Basınç altında üleksitin saf CO2 gazı ile sulu ortamda çözünürleştirilmesinin optimizasyonu ve sodyum pentaborat elde edilmesi

Optimization of dissolution of ulexite by pure CO2 gas in aqueous medium under pressure and production of sodium pentaborate

Özet

Türkiye'nin en önemli cevherlerinden biri olan Ulexitten bor bileşiklerinin elde edilmesi önemlidir. Bu çalışmada, basınç altında sulu ortamda saf CO2 ile üleksitin çözünmesinin optimizasyonu Taguchi metoduna göre araştırıldı. Bir yüksek sıcaklık ve basınç reaktöründe gerçekleştirilen çalışmalarda sıcaklık, tane boyutu, katı/sıvı oranı, reaksiyon süresi ve basınç parametreler olarak seçildi. Çözünme denemeleri sonunda üleksitin çözünmesi için optimum şartlar; katı/sıvı oranı için 75 g/300 g su (A1), CO2 basıncı için 15 bar (B3), sıcaklık için 80 ℃ (C1), süre için 60 dak (D3) ve tane boyutu için -150 µm (E1) olarak bulundu. Optimum şartlarda elde edilen çözeltiler bir püskürtmeli kurutucu kullanılarak kurutuldu. Ayrıca, çözelti konsantre edildikten sonra soğutularak kristallendirildi. Kristaller süzüldü ve kurutuldu. Kimyasal analizler her iki halde de elde edilen ürünlerin farklı su içerikli sodyum pentaborat (Na2B10O16) olduğunu gösterdi.

Abstract

The obtain of the boron compounds from Ulexite which is one of the most important ores of Turkey is important. In this study, optimization of dissolution of ulexite by pure CO2 was investigated in aqueous media under pressure in according to Taguchi method. Temperature, particle size, solid-to-liquid ratio, reaction time and pressure were chosen as parameters for the studies carried out in a high pressure-high temperature reactor. After dissolution experiments, optimum conditions for the dissolution of ulexite were found as 75 g/300 g water (A1) for solid-to-liquid ratio, 15 bar (B3) for CO2 pressure, 80 ℃ (C1) for temperature, 60 min (D3) for time and -150µm (E1) for particle size. The solutions obtained under optimum conditions were dried using a spray drier. Further, after the solution was concentrated, it was crystalized by cooling, and the crystals were filtered and dried. Chemical analyzes exhibited that the products obtained in both cases are sodium pentaborate (Na2B10O16) with different water contents.