Sivas bölgesi selestit cevherinin asit ve baz çözeltileri ile çözünme kinetiği ve SrCrO4 üretimi

Bu tez, başlıca dört farklı çalışmadan oluşmaktadır. Tez kapsamında, İstanbul Barit Maden A. Ş.'den temin edilen Sivas iline ait ham selestit cevherinin, a) sodyum karbonat (Na2CO3) çözeltilerindeki, b) sodyum hidroksit (NaOH) çözeltilerindeki liçi, c) zenginleştirilmiş selestit cevherinin nitrik asit (HNO3) çözeltilerindeki liçi ve d) nitrik asit (HNO3) liçinden elde edilen süzüntüden stronsiyum kromatın (SrCrO4) üretimi üzerine deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık, katı/sıvı oranı, tane boyutu, karıştırma hızı ve asit/baz derişimi liç parametreleri olarak seçilmiştir. Birinci aşamada, ham selestit cevherinin sodyum karbonat liçinin sonunda, sodyum karbonatın yüklü liç çözeltisinin katı fazındaki stronsiyum karbonat ve kalsiyum karbonatı ayrırmak zor olduğundan, liç işlemi tamamlanmamıştır. Kinetik modelleme yapılamamış ve aktivasyon enerjisi hesaplanmamıştır. İkinci aşamada, ham selestit cevherinin NaOH çözeltilerindeki liçinden elde edilen süzüntüde stronsiyum hidroksit (Sr(OH)2) yapısında bulunan stronsiyum % 99,97 verimle, 90oC sıcaklıkta, 500 rpm karıştırma hızında, 0,5 g/100 mL katı/sıvı oranında, 63–100 µm tane boyutu aralığında ve 4 mol/L NaOH derişiminde kazanılmıştır. Ham selestit cevheri, büzülen çekirdek modeline uyumlu olarak çözünmüştür. Liç işlemi, sabit boyutlu levha parçacıklara ait kül tabaka boyunca difüzyon basamağıyla kontrol edilmiştir. Aktivasyon enerjisi 61,02 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Üçüncü aşamada, zenginleştirilmiş selestit cevherine sulu HNO3 çözeltileri içerisinde liç yapılmıştır. Stronsiyumun, nitrik asit süzüntüsüne stronsiyum nitrat (Sr(NO3)2) şeklinde geçmesi sağlanmıştır. Liç boyunca, tane boyutu 125-250 μm aralığında sabit tutulmuştur. 0,5 g/100 mL katı/sıvı oranında, 500 rpm karıştırma hızında, 80oC sıcaklıkta ve 4 mol/L HNO3 derişimli deneysel şartlar altında % 91,10 liç verimi elde edilmiştir. Cevher büzülen çekirdek modeline uyumlu liç edilmiştir ve liç küresel parçacıklar için ürün tabaka boyunca difüzyonla kontrol edilmiştir. Aktivasyon enerjisi 42,22 kJ/mol olarak bulunmuştur. Tezin son aşamasında, nitrik asit liçinin optimize edilmiş şartları altında, işlenmiş selestitin HNO3 çözeltilerindeki liçinden elde edilen Sr(NO3)2 süzüntüsü oda sıcaklığında, sodyum klorür (NaCl) varlığında sodyum kromat dihidrat (Na2CrO7.2H2O) ile reaksiyona sokulmuştur. Ve stronsiyumun stronsiyum kromata dönüşümü gerçekleşmiştir. Çöktürme yöntemiyle koyu sarı renkli, 1,72–5,56 μm uzunluğunda ve 0,105–0,437 µm çapında nanoçubuk şekilli stronsiyum kromat (SrCrO4) kristalleri elde edilmiştir. Parametre olarak Sr+2/CrO4= oranı, NaCl derişimi ve Sr(NO3)2-Na2Cr2O7.2H2O reaksiyon sistemiyle NaCl arasındaki reaksiyon süresinin etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, %78 verimle, 700 rpm karıştırma hızında, 0,25 Sr+2/CrO4= oranında (0,1164 mol/L Sr2+ ve 0,4656 mol/L CrO4=), pH= 14 çözelti ortamında, 0,1 mol/L NaCl derişiminde, Sr(NO3)2-Na2Cr2O7.2H2O sistemiyle NaCl arasındaki reaksiyon 60 dakika ve çöktürme öncesi Sr(NO3)2 -Na2Cr2O7.2H2O sisteminin karışma süresi 60 dakikada, SrCrO4 üretilmiştir. Deneyler NaCl'ün etkisini belirlemek amacıyla NaCl yokluğunda tekrar edilmiştir. Ve NaCl'ün ürün yapısını değiştirdiği görülmüştür.