//
Yeni arama için tıklayınız.
 

Tez

Ebru Karaçay

Baryum Sülfat Ve Farklı Bor Ürünlerinin Tek Basamaklı Reaksiyonu İle Baryum Borat Eldesi Ve Üretim Prosesinin Ekonomik Analizi

Barıum Borate Productıon Wıth Sıngle Step Reactıon Of Barıum Sulphate And Dıfferent Boron Products And Economıc Analysıs Of Its Productıon Process

Türkçe

Yüksek Lisans

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

Prof. Dr. H. Canan CABBAR

2019

Baryum borat, barit, kok, indirgenme, korozyon önleyici

 

Bor cevherleri ve bileşikleri günümüz modern sanayilerinin önemli bir girdisi olup baryum borat, farklı baryum ve farklı rafine bor ürünleri kullanılarak üretimi yapılabilen bir, özel bor ürünüdür. Baryum boratın anti-korozif özelliği ile boyalarda, seramiklerin sırlanmasında, optik özellikleri nedeniyle optik camlarda ve tek kristal olarak üretildiğinde lazer uygulamalarında geniş kullanım alanları vardır. Yapılan çalışma ile Dünya rezervlerinin % 73’üne sahip olduğumuz bor cevherleri ve yine ülkemizde rezerv açısından yüksek miktarlarda bulunan barit cevherinin ana bileşiği olan baryum sülfat kullanılarak, daha yüksek katma değerli bir ürün olan baryum borat üretilmesi hedeflenmiştir. Baryum sülfat önce çeşitli oranlarda borik asit, susuz boraks, boraks pentahidrat karışımlarında ergitilerek tek kademede baryum borat üretme çalışmaları yapılmıştır. İkinci kısım çalışmalarda ergime karışımlarına sodyum karbonat eklenmiştir. İkinci aşamadan sonraki tüm çalışmalarda baryum kaynağı olarak baryum sülfat ve karbon kaynağı olarak kok kömürü kullanılmıştır. Bor kaynağı olarak ise, ilk önce disodyum oktaborat tetrahidrat kullanılarak indirgenme işlemi yapılmış ve bu çalışmanın sonunda elde edilen numunelerden yapılan XRD analizlerinde baryum sülfür ve baryum borat görülmüştür. Bu aşamadan sonra tek kademede baryum borat üretmek üzere baryum sülfat, kok kömürü ve bor oksit farklı oranlarda kullanılarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen ürünlerin XRD analizleri yapıldığında tek kademe baryum borat elde edildiği görülmüş ayrıca oluşan reaksiyonları irdelemek amacıyla TGA analizleri yapılmıştır. Baryum sülfat : karbon : bor oksit karışım mol oranı için 1:10:0,8; sıcaklık için 900 oC ve süre için 11 dakika olarak belirlenerek baryum borat sentezlenmiştir. Belirlenen parametreler doğrultusunda bir tesis akım şeması hazırlanmış ve mali analizi yapılmıştır. Yapılan mali değerlendirmeler sonucunda fizibilite kapsamında 1.000 ton/yıl kapasiteye sahip baryum borat üretim tesisinin teknik ve ekonomik yapılabilirliği değerlendirilmiştir

 

Boron ores and their compounds are important raw materials of today's modern industries and barium borate is a special boron product which can be produced by using different barium and different refined boron products. Due to the anti-corrosive properties of barium borate, it is used in paints, glazing of ceramics, due to its optical properties it is widely used in optical glass and laser applications when it is produced as single crystal. With this study, it is aimed to produce barium borate, which is a high value-added product, by using boron ores, which are 73% of the world reserves in our country and barium sulphate, which is the main compound of the barite ore found again in high amounts in our country. Barium sulphate was firstly melted in various proportions of boric acid, anhydrous borax, borax pentahydrate to produce barium borate with single step. In the second part, before melting, sodium carbonate was added to these mixtures. After the second stage, barium sulfate was used as the source of barium and coke was used as the carbon source at all studies. Firstly, disodium octaborate tetrahydrate was used as the source of boron and after the end of this study barium sulphide and barium borate were observed in the samples with the XRD analyzes. After this stage, barium sulfate, coke and boron oxide were used in different ratios to produce barium borate with single step. When the XRD analyzes of the obtained products were made, it was seen that with single step barium borate was obtained and also TGA analyzes were performed to investigate the reactions. 1: 10: 0.8 for the molar ratio of barium sulfate: carbon: boron oxide mixture; barium borate was synthesized by determining 900 oC for temperature and 11 minutes for time. A plant flow chart was prepared in accordance with the determined parameters and financial analysis was performed. As a result of the financial evaluations, the technical and economic feasibility of the barium borate production facility with a capacity of 1 000 tons / year was evaluated