Kolemanitin Potasyum Dihidrojen Fosfat Çözeltilerinde Çözünme Kinetiği, Optimizasyonu ve Potasyum Pentaborat Eldesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Özlem KARAGÖZ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Soner KUŞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünyanın toplam bor rezervinin %72,5' ini bünyesinde barındıran Türkiye, tam anlamıyla büyük bir servete sahiptir. Kolemanit cevheri, zengin B_2 O_3 içeriği sebebiyle en çok tercih edilen ve farklı bor bileşikleri üretmek için en fazla kullanılan bir hammaddedir. Bu işlemin ilk adımı ise, farklı reaktifler kullanarak kolemanitin çözünmesini sağlamaktır. Bu amaçla bu çalışmada öncelikle kolemanit cevherinin potasyum dihidrojen fosfat (〖KH〗_2 〖PO〗_4) çözeltilerinde çözündürülmesinin kinetiği incelendi. Kinetik çalışmada seçilen parametreler ve aralıkları sırasıyla: tepkime sıcaklığı, 293-333 K; tane boyutu, 1550-165 m; katı/sıvı oranı, 0,02-0,33 g/mL; karıştırma hızı, 150-700 rpm; 〖KH〗_2 〖PO〗_4 derişimderişimi, 0,50-2,50 M olarak belirlendi. Heterojen reaksiyon kinetik modellerinin denendiği kinetik hesaplamalar, Statistica paket programı kullanılarak yapıldı. Tepkimenin kimyasal reaksiyon ile kontrol edildiği ve aktivasyon enerjisinin 41,88 kJ/mol olduğu bulundu. İkinci aşamada, Taguchi deney tasarımı kullanılarak çözünmenin optimum olduğu koşullar incelendi. Optimum koşullar: tepkime sıcaklığı; 333 K, tane boyutu; 165 µm, katı/sıvı oranı; 0,02 g/mL, 〖KH〗_2 〖PO〗_4 derişimderişimi; 2,00 M, ve zaman; 60 dk olarak bulundu. Bu koşullarda yapılan doğrulama deneyi sonucunda %98 B_2 O_3' ün çözeltiye geçtiği belirlendi. Üçüncü ve son aşamada potasyum pentaborat tetrahidrat (〖KB〗_5 O_8.〖4H〗_2 O) ürününü sentezlemek amacıyla doğrulama deneyinin çözeltisi kullanıldı. Optimum koşullar altında elde edilen bu çözelti farklı sürelerde kristallendirildi. Zamanın kristalizasyon üzerine etkisi incelendi. Yapılan analizler ve çektirilen XRD, FT-IR, RAMAN ve SEM görüntüleri, sentezlenen ürünün ICSD: 96-026-1927 pdf koduna sahip potasyum pentaborat (〖KB〗_5 O_8.〖4H〗_2 O) bileşiği olduğunu kanıtladı.