Borik asit üretim prosesinde safsızlık kontrolü ve ürün veriminin artırılması

Borik asit, kolemanit cevheri ile sülfürik asit arasındaki reaksiyon gereğince çözelti ortamında üretilir ve kristalizasyon prosesine tabi tutularak kristalize edilir. Bu reaksiyon sırasında cevherin içerdiği yan minerallerin de sülfürik asit ile verdiği reaksiyonlar sebebiyle çözelti ortamında borik asitten başka çeşitli sülfat tuzları (safsızlık unsurları) oluşur. Böylece hem kapalı proses içerisinde devreden çözeltilerde hem de ürün borik asit kristallerinde çeşitli safsızlık unsurları meydana gelmiş olur. Proseste safsızlık unsuru olarak beliren sülfat tuzu konsantrasyonunun kontrol altına alınması bu tez çalışmasının amacını oluşturmuştur. Bu çatının altında da iki farklı aşamada çalışmalar dizayn edilerek prosesteki safsızlık konsantrasyonunun kontrolü sağlanmıştır. Birinci aşama çalışmalarda kolemanit cevheri ile sülfürik asit arasındaki reaksiyon yarı kesikli reaktör (YKR) ortamında gerçekleştirilmiştir. Yarı kesikli reaktörün seçicilik avantajından istifade edilmiş ve yan minerallerin reaksiyon hızları bastırılarak ortamdaki safsızlık konsantrasyonu (sülfat tuzu) azaltılmıştır. Deneysel sonuçlar, YKR kullanımının kesikli reaktör (KR) kullanımına göre hem verim hem de safsızlık kontrolü açısından daha avantajlı olduğunu ortaya koymuştur. YKR, ürün veriminde en az % 5'lik artış sağlarken safsızlık konsantrasyonunda ise ortalama % 40'lık bir azalma sağlamıştır. Bu kazanımlar sağlanırken de işletme süresi açısından bir kayıp yaşanmamıştır. İkinci aşama çalışmalarda ise kapalı devre boyunca proses içerisinde devreden borik asit çözeltisinde (ana çözelti), adsorpsiyon vasıtasıyla safsızlık konsantrasyonunun düşürülmesi üzerine odaklanılmıştır. Emet Bor İşletmelerinden temin edilen ana çözelti ile gerçekleştirilen seçimli adsorpsiyon deneylerinde, sentezlenen kitosan-bentonit biyokompozit film adsorbent olarak kullanılmıştır. Adsorpsiyon çalışmalarında, borik asit çözeltisindeki sülfat (SO42-) anyonu temel safsızlık unsuru olarak dikkate alınmış ve biyokompozit adsorbentin yaklaşık 300 mg/g adsorpsiyon kapasitesi ile sülfat giderebildiği sonucuna varılmıştır.