Alunit cevherinin kalsinasyon ve alkali ortamda liç kinetiği

Abstract

ÖZET Anahtar kelimeler: Alunit, alumina, kalsinasyon kinetiği, Uç, liç kinetiği. Bu çalışmada Şaphane alunit cevherinin kalsinasyon ve sodyum hidroksit çözeltisindeki liç kinetiği incelenmiştir. Çalışmalarda, kalsinasyon sıcaklığı, kalsinasyon süresi, alkali derişimi, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, tane boyutu, kati/sıvı oranı gibi paramatreler değiştirilmiş ve çözeltiye geçen alüminyum miktarı izlenerek, kinetik modeller ortaya konulmuştur. Çalışma sonunda, alunit cevherinin 973 K de 120 dakika süre ile kalsine edilmesi, çözelti olarak 9 M NaOH kullanılması, tane boyutunun -90/mı olması, kati/sıvı oranının 3 g/ 100 mi olması, reaksiyon sıcaklığının 383+5 K ve reaksiyon süresinin 60 dakika olması durumunda cevherdeki alüminyumun %99.66 oranında çözelti fazına alındığı bulunmuştur. Alunitin kalsinasyon reaksiyonunun, yüzey reaksiyonu ile kontrol edilen, heterojen bir reaksiyon olduğu ve heterojen reaksiyonun aktivasyon enerjisinin 95.52 kJ/mol olduğu bulunmuştur. Alunitteki alüminyumun liç işlemi reaksiyonunun, ürün katmanında difüzyon kontrollü heterojen bir reaksiyon olduğu ve heterojen reaksiyonun aktivasyon enerjisinin 21.31 kJ/mol olduğu bulunmuştur. Liç işleminde reaksiyonların 60 dakikadan daha fazla sürdürülmesi durumunda cevherden Si02 in de çözünmeye başladığı ve çözeltiye geçen aluminanm sodyum alüminyum silikat şeklinde çöktüğü bulunmuştur. Reaksiyonlara 60 dakikadan fazla devam edilmemesi gerektiği tesbit edildiğinden kinetik değerlendirmeler 60 dakikaya kadar yürütülen reaksiyonlar için yapılmıştır. xıı

CALCINATION AND LEACHING KINETICS OF ALÜNTTE ORE IN ALKALINE MEDIA Key words: Alunite, alumina, calcination kinetics, leaching, leaching kinetics. In this study, the calcination and leaching kinetics, in NaOH solution, of Şaphane alunite ore has been investigated. In experiments the parameters such as calcination temperature, calcination time, alkaline concentration, reaction temperature and period, particle size, solid/liquid phase ratio have been varied and some kinetic models have been tested in tracing the aluminium quantity which passes on to the solution. In the end of study, 99.66% aluminium in the ore has been taken to the solution in the following conditions. These are: the calcination of alunite ore at 973 K for 2 hours, 9 M NaOH solution, particle size of -90 /jm, solid/liquid ratio of 3 g/100 ml, reaction temperature of 373+5 K and reaction duration of 60 minutes. Alunite calcination reaction is the one that is controlled by surface reaction and also heterogeneous one, and its activation energy is found to be of 95.52 kJ/mol. It is also found that the leaching process that is the diffusion-controlled reaction in the product layer and its activation energy being 21.3 1 kJ/mol. In case of maintaining the reaction in the leaching process over 60 minutes, it is found that silica (SiO^ in the ore starts to dissolve, and alumina, that passes on to the solution, precipitates as sodium aluminium silicate. Since it has been verified that reactions would not be continued over 60 minutes kinetic evaluations have been made for the reactions that are conducted up to 60 minutes. xm