Kalsiyum İçerikli Katkı Maddelerinin Sodyum Karbonat Kristalizasyonu Üzerine Etkileri

Özet

Trona, doğada bulunan soda minerallerinden en yaygın olanıdır. Çözelti madenciliği yöntemi ile yeraltından çıkarılmaktadır. Bu şekilde çıkarılan trona cevherinden soda külü (Na2CO3) üretimi sırasında kristalizasyon evresi önemli bir yere sahiptir. Bu evrede prosese verilen çözeltiden sodyum karbonat kristalleri üretilmektedir. Burada asıl hedef, elde edilen sodyum karbonatın kalitesinin yüksek olması ve çözeltiden elde edilen kristallerin veriminin yüksek olmasıdır. Bu çalışmada, kristalizasyon sırasında çözeltiye kalsiyum bileşiklerinin (CaCO3, Ca(OH)2, CaO) farklı miktarlarda ilaveleriyle birlikte (0,1g; 0,2g; 0,5g ve 1,0g), elde edilen Na2CO3 kristallerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Eti Soda A.Ş.' de laboratuvar koşullarında gerçekleştirilen kristalizasyon işlemi, yine Eti Soda A.Ş. işletme koşullarına uygun olacak şekilde tasarlanarak yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen sodyum karbonat kristallerinin % saflıkları (toplam alkalinite), % kristal miktarı ve tane boyut dağılımları belirlenmiştir. Bu analizler ve hesaplamalar ETİ SODA A.Ş.’ de kullanılan ASTM E 359 2010 metotlarına göre yapılmıştır. Aynı zamanda XRD ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; kristalizasyon, kristal büyümesi ve kristal şekli üzerinde en olumlu etkileri gösteren katkı ilavesi 0,5 g Ca(OH)2 olmuştur.

Abstract

Trona is one of the prevalent forms of natural sources in which sodium caarbonate occurs. Solution mining application is used for trona mining. In this application, crystallization step for sodium carbonate (Na2CO3) production has a great importance. Most important goals of crystallization stage is high efficiency and production of crystalls which have high quality. In this study, effects of three different calcium compunds (CaCO3, Ca(OH)2, CaO) on physical and chemical properties on sodium carbonate crystals were investigated. Laboratory crystallization procedure was designed to mimic industrial crystallization conditions of Eti Soda company, Turkey. Different amounts of calcium compounds (0.1g; 0.2g; 0.5g, and 1,0g) were added into the crystallization solution. After crystallization; efficiency of crystallization, purity of crystals and grain size distribution of crystals were determined according to the ASTM E 359 2010 test methods. XRD and SEM analyses for selected samples were conducted. According to the results, the most positive effect on crystallization, crystal growth and shape of crystals were observed when 0.5 g of Ca(OH)2 was added into the crystallization solution.