Yıl 2018, Cilt 6, Sayı 2, Sayfalar 153 - 163 2018-08-03

Effect of Dehydration Treatment on Dissolution of Ulexite in Ammonium Sulfate Solutions
Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi

Nizamettin Demirkıran [1] , Mehmet Kayra Tanaydın [2] , Gülistan Deniz Turhan Özdemir [3]

23 42

Ulexite is commercially one of important boron minerals, and it is found abundantly in Turkey. Ulexite is generally available together with other borates, and it can be used as a raw material in the production of boron compounds. It includes a significant amount of hydration water. When ulexite is subjected a dehydration process, it loses some part of hydrate water depending upon applied temperature. A porous solid is obtained in consequence of dehydration treatment, and the solid material becomes more chemically active. The resulting porous structure allows occurring more readily the reaction between solid and fluid, and the dissolution rate increases.
In this study, the dissolution kinetics of calcined ulexite in ammonium sulfate solutions was examined. In the experiments, the effects of the dehydration temperature, solution concentration, reaction temperature, solid-to-liquid ratio, and stirring speed on dissolution of ulexite were investigated. It was observed that the reaction rate increased with increasing solution concentration and reaction temperature, and with decreasing solid-to-liquid ratio. The highest dissolution rate was obtained with the sample calcined at 150 °C. It was determined that the dissolution kinetics fit to the first order pseudo-homogeneous kinetic model. The activation energy of the dissolution process was calculated to be 42 kJ/mol.

Uleksit ticari olarak önemli bor minerallerinden birisi olup Türkiye’de bol miktarda bulunmaktadır. Uleksit genellikle diğer boratlarla birlikte bulunur ve bor bileşikleri üretiminde ham madde olarak kullanılabilir. Önemli miktarda hidratasyon suyu içeren uleksit, dehidrasyon işlemine maruz bırakıldığı zaman uygulanan sıcaklığa bağlı olarak bu suyun bir kısmını kaybeder. Dehidrasyon işlemi sonucunda kimyasal olarak daha aktif olan gözenekli bir katı elde edilir. Oluşan gözenekli yapı katı ile akışkan arasındaki reaksiyonun daha kolaylıkla meydana gelmesine olanak sağlar ve çözünme hızı artar.
Bu çalışmada, kalsine edilmiş uleksitin amonyum sülfat çözeltilerindeki çözünme kinetiği incelenmiştir. Deneylerde uleksitin çözünmesi üzerine dehidrasyon sıcaklığı, çözelti derişimi, reaksiyon sıcaklığı, katı/sıvı oranı ve karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Çözelti derişimi ve sıcaklığın artması, katı/sıvı oranının ise azalmasıyla reaksiyon hızının arttığı gözlenmiştir. En yüksek çözünme hızı 150 °C’de kalsine edilmiş örneklerden elde edilmiştir. Çözünme kinetiğinin yalancı birinci mertebe kinetik modele uyduğu belirlenmiştir. Çözünme prosesi için aktivasyon enerjisinin değeri 42 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.

  • KAYNAKLAR [1] Ü. İpekoğlu, and M. Polat, “Bor endüstrisine genel bakış”, Madencilik, vol. 26, pp. 5-16, 1987.
  • [2] M. S. Celik, H. A. Uzunoglu, and F. Arslan, “Decrepitation properties of some boron minerals”, Powder Technology, vol. 79, pp. 167-172, 1994.
  • [3] M. Tunç, H. Erşahan, S. Yapici, and S. Çolak, “Dehydration kinetics of ulexite from thermogravimetric data”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 48, pp. 403-411, 1997.
  • [4] S. Şener, G. Özbayoğlu, and Ş. Demirci, “Changes in the structure of ulexite on heating”, Thermochimica Acta, vol. 362, pp. 107-112, 2000.
  • [5] L. Stoch, “On a model of thermal internal decomposition of solids”, Thermochimica Acta, vol. 203, pp. 259-267, 1992.
  • [6] H. Erşahan, M. Tunç, A. Ekmekyapar, and S. Yapıcı, “Flash dehydration of ulexite and investigation of dehydration kinetics from thermogravimetric data”, Thermochimica Acta, vol. 250, pp. 125-135, 1995.
  • [7] Y. Erdoğan, A. Zeybek, A. Şahin, and A. Demirbaş, “Dehydration kinetics of howlite, ulexite, and tunellite using thermogravimetric data”, Thermochimica Acta, vol. 326, pp. 99-103, 1999.
  • [8] S. Şener, and G. Özbayoğlu, “Investigation of structural chemistry of thermal processes applied for improvement of grindability of ulexite”, Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 34, pp. 25-33, 2000.
  • [9] A. Künkül, S. Yapıcı, M. M. Kocakerim, and M. Çopur, “Dissolution of thermally dehydrated ulexite in sulfuric acid solution”, Industrial and Engineering Chemistry Research, vol. 36, pp. 4847-4851, 1997.
  • [10] G. Tekin, Y. Onganer, and M. Alkan, “Dissolution kinetics of ulexite in ammonium chloride solution”, Canadian Metallurgical Quarterly, vol. 37, pp. 91-97, 1998.
  • [11] M. Alkan, C. Çifçi, F. Ayaz, and M. Doğan, “Dissolution kinetics of ulexite in aqueous EDTA solutions”, Canadian Metallurgical Quarterly, vol. 39, pp. 433-440, 2000.
  • [12] M. Alkan, M. Doğan, and H. Namlı, “Dissolution kinetics and mechanism of ulexite in oxalic acid solutions”, Industrial and Engineering Chemistry Research, vol. 43, pp.1591-1598, 2004.
  • [13] A. Künkül, and N. Demirkıran, “Dissolution kinetics of calcined ulexite in ammonium carbonate solutions”, Korean Journal of Chemical Engineering, vol. 24, pp. 947-952, 2007.
  • [14] N. Demirkıran, “Leaching kinetics of calcined ulexite in ammonium nitrate solutions”, Journal of Chemical Engineering of Japan, vol. 40, pp. 755-760, 2007.
  • [15] N. Demirkiran, N. Bayrakçı, and C. Asin, “Dissolution of thermally dehydrated ulexite in ammonium acetate solutions”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 23, pp. 1797-1803, 2013.
  • [16] A. Künkül, N. Demirkıran, and A. Baysar, “Dissolution kinetics of ulexite in ammonium sulfate solutions”, Industrial and Engineering Chemistry Research, vol. 42, pp. 982-986, 2003.
  • [17] H. Gülensoy, Kompleksometrinin Esasları ve Kompleksometrik Titrasyonlar, İstanbul: Fatih Yayınevi Matbaası, 1984.
  • [18] C. Y. Wen, “Noncatalytic heterogeneous solid-fluid reaction models”, Industrial and Engineering Chemistry, vol. 60, pp. 34-54, 1968.
  • [19] O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, New York: John Wiley, 1972.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik ve Temel Bilimler
Yayımlanma Tarihi Mayıs
Dergi Bölümü Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-9021-2477
Yazar: Nizamettin Demirkıran (Sorumlu Yazar)
Kurum: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-1696-0754
Yazar: Mehmet Kayra Tanaydın
Kurum: MUNZUR ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-4749-1989
Yazar: Gülistan Deniz Turhan Özdemir
Kurum: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Bibtex @araştırma makalesi { apjes369381, journal = {Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-4575}, address = {Akademik Platform}, year = {2018}, volume = {6}, pages = {153 - 163}, doi = {10.21541/apjes.369381}, title = {Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi}, key = {cite}, author = {Demirkıran, Nizamettin and Tanaydın, Mehmet Kayra and Turhan Özdemir, Gülistan Deniz} }
APA Demirkıran, N , Tanaydın, M , Turhan Özdemir, G . (2018). Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6 (2), 153-163. DOI: 10.21541/apjes.369381
MLA Demirkıran, N , Tanaydın, M , Turhan Özdemir, G . "Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 153-163 <http://dergipark.gov.tr/apjes/issue/38735/369381>
Chicago Demirkıran, N , Tanaydın, M , Turhan Özdemir, G . "Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 153-163
RIS TY - JOUR T1 - Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi AU - Nizamettin Demirkıran , Mehmet Kayra Tanaydın , Gülistan Deniz Turhan Özdemir Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.21541/apjes.369381 DO - 10.21541/apjes.369381 T2 - Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 153 EP - 163 VL - 6 IS - 2 SN - -2147-4575 M3 - doi: 10.21541/apjes.369381 UR - http://dx.doi.org/10.21541/apjes.369381 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi %A Nizamettin Demirkıran , Mehmet Kayra Tanaydın , Gülistan Deniz Turhan Özdemir %T Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi %D 2018 %J Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi %P -2147-4575 %V 6 %N 2 %R doi: 10.21541/apjes.369381 %U 10.21541/apjes.369381
ISNAD Demirkıran, Nizamettin , Tanaydın, Mehmet Kayra , Turhan Özdemir, Gülistan Deniz . "Uleksitin Amonyum Sülfat Çözeltilerindeki Çözünürlüğüne Dehidrasyon İşleminin Etkisi". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 / 2 (Ağustos 2018): 153-163. http://dx.doi.org/10.21541/apjes.369381