Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hilal Seda Demirel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Ülkemizde borik asitin başlıca üretimi, kolemanit madeninin sulu fazda sülfürik asit ile reaksiyonu ile gerçekleştirilmektedir. Mevcut üretim yönteminde düşük konsantrasyonlu sulu ana çözeltiden borik asitin kristallenme ile ayrıştırılması gerekmektedir. Bu amaçla kullanılan kristalizatörün fiziksel boyutu, tesisteki diğer ekipmanlara göre maliyeti ve işletmedeki zorlukları çok büyüktür. Bu yönteme alternatif olmak üzere sulu organik faz kullanımı imkânları bu çalışmada araştırılmıştır. Borik asitin değişik organik maddelerdeki çözünürlüğünün incelenmesi sonunda metanol-su karışımlarının kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Kolemanitin metanol-su karışımlarında çözünmesi, bu ortamda uygun asitle reaksiyona girmesi, reaksiyon sonrası metanolün uçurularak geri kazanılması aşamasında oluşan aşırı doygun çözeltiden borik asitin kolayca ayrılabilmesi deneysel olarak incelenmiştir. Reaksiyon aşamasında iki farklı asitin, sülfürik asit ve asetik asitin kullanılması ve bunların etkileri de incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonunda, reaksiyon sıcaklığı olarak 60oC'nin yeterli olduğu, kolemanit için çözücü ve reaksiyon ortamı olarak da kütlece 1:1 oranında metanol-su karışımının uygun olduğu görülmüştür. Hem sülfürik asit, hem de asetik asit ile saf borik asit üretimi başarıyla yapılabilmiştir. Daha zayıf asit olduğundan dolayı asetik asit gereksinmesi sülfürik asite göre daha fazla olmuştur. Çalışmanın ikinci kısmında, deneysel bulguların yardımıyla belirlenen en uygun çalışma koşulları dikkate alınarak endüstriye uyarlanabilecek proses akım şemaları oluşturulmuştur. Tipik bir üretim kapasitesi olan 100 000 ton borik asit/yıl için toplam madde denkliği yapılmış ve her akım için akış hızları ve kompozisyonları hesaplanmıştır. Kullanılması gereken ekipmanlar belirlenmiş ve bunlara ait yaklaşık boyutlandırma yapılmıştır. Daha sonra bunlara göre yaklaşık yatırım maliyetleri ve yıllık toplam giderler hesaplanmıştır. Beklendiği gibi, sülfürik asit ve asetik asit kullanımı sabit sermaye yatırımını çok fazla etkilememiştir ve bu değer yaklaşık 53 Milyon ₺ olarak bulunmuştur. Yıllık toplam giderler ise, sülfürik asit kullanılması durumunda 84,5 Milyon ₺/yıl ve asetik asit kullanılması durumunda 96,5 Milyon ₺/yıl olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara göre, borik asit ürün maliyeti sülfürik asit kullanılması durumunda 845 ₺/ton ve asetik asit kullanılması durumunda 965 ₺/ton olarak hesaplanmıştır. Yatırım geri dönüş hızı sülfürik asit kullanılması durumunda %160 ve asetik asit kullanılması durumunda %140 olarak belirlenmiştir. Sabit sermaye yatırımının geri ödeme süresi de her iki durumda yaklaşık 8 ay kadardır. Tüm bu değerlendirmeler, önerilen yöntemin endüstriye uygulanabilir ve ekonomik olduğunu göstermektedir. Ayrıca, prosesten çıkan yan ürünlerin değerlendirilmesi ile kârlılığın çok daha fazla olacağı anlaşılmıştır