Sodyum Slfat Bileiinin Kimya Endstrisindeki nemi ve retim Prosesleri

Orhun Celen b1002.04032

SODYUM SLFAT Bileiini Tanyalm Sodyum Slfat birok sanayi dalnda talebi devaml artan

ntr bir tuzdur. Anhidrit sodyum slfat beyaz kristal yapda, kristal

sodyum slfat ise effaf kristaller eklindedir.

Doal kaynaklardan (gl ve deniz sular), tabii minerallerden, yeraltndan ve kimyasal proseslerden yan rn olarak retilmektedir. Doal kaynaklardan elde edilen sodyum slfat daha kaliteli olduundan , bu retim rnnn pazar pay daha yksek olmaktadr. 1998 ylndan sonra retim miktarlar ynyle doallar ve sentetikler baa ba duruma gelmi olup uygulanan fiyat politikas erevesinde sentetik sodyum slfata ynelim artmtr.

Kullanld Sektrler Sodyum Slfat, bata deterjan olmak zere kat, cam, tekstil boyama ve eitli kimyasal maddelerin retiminde kullanlmaktadr. Deterjan Sanayii : Sodyum slfat, toz granl ve kat deterjanlarn formllerinde dolgu maddesi

olarak bulunur. Deterjanlar ortalama olarak %16 civarnda sodyum slfat ihtiva ederler, ama

bu oran baz formllerde %40' a kadar kmaktadr. Deterjann retiminde kullanlan sodyum slfat oran, deterjann maliyetini ve

beyazlatma derecesini etkilemektedir. Doal sodyum slfat ideal bir dolgu ilevine sahiptir, kflenmez, ntr ve

ucuzdur. Seyreltici ve iyi ak zellii salar ve temizlenen kirin kolloidal zeliklerini

kararl klarak deterjann etkinligini arttrr. Kk molekllerin kmelenmesiyle oluan tanecikleri engellerken en iyi

ykamann gereklemesini salar. Sodyum slfat ntr, dier katk maddeleriyle uyuabilen, korozif olmayan,

nerdeyse inert , zehirli olmayan ve evreye zarar vermeyen bir bileiktir. Deterjann younluunu azaltmak iin ilave edilir.

Kat Sektr : Sodyum slfat kraft kt hamuru hazrlanmasnda sodyum

slfre dntrlerek kullanlr. Sodyum Slfat Selloz imalatnda, elyafn piirilmesinde

kullanlan en nemli kimyasal maddedir.

Cam Sektr : Sodyum slfatn cam hamurunun oluturulmasnda ok

fonksiyonu vardr. Cam retiminde % 3 orannda sodyum slfat tketilmektedir. Tekstil Boyama Sektr : Tekstil boyanmasnda boyann zellikle ynl kumaa homojen

biimde gemesini salamaktadr.

Ayrca ; potasyum slfat, alminyum slfat, sodyum silikat, sodyum slfr gibi eitli kimyasallarn retiminde ve baz metallerle yapt bileikler sayesinde su artlmasnda ve gbre retiminde kullanlr.

%66 %17

%10

%7

Sodyum Slfatn Genel Kullanm Alanlar

Deterjan

Kat

CamDier

Ticari Mineralleri Sodyum slfat retim kaynaklar ve yntemlerine gre

snflandrlmaktadr. En nemli minerali tenardit dir. Ayrca mirabillit,

glauberit bilinen dier ana mineralleridir . Bunlarn yannda sodyum slfat kapsayan hanksit,

sulfohalit ve bloedit de sodyum slfat piyasasnda nemli yer tutar .

Mineral Kimyasal Forml % Na2SO4 % Na2O Tenardit Na2SO4 100.0 43.6 Mirabillit Na2SO4. 10H20 44.1 34.8 Glauberit Na2SO4. CaSO4 51.1 Hanksit 2Na2CO3 . 9Na2SO4KCl 81.7 Sulfohalit 2Na2SO4. NaCl 73.9 Bloedit Na2SO4.MgSO4.H2O 42.5

Doal Kaynaklardan Elde Edilen Sodyum Slfat Mirabillit mineralinin iersinden safszlklarn

uzaklatrlmas; dier tuz ve kil maddelerinden arndrlmas, eriyik fazna geirilerek ardndan kristalletirilerek susuz hale getirilmesi ile salanr.

Tenardit baz alnarak yaplan eldede ise nce glauber tuzu haline dntrlr ve rafinasyon yaplr.

Glauberit mineralinden yaplan eldede ise bnyeden kalsiyum slfat alnr, glauber tuzu ekli verildikten sonre rafine edilir.

Glauber tuzu, kritik scaklk olan 32,4C'nin stnde kristal suyunu kaybederek susuz sodyum slfata yani tenardite dnmektedir.

Endstride glauber tuzu elde edilecek zelti ya ham sodyum

slfattan ya da doal tuzlu sulardan elde edilmektedir. Bu durumda ortamda bulunan safszlklar nce uzaklatrmak gerekmektedir. rnein, ortamda olabilecek slfat asidini ntralletirmek veya demir, alminyum ve kalsiyumu ktrmek iin kire st katlr. zeltinin durulmas beklenir ve berrak ksm kristalizrlere gnderilerek glauber tuzunun oluumu salanr. Esasnda glauber tuzunun oluturulmas da bir rafinasyon ilemi olmaktadr.

Dier bir kullanlan teknolojinin temeli su iinde znm haldeki Na2SO4 tuzunun, s yardm ile zeltideki suyunun buharlatrlarak sodyum slfat elde etmekdir.

Bunun iin yeraltna verilen sularla madenin znmesi salanacak, daha sonra zelti buharlatrlarak tuzu elde kalacaktr. retim kademesinde ek olarak katalizr ve kimyasal kullanlmamaktadr.

Ayn zamanda faaliyet kapsamnda patlayc ve parlayc madde kullanm olmamaktadr.

Yeraltnda 70-80 metre derinlikte bulunan madenin ana yaps glauberit olup, (Na2SO4.CaSO4) iinde yer yer tenardit mercekleri (Na2SO4) bulunmaktadr.

Her iki tuzda su verilerek zlmekte ve sodyum slfat madenden alnmaktadr.

Sodyum slfat dndaki znmeyen maddeler yeraltnda bulunduu yerde kalmaktadr.

Cevherin yaps dikkate alndnda 2.5 ton glauberit cevherinden 1 ton saf Sodyum Slfat ve 1.1 ton tenardit cevherinden 1 ton saf Sodyum Slfat alnmaktadr.

Trkiye'deki en nemli sodyum slfat retim yerleri Acgl, Bolluk ve Tersakan glleridir.

Bu gllerden uzun yllardr glauber tuzu ve tenardit gibi sodyum slfat mineralleri retilmektedir.

TRKYE'DEK ACI GLLERDEN SODYUM SLFAT RETM

Bu amala gllerin doal blmleri setlerle evrilerek retim havuzlar oluturulmutur.

Bu retim havuzlarnda gerekletirilen sodyum slfat retimi ksaca alt evreden olumaktadr .

Bunlar srasyla; glden havuzlara su pompalanmas, evaporasyon, souma nedeniyle kristallendirme, kristallendirme sonras drenaj, dehdrasyon (kuruma) ve toplama evreleridir. Normal koullarda her retim havuzundan iki ylda bir

sodyum slfat (tenardit) retimi gerekletirilmektedir Ancak baz durumlarda bu sre bir yla inebilmektedir. Glden retim havuzlarna su pompalanmas Ocak-Haziran

aylar aras yaplmaktadr

Acgl, Bolluk ve Tersakan gllerinde oluturulan havuzlarda k aylarnda glauber tuzu kristallemektedir.

Kristallemeden sonra Cl" iyonunca zenginleen tuzlu su, Ocak-ubat aylarnda bu kristalleme havuzlarndan boaltlmakta ve glauber tuzu doal dehidrasyona braklmaktadr.

Havalarn 25-30 C scakla ulat Temmuz-Austos aylarnda glauber tuzu iindeki kristal suyu kaybederek toz pudra eklindeki thenardite dnmektedir.

Toz halindeki bu sodyum slfat sprlerek toplanmakta ve doal haliyle sanayinin deiik dallarna pazarlanmaktadr

Doal Yntemle Sodyum Slfat retimini Etkileyen Faktrler Is : Glauber tuzunun susuz sodyum slfata dnm scakl 32 C olduu gznne alnrsa Temmuz-Austos ve Eyll aylarnda (toplama evresi) hava scaklnn bu deerin zerinde olmas gerekir. Yamur: Sodyum slfat retimini tehdit eden faktrlerin en nemlilerinden biri yamurdur. Nisan-Mays aylarnda yaan yamur retim

havuzlarna doru aktndan retim havuzlar etrafndaki drenaj ann ok iyi yaplm olmas gerekmektedir.

Rzgar : Toplama zaman rzgarn hi olmamas istenir.

Teklonojik retim Yntemleri Glauber Tuzu retimi: Sodyum slfatn glauber tuzu halinde retilmesi iin scak

doygun zeltisinin soutulmas gerekmektedir. Glauber tuzunun kristallendirilmesi iin en uygun ilem

vakum soutmasdr. Buharlatrma iin gerekli s zeltinin kendisinden

alnmaktadr. Ksmen buharlatrma ksmen souma etkisi ile kristalizasyonun olduu bu tip cihazlara adyabatik vakum evaporatrleri denir.

Vakum evaporatrne 45 C civarnda giren zelti 5 C'ye kadar souyarak buradan tuz lapas halinde kar.

Kvamlatrcya alnarak sspansiyondaki tuz deriimi %50 civarna karldktan sonra santrifj filtreye verilir.

Susuz Sodyum Slfat retimi : Glauber tuzundan susuz sodyum slfat retiminde, scak ve deriik zeltiden kristallendirmek veya soutma ve dehidrate etme yntemleri uygulanmaktadr.

Sodyum Slfat Bileiinin Doal Kaynaklar Dnda retilen Yntemleri Doal kaynaklar dnda ,yan rn olarak ise eitli

kimyasallarn retimlerinde yan rn eklinde sodyum slfat eldeleri yaplmaktadr.

Bu retimlerden en yaygn olanlar sodyum bikromat, suni ipek, amonyum klorr retimleri olup, zellikleri u ekilde zetlenebilir . Sodyum bikromat: Krom cevherinin soda ile

ilenmesinde elde edilen sodyum bikromat, H2SO4 ile asitlendirilir. Bu esnada sodyum slfat elde edilir.

Ancak sar renkli rn olutuundan tercih edilmez. Suni ipek: Asetat iplii retimi srasnda ortaya kan

sodyum slfat esasna dayanr.

Tuz-Slfat Asidi Yntemi Adi tuz zerine slfat asidi etkisiyle sodyum slfat u reaksiyonlar gereince retilmektedir. Bu reaksiyonlar ile ayn zamanda klorr asidi de

retilmektedir. NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl 2 NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2 HCl lk reaksiyon oda scaklnda balar ve 150-300 oC arasnda tamamlanr.

Meydana gelen sodyum bislfatn ortamdaki sodyum klorr ile reaksiyona girerek sodyum slfat vermesi reaksiyonu 600 oC civarnda tamamlanr.

Genellikle tuz ve sitokiyometrik oranda slfat asidi bir Mannheim tipi

frnda kartrlarak tek basamakta sodyum slfat ve hidrojen klorre dntrlmektedir.

Frn ii aside dayankl refrakter tulalar ile denmi, d ise elikten yaplmtr. Frndaki reaksiyon karm merkezdeki dner bir mile bal kollar zerindeki krekler yardm ile srekli olarak kartrlr. Adi tuz ile slfat asidinin devaml olarak kartrlp stld dner frnlarn kullanlmasyla da sodyum slfat retilebilmektedir.

Hargreves Yntemi lk olarak Avrupada kullanlm olan bu yntemin esas, tuzdan

hazrlanm briketler zerinden 500-600 oC de SO2 ve O2 karm ile su buhar geirilmesi srasnda oluan reaksiyona dayanmaktadr. Robinson yntemi olarak da bilinmekte olan bu metot artk endstriyel nemini kaybetmitir.

4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl Bunlarn dnda, eitli ekilde elde edilen sodyum slfat

zeltileri yksek scaklkta buharlatrlarak veya glauber tuzunun tula astarl dner frnlarda stlmas sonucu suyu giderilmek suretiyle de sodyum slfat retilmektedir.

Pazarlama Koullar, Balca Alc ve Satc Firmalar: Pazarlama koullarn ok nemli lde, retilen sodyum slfatn nitelii erevesinde nakliye nitelikleri belirlemektedir. Gerek doal yollardan gerek yan rn eldesi olarak retilen bu

hammaddenin niteliini kolay bozma zellii alternatif maddelere kar en nde gelen zayfldr. .

Sodyum slfat zellikle deterjan sanayinde vazgeilemeyecek bir hammaddedir. Bu alanda alternatifi hemen hemen bulunmamaktadr. Cam sektrnde ise kalsiyum slfat ve soda yerine geebilen maddelerdir. Kat sektrnde ise zellikle kostik soda kullanlabilmektedir.

Geri kazanma olanaklar asndan yksek kullanlabilirlii sz konusudur.

Sodyum Slfat SODYUM SLFAT Bileiini TanyalmSlayt Numaras 3Slayt Numaras 4Kullanld SektrlerSlayt Numaras 6Slayt Numaras 7Ticari MineralleriDoal Kaynaklardan Elde Edilen Sodyum SlfatSlayt Numaras 10Slayt Numaras 11TRKYE'DEK ACI GLLERDENSODYUM SLFAT RETMSlayt Numaras 13Slayt Numaras 14Slayt Numaras 15Slayt Numaras 16Doal Yntemle Sodyum Slfatretimini Etkileyen FaktrlerTeklonojik retim YntemleriSlayt Numaras 19Sodyum Slfat BileiininDoal Kaynaklar Dnda retilen YntemleriTuz-Slfat Asidi YntemiSlayt Numaras 22Hargreves YntemiPazarlama Koullar, Balca Alc ve Satc Firmalar:Slayt Numaras 25