexite in sulphuric acid solutions in high solid-to-liquid ratios were investigated. Particle size, sulphuric acid concentration, solid-to-liquid ratio, stirring speed and reaction temperature have been choosen as parameters. It was observed that the conversion rate increased as the particle size, acid concentration, and solid-to-liquid ratio decreased and as the reaction temperature increased. It was also determined that the stirring speed was not effective on the conversion rate. Ulexite was not be able to dissolved completely in sulphuric acid solutions and its dissolution reaction can be written as Na20.2Ca0.5B203. 16H20 + 3H2S04 -> Na2S04 + 2 CaS04 + 4 H20 + 10 H3B03 Moreover, it was determined that the solid products such as CaS04 (anhydrite) and CaS04.2H20 (gypsum) formed by x-ray diffractormeter. In addition, the investigation of the parameters showed that the dissolution phenomenon is controlled by diffusion from ash film and reaction kinetics can be given as follow [1 - 3 (1 - xf3 + 2 (1 - x) ]= let where t the reaction time, k the rate constant and x the conversion fraction have been showing.