Mekanik aktive edilmiş alunitin termal dekompozisyon kinetiğin termogravimetri ile incelenmesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Alunit, İzotermal Olmayan Kinetik, Mekanik Aktivasyon, Termal Analiz, Termal Dekompozisyon Alunit jarosit grubu minerallerden biridir. Genellikle rombohedral ve hegzagonal kristal yapısında oluşan bir potasyum-alumdur. Kimyasal formülü KAİ3(S04)2(OH)6 dır. Türkiye'de alunit rezervleri Şebinkarahisar-Giresun (15-20 milyon ton), Şaphane-Kütahya (7 milyon ton) ve Foça-İzmir (5 milyon ton) bölgelerinde bulunmaktadır. Alunitin yapısı alüminyum sülfat ve potasyum sülfat içermekte, bu her iki madde de suda çözünrnektedir. Bununla beraber kalsine edilmedikleri sürece alunit suda, asidik ve bazik ortamda çözünmez. 5Q0°C nin üzerindeki sıcaklıklarda kalsine edilen alunit, yapının bozunması nedeniyle çözünür. Minerallerin mekanik aktivasyonu, dekompozisyon sıcaklıklarına etki etmekte ve bir miktar yapısal düzensizliğe neden olmaktadır. İnce tanelerin oluşumu, spesifik yüzey alanındaki artış ve kusurlu yapıların oluşması, metalurjik proseslerdeki reaksiyonları hızlandıran ana faktörler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada alunit cevheri bir atritörde 15 dakika mekanik aktive edilmiş, takibinde aktive olmamış ve aktive olmuş alunit cevherinin kinetik davranışını tespit etmek için termal analizi incelenmiştir. Kinetik inceleme için Ozawa ve KAS metotları kullanılmıştır. Sonuçta mekanik aktivasyonun alunit yapısında amorflaşmayı arttırdığı ve alunitin dekompozisyonundaki dehidratasyon ve desülfatasyon reaksiyonlarının sıcaklık aralıklarına etki 'ettiği bulunmuştur. Farklı ısıtma hızlarında alman datalar kullanılarak yapılan termogravimetrik analizle, aktive olmamış ve aktive olmuş alunitin dehidratasyon ve desülfatasyon kinetikleri izotermal olmayan metotlarla incelenmiştir. Aktive olmamış ve aktive olmuş alunitin dekompozisyon kinetikleri arasındaki farklılıklar ortaya konulmuştur. Xİİİ

KINETIC STUDY OF THE THERMAL DECOMPOSITION OF MECHANICALLY ACTIVATED ALUNITE BY THERMOGRAVIMETRY SUMMARY Key words: Alunite, Mechanical Activation, Non-Isothermal Kinetics, Thermal Analysis, Thermal Decomposition Alunite is one of the minerals of the jarosite group. It is a potassium-alum occuring generally in rhombohedral and hexagonal crystals. Its chemical formula is KAİ3(S04)2(OH)6. In Turkey, alunite reserves are located in Şebinkarahisar- Giresün (15-20 million tons), Şaphane-Kütahya (7 million tons) and Foca-Izmir (5 million tons) regions. The structure of alunite contains aluminium sulphate and potassium sulphate, both of them dissolve in water. However, alunite does not dissolve in water, acids and bases unless calcined. Alunite calcined at temperatures over 500°C dissolves due to the decomposition of the structure. The mechanical activation of minerals makes it possible to reduce their decomposition temperature or causes such a degree of disordering. Creation of fine particles increase in specific surface area and formation of defective structures are among the main factors which accelerate reactions in metallurgical processes. In this study, alunite ore was activated mechanically in an attritor for 15 min, followed by studying with thermal analysis to investigate the kinetic behavior of non-activated and activated alunite ore. For kinetic study, Ozawa and KAS methods were used. As a result, it was found that the mechanical activation promoted the amorphization in alunite structure and resulted in the temperature ranges for dehidration and desulphation reactions in the decomposition of alunite. With the thermogravimetric analyzing using of datas taken at different heating rates, dehidration and desulphation kinetics of non-activated and activated alunite were studying by non-isothermal methods and the differences between the decomposition kinetics of the non-activated and activated alunite were presented. XIV