Kromitten sodyum kromat üretimine mekanik aktivasyonun etkisinin incelenmesi

Abstract

Kromit, metalik krom ve krom bileşiklerinin tek mineralidir. Spinel grubu minerallerinden olup genel kompozisyonu (Mg,Fe+2)O.(Cr,Al,Fe+3)2O3 şeklinde gösterilir. Kromun en bilinen kullanım alanları özellikle paslanmaz çeliklerde olmak üzere metalurjik uygulamalarda, krom kimyasalları olarak deri tabaklamada, pigmentlerde, boyalarda, baskı endüstrisinde, fotoğrafçılıkta ve metal kaplama alanları önde gelmektedir.Genel olarak kromat üretimi kromitin 1100-1150°C aralığında soda kavurmasıyla gerçekleştirilmektedir. Kromit mineralindeki krom iyon (Cr+3) suda çözünebilen kromat (Na2CrO4) oluşturmak üzere sodyum karbonatla (Na2CO3) reaksiyona girmektedir. Kromat, diğer krom kimyasalları eldesi için ana üründür.Minerallerin mekanik aktivasyon işlemi, geleneksel öğütme işlemlerinde farklı enerji yoğunluklu bir proses olup ekstraktif metalurjide proseslerin sürecine etki etmektedir. Mekanik aktivasyon sonrası partiküllerin küçülmesi ve dolayısıyla yüzey alanının artmasıyla beraber, mineral yapısında da kusurları arttırmakta, reaksiyon oluşum sıcaklıkları ve verimlere etki etmektedir.Bu tez kapsamında kromit konsantresi farklı sürelerde mekanik aktivasyon işlemine tabi tutulmuş, yapısal değişimler farklı analiz teknikleri ile incelenmiştir. Kromitin soda kavurması üzerine mekanik aktivasyonun etkisi de incelenmiştir. Sonuç olarak, 120 dakikalık aktive edilmiş kromitin 800°C deki soda kavurmasında ~%74 kromata dönüşüm elde edilmiş olup bu değer aktive edilmemiş kromit için ~%18 dir. Mekanik aktivasyon kromit yapısında amorflaşma ve yapısal düzensizliklere neden olarak daha düşük reaksiyon sıcaklıklarının kullanılmasını sağlamıştır.

Chromite is the only ore mineral of metallic chromium and chromium compounds and chemicals. Chromite comprises a range of the spinel group of mineral, described as (Mg,Fe+2)O.(Cr,Al,Fe+3)2O3. The most important uses of chromium are in metallurgical applications, like as stainless steel production, and in chemical applications, like as leather tanning, pigments, dyes, the printing and photography, metal plating.In conventionally, chromite concentrates are roasted with sodium carbonate at temperatures of 1100-1150°C. The chromium ion (Cr+3) from the spinel of the chromite mineral reacts with sodium carbonate to form a water-soluble sodium chromate compound. It is a main material for chromium chemicals.Mechanical activation of minerals by intensive grinding is a non-traditional way of influencing the processes in extractive metallurgy. The resulting creation of fine particles, the increase in specific surface area and the formation of defective structures accelerate metallurgical processes. The reaction temperatures decrease and yields increase with mechanical activation.In this thesis, chromite was activated mechanically for different grinding times and structural disorderings were examined by different analysis techniques. The effects of mechanical activation on soda roasting of chromite were also investigated. As a result, the efficiency of conversion of chromite to chromate by soda roasting at 800°C was ~74% for chromite that had been activated for 120 minutes, compared to ~18% for non-activated chromite. Mechanical activation caused amorphization and structural disordering in the chromite structure allowing for the use of lower reaction temperatures.