Amonyum biborat tetrahidrattan boroksit üretimi / The productıon of boron oxıde from ammonıum bıborate tetrahydrate

Abstract

AMONYUM BİBORAT TETRAHİDRATTAN BOROKSİT ÜRETİMİ Hasan FIRATOĞLU ÖZET Bu çalışmada, Amonyum biborat tetrahidrat optimum kalsinasyon şartları, sıcaklık, partikül boyutu kalsinasyon zamanı, adımlara ve Ca(OH)2 içeriğe bağlı olarak akışkan yatak kurutucuda incelendi.Döküm yoğunluğu,B2O3 içeriği tek ve çok adımlı kalsinasyon sonucu elde edilen ürünün elek analizi termal bozunma şartlarında incelendi. Aynı zamanda uygulanan prosedürün Amonyum biborat tetrahidrat partiküllerine etkisi mikroskobik fotoğraflarlada belirlendi. Başlangış sıcaklığı 120, 150, 200, 250 ve 3000C olan bir akışkan yatakta 120 dk. Boyunca tek adımlı kalsinasyonla kalsine edilen Amonyum biborat tetrahidrat partiküllerinin kalsinasyonu 3000C'den daha yüksek sıcaklıklarda sinterleşme etkisinin başlamasından dolayı gerçekleşetirilemedi.elde edilen sonuçlar göstermiştirki deneysel döküm yoğunluğu 1700C'ye kadar olan sıcaklıklarda teorik değerden daha yüksektir. 1700C'ye kadar yapılan kalsinasyonlarda Amonyum biborat tetrahidrat'taki amomyum grubu ve kristal suyunun kristal suyunun uzaklaştırılması sözkonusudur. 1700C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kalsinasyonlarda elde edilen döküm yogunlukları teorik değerden daha düşüktür. Amonyum biborat tetrahidrat'ın bu davranışı iki farklı zıt fiziksel olayla açıklanabilir. Bunlar büzülme ve şişme ile açıklandı. Bu çalışmanın ikinci adımında Amonyum biborat tetrahidrat partiküllerinin 0 300 C'den daha yüksek sıcaklıklarda sinterleşme başladığından dolayı Amonyum biborat tetrahidrat'ın çok adımlı kalsinasyonu ile ve sulu ortamda Ca(OH)2 ile kaplama yapılarak bor oksit elde edilmesi denemiş. Bu çalışmanın ilk kısmında Amonyum biborat tetrahidrat'ın çok adımlı kalsinasyonu çok adımlı yatakta denenmiştir.Bu amaçla 120, 150, 1700C'de 90 dk. boyunca Amonyum biborat tetrahidrat partikülleri üç farklı deney olarak kalsine edilmiş ve daha sonra bu kalsine edilen Amonyum biborat tetrahidrat partikülleri 4500C'de beslenmiş elde elde edilen sonuçlar göstermiştir ki hem sulu ortamda Ca(OH)2'le le kaplama ve hemde çok adımlı kalsinasyon Amonyum biborat tetrahidrat partiküllerinin sinterleşmesine engel olamamaktır. İkinci grup deneylerde % 1, 1.5 ve % 15 Ca(OH)2 içeren Amonyum biborat tetrahidrat partiküllerini içeren karışım farklı sıcaklıklarda kalsinetöre bağlandı. Bu çalışmalarda Amonyum biborat tetrahidrat'nın sinterleşmesi Amonyum biborat tetrahidrat- Ca(OH)2 katı hal karışımı tarafından engellendi. Sonuç olarak granüller % 99 saflıkta bor oksit içeren ve döküm yoğunluğu 0.3 gr.cm-3 olan bir ürün bu metod ile tek adTHE PRODUCTION OF BORON OXIDE FROM AMMONIUM BIBORATE TETRAHYDRATE Hasan FIRATOĞLU SUMMARY In this study, the optimum calcination condition of ammonium biborate tetrahydrite was investigated depend on temperature, particle size, calcination time and steps and the content of Ca(OH)2 in fluidized bed dryer. The bulk density, B2O3 content, sieve analysis of the product obtained at the end of constant and stage-wise calcinations have been investigated under thermal decomposition condition. Also, the effect of applied procedure on the particles of of ammonium biborate tetrahydrite have been determined by microscobic pothgrape Single step calcination of ABT carried out ian a fluidized bed calcinator at the intial fluidization air temperature of 120, 150, 200, 250 and 350 ºC during 120 min. interval can not be run over at temperature higher than 300 ºC, since sintering effect was started at 300ºC. The obtained result shows that Experimental bulk density values are higher than theoretical values at temperature up to approximately 170 ºC which is related to dehydration of crystal water and removal of ammonium groups in ABT particles. Whereas, it becomes lower than theoretical values at temperatures higher than 170 ºC. This behavior of ABT was explained by two different but competitive physical phenomena, one is shrinking and the other is puffing In the second step of this study, the commercial boron oxide aimed to produce from ABT by step-wise calcinations, coating with Ca(OH)2 in aqueous media with ABT particle in solid state, since sintering effect was observed from ABT particles at temperature higher than 300 oC. Thus, first of all, the step-wise calcinations was carried out in FBC. But, three different parts of ABT particles calcined at 120 oC, 150 oC and 170 oC during 90 min. and then this precalcined ABT particles were feed into FBC preheated at 450 oC, separately. The results of this experimental shown that the sintering effect of ABT particles can not be prevented by step-wise calcinations. In the second group of experimental, a mixture containing ABT and 1, 1.5, 3 and 15 wt % Ca(OH)2 were feed into the calcinator at the different temperatures. In this study the sintering of ABT was prevented by ABT-Ca(OH)2 mixture in solid state. As a result, puffed granular boron oxide of %99 purity with bulk density about 0.3 g.cm-3 has been produced using single step calcination by this method. ımda elde edildi.