Thesis Number |
level |
Language |
Year |
Bilim Dalı |
|
Yüksek Lisans |
İngilizce |
2016 |
Diğer |
Boron birleşikleri, özelikle boraks ve borik asit, çeşitli endüstriler için istenilen önemli hammaddelerdir. Tarımdan nükleer reaktörlere kadar çok sayıda uygulamaları bulunmaktadır. Boraks ve borik asidin ana kullanım alanları borosilikat cam, seramik sır ve deterjan üretimidir. Genel olarak boraks ve borik asit ürünleri, tinkal ve kolemanit minerallerinden üretilmektedir. Türkiye tinkal (35.5% B2O3) ve kolemanit (50.8% B2O3) kaynaklarıyla dünya lideridir. Türkiye'de 803 milyon ton bor rezervi bulunmakta ve günde tonlarca bor atığı endüstriyel süreçlerde oluşmaktadır.
Bor üretim tesislerinden çıkan atıklar genellikle ince boyutlu katı veya pülp halindedir. Çevre duyarlılığı ve bilinci gelişmeden önce, bu atıklar direkt çevreye atılıyordu. Günümüzde endüstriyel atıklar, yeniden kullanılmak üzere zenginleştirmekte veya kullanılmayan kısımları çevresel ve ekolojik etkilerinden dolayı uygun şekilde imha edilmektedir. Gelişmiş ülkeler başta olmak üzere, Dünya'nın birçok ülkesinde araştırmacılar ve işletmeler bu konuda yoğun çaba harcamaktadır. Başta çevresel ve ekonomik koşullar göz önüne alındığında, bor atıklarının değerlendirilmesi konusunda yeni bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bor içeren atıkların yönetiminde üç temel seçenek mevcuttur:
• bor minerallerinin atıktan geri dönüştürülmesi,
• bor atıklarının çevreye zarar vermeden imha edilmesi,
• bor atıklarının seramik ve inşaat sektöründe hammadde olarak kullanılmasıdır.
Bu durum, sürdürülebilir proses ve teknolojileri, hammadde gelişimi, -atık su geri kazanılımı ve enerji verimi gibi- proses optimizasyonlarına yönlendirmiştir. Günümüzde bu amaca Ötektik Dondurma Kristalizasyon (ÖDK) teknolojisi hizmet etmektedir.
Bu teknoloji özellikle atık suyunun arıtılması için uygundur. Ötektik dondurma kristalizasyonun temeli ötektik noktanın bulunmasına dayanır. Ötektik nokta, tuz-su karışımı faz diyagramında karakteristik bir noktayı ifade eder. Bu sıcaklıkta buz, tuz ve çözelti arasında belirli bir konsantrasyonda denge oluşmaktadır. Böylece, ötektik dondurma kristalizasyonu prosesi değersiz ve/veya tehlikeli atık çözeltilerini temiz su ve değerli katı tuz ürünlerine dönüştürülmektedir. Ayrıca, ÖDK teknolojisi saf buz ve tuzu son derece düşük maliyet ve yüksek verimde üretmektedir
Bu tezde, temel amaç boraks-su (Na2B4O7-H2O) ve borik asit-su (H3BO3-H2O) sistemlerinin ötektik noktalarının araştırılmasıdır.
Birinci atık çözelti, sentetik boraks sistemi, 1 litrelik ÖDK deneysel düzeneğinde ötektik noktanın araştırması için kullanılmıştır. Bu çalışmada, tüm deneyler başlangıçta ağırlıkça 2% boraks sulu çözeltisi kullanılarak yapılmıştır. Karıştırcı 200 rpm devire ve soğutma makinası -10 ºC'ye ayarlanarak kesikli uygulama süreçlerinde ötektik noktası bulunmuştur. Şekil 4.3'te boraks-su çözünürlük grafiği verilmiştir. Yapılan 11 tane deney sonucunda ötektik nokta 1.06% Na2B4O7 ve -0.74 °C olarak tayin edilmiştir.
Ötektik Dondurma Kristalizasyon prosesi uygulandıktan sonra, buz ürün saflığı tes