Investigation dissolution behaviours and kinetics parameters of ulexite in boric acid solution

Uleksitin borik asit çözeltisinde çözünme ve kinetik parametre davranışlarının incelenmesi

Abstract

Nowadays, boron and its derivatives are widely used in industrial and technological areas. Boron minerals are the main sources for obtaining pure boron chemicals in the usage of different applications such as the defense industry, health, industry, kitchen equipments, etc. In this paper, for the first time, it has been reported the dissolution behaviors and kinetics parameters of ulexite in the boric acid solution. To solve ulexite by boric acid is important, because boric acid as a solvent prevents the formation of impurities, and therfeore our study is a first in the literature. In this context, the dissolution of the ulexite has been investigated under various experimental parameters such as temperatures, acid concentration, solid/liquid ratio, particle size, dissolution rate, and stirring speed. The experimental findings shown that the dissolution kinetics of ulexite increase with an increase in temperature and acid concentration and a decrease in particle size, but decrease with mixing speed in the acid. Moreover, the dissolution of ulexite in boric acid and activation energy were evaluated. As a result, it was found that the dissolution kinetics were compatible with the chemical control model and the activation energy was 22.024 kJ mol-1.

Özet

Günümüzde bor ve türevleri yaygın olarak endüstri ve teknolojik alanlarda kullanılmaktadır. Bor mineralleri savunma sanayi, sağlık, mutfak ekipmanları vb. alanlarda kullanılan saf bor kimyasallarını elde etmek için ana kaynaklardır. Bu çalışmada, ilk kez, uleksitin borik asit çözeltisindeki çözünme davranışları ve kinetik paramaterleri rapor edilmiştir. Uleksiti borik asitte çözmek önemlidir, çünkü bir çözücü olarak borik asit safsızlıkların oluşumun engeller ve bu nedenle çalışmamız literatürde bir ilktir. Bu bağlamda, uleksitin çözünmesi, sıcaklıklar, asit konsantrasyonu, katı/sıvı oranı, partikül boyutu, çözünme hızı ve karıştırma hızı gibi çeşitli deneysel parametreler altında incelenmiştir. Deneysel bulgular, üleksitin çözünme kinetiğinin sıcaklık ve asit konsantrasyonundaki artış ve partikül boyutundaki azalma ile arttığını, ancak asitteki karıştırma hızı ile azaldığını göstermiştir. Ayrıca, uleksitin borik asittteki çözmesi ve aktivasyon enerjisi değerlendirildi. Sonuçta özünme kinetiğinin kimyasal kontrol modeli ile uyumlu olduğu ve aktivasyon enerjisinin 22,024 kJ mol-1 olduğu bulundu.