FOSFOJİPSTEN AMONYUM SÜLFAT VE HİDROKSİAPATİT ÜRETİM PROSESİ GELİŞTİRİLMESİ VE OPTİMİZASYONU

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: CEMRE AVŞAR

Danışman: Suna Ertunç

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Üniversite-Sanayi iş birliği kapsamında yürütülen bu Doktora Tez çalışmasında fosfatlı gübre üretim prosesinde yan ürün olarak oluşan fosfojipsin (PG) amonyum sülfat (AS) ve hidroksiapatit (HAP) üretiminde hammadde olarak kullanılabilirliğini hedefleyen proses geliştirilmesi ve optimizasyonu çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması ile PG yönetimi açısından endüstriye yenilikçi bir bakış açısının kazandırılması ve geliştirilecek proseste sürdürülebilir ve yerli hammadde kaynaklarının kullanılmasıyla ulusal öncelikler kapsamındaki teknoloji geliştirme, ürün üretimi ve Döngüsel Ekonomi hedeflerine uyum hazırlığı hedeflenmiştir. Tez çalışması kapsamında örnekleme işlemi sonrası PG numunesinin tuz çözeltileri ile saflaştırma çalışmaları gerçekleştirilmiştir. PG'nin H3PO4 ile alkali koşullarda reaksiyonu ile AS ve HAP üretimi prosesinin geliştirilmesi amacıyla temel olarak 1/5, 1/7,5 ve 1/10 katı/sıvı (g/mL) oranlarında pH:9, 10 ve 11'de AS ve HAP üretimi gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon çalışmalarında proses iyileştirici çalışmalar sonrası elde edilen bulgular doğrultusunda elde edilen AS ürününün azot ve kükürt içeriği saf AS ürünü ile karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş; ürün saflığı, kütlece dönüşüm ve reaksiyon verimi hesaplamaları yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda elde edilen HAP numuneleri elementel içeriği analiz edilerek Ca/P oranları belirlenmiş, numunelerin porselen endüstrisinde kullanılabilirliği yorumlanmış ve reaksiyon çalışmalarında elde edilen AS ve HAP ürünleri karakterizasyon çalışmaları doğrultusunda ürün kalitesi ve proses maliyeti açısından optimum proses koşulları belirlenmiştir. Optimum proses koşullarında gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda %63 reaksiyon verimi ile %94,95 saflıkta AS ürünü elde edilmiştir. HAP numuneleri Ca/P oranı porselen endüstrisinde kullanılan ticari kemik külü ile karşılaştırmalı analiz edilmiş ve sırasıyla 2,091 ve 2,098 olarak belirlenmiştir.