TARIFNAME FOSFOR IÇEREN ARITMA ÇAMURU KÜLÜNDEN FOSFORUN GERI KAZANIMINA YÖNELIK PROSES Bu bulus genelde, fosfor içeren yanma artiklarindan, özellikle aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir proses ve bir aygit ile ilgilidir. Özellikle bulus fosforik asit araciligiyla fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu için bir proses ve bir aygit ile ilgilidir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU VE BULUSUN ARKA PLANI Fosfor insanlar, hayvanlar ve bitkiler için bir yasamsal besin maddesidir. Fosforik asit örnegin fosforlu gübreler, besin maddesi katki maddeleri veya deterjanlar gibi fosfor içeren ürünlerin üretimi için bir önemli ön üründür. Dünya çapinda fosfat yataklari kisitlidir. Bu yüzden artik maddelerden geri kazanilabilen fosforun geri kazanimi artarak odak noktasi haline gelmektedir. Geri kazanim için çok ümit veren fosfor içeren bir artik madde, yakma tesislerinden, özellikle aritma çamuru yanmasindan küldür. Fosforun yani sira yanma artiklari, özellikle aritma çamuru külleri, normalde metal içeren bilesikleri içerirler. seyreltilmis fosforik ve sülfürik asitten bir karisim ile sürekli bir islem içinde bir reaktör içinde çözünür. Bu sirada tepkime süresi yaklasik 3-8 saattir, tipik tepkime sicakliklari 60°C-80°C'dir. Ardindan elde edilen, zenginlestirilmis fosforik asit fosfor alçisi da denilen yan ürün kalsiyum sülfat dihitrattan ayrilir, yan ürün ayiriIir ve artirilmis konsantrasyona sahip fosforik asit elde edilir. Aritma çamuru külünden fosforu geri kazanmaya yönelik bilinen bir yaklasim geleneksel islak kimyasal fosforik asit üretiminde aritma çamuru külünün birlikte dönüstürülmesidir. Bu baglamda aritma çamuru külü ve fosfat cevheri karistirilir ve birlikte bir reaktör içine yerlestirilir. Bu prosedür aritma çamuru külünün fosfat cevherine katilmasi olarak da adlandirilir. Bu baglamda da tepkime süresi yaklasik 3-8 saattir, tipik tepkime sicakliklari keza 60°C-80°C'dir. Katma kotasi bu sirada aritma çamuru külü fosfat cevherine karsi yaklasik küt. %2,5'tur. Fosfor içeren yanma artiklarindan fosfor geri kazanimina yönelik baska bilinen ekstraksiyon çözeltisi ile temas ettirilir, böylelikle fosfor külden çözünür ve ekstraksiyon çözeltisi içinde zenginlestirilir. Fosforun istenen salinmasinin yaninda bu sirada kesin olarak metallerin bir istenmeyen ekstraksiyonu ortaya çikar. Geri dönüsüm prosesinin genel görevi geri kazanilabilen maddelerin ve eslik eden maddelerin mümkün oldugunca tam ayrilmasini saglamaktir. Buna göre fosfor içeren yanma artiklarindan, özellikle aritma çamuru küllerinden fosfor geri kazanimina yönelik proseslerin bunlarin yaninda fosforun ve diger kül bilesenlerinin, özellikle metallerin mümkün oldugunca tam ayrilmasini saglama görevi vardir. Bu bulusun amaci, aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik gelistirilmis bir proses ve gelistirilmis bir aygit saglamaktir. Özellikle bulusun amaci, fosforik asit araciligiyla aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu için bir gelistirilmis proses ve bir gelistirilmis aygit saglamaktir. Sorun Istemler 1-10'un özellikleri ile çözülür. Bulusun özü, fosfor içeren yanma artiklarindan, özellikle aritma çamuru küllerinden fosforun salinmasi asidik ekstraksiyon çözeltileri ile temas durumunda büyük ölçüde daha hizli gerçeklesirken, istenmeyen metal salinmasinin ancak daha uzun ekstraksiyon süreleri durumunda güçlendirilmis sekilde ortaya çikmasi bilgisine dayanir. Teknigin bilinen durumuna uyandan daha kisa olan ekstraksiyon sürelerinin ayarlanmasi yoluyla böylece fosfor salimi ve metal salimi arasinda bir uygun orana erisilebilir. Metalden istenmeyen salim belirgin daha yavas gerçeklesirken fosforun aritma çamuru külünden çok hizli ekstrakte edilebilmesi bilinmemekteydi. Bu, aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu ile ugrasan çogu yayinda en erken 5 dakikalik bir tepkime süresinden sonra ölçülmesinde daha belirgin hale gelir, yalnizca örnekler Kleemann ve arkadaslari Waste Management, (2016), Sekil 3a; veya Xu ve arkadaslari, Journal of BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bir birinci unsura göre bu bulus bagimsiz Istem 1'in konusu ile uyum içinde fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir proses sunar. Bir ikinci unsura göre bu bulus bagimsiz Istem 10'un konusu ile uyum içinde fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir aygit sunar. Bulusun tercih edilen yapilandirmalarinin diger unsurlari ve özellikleri bagimli istemlerden, ekteki sekillerden ve asagidaki açiklamadan ortaya çikar. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Bulus örnekle ve ekteki sekillere iliskin olarak tarif edilir. Burada: Sekil la ve 1b aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda fosforun ve farkli metallerin salim derecesinin tepkime süresine göre bir grafik görünüsünü gösterir; Sekil 1c aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda fosforun ve farkli metallerin salim derecesinin tepkime süresinin 45 dakikadan 1 dakikaya bir kisaltilmasi yoluyla azalisinin bir grafik görünüsünü gösterir. Sekil 2 aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda fosforun ve farkli metallerin salim derecesinin kullanilan asidin konsantrasyonuna göre bir grafik görünüsünü gösterir; Sekil 3 fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir prosesin bir yapilandirmasinin bir akis diyagramini gösterir; ve Sekil 4 bu bulus ile uyum içinde fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir aygitin bir yapilandirmasinin bir sematik görünüsünü gösterir. Sekil 5 aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda fosforun (veya onunla korele Ca-Iyonlarinin) salim derecesinin sicakliga (ve zamana) göre bir grafik görünüsünü gösterir. TERCIH EDILEN YAPILANDIRMALARIN AÇIKLAMASI Sekiller 3 ve 4 fosfor içeren yanma artiklarindan, özellikle aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir prosesin ve bir aygitin yapilandirmalarini gösterir. Bu yapilandirmalarin bir ayrintili açiklamasindan önce öncelikle Sekiller 1 ve 2'nin göz önünde bulundurulmasiyla birkaç genel açiklama yapilacaktir. Bu bulus bir birinci unsurda fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir proses ile ilgilidir. Fosfor Içeren aritma çamuru külü olarak bu bulus çerçevesinde yanma tesislerinden tüm fosfor içeren küller, özellikle aritma tesislerinden çamurun yanmasi sirasinda Belediye aritma çamurlarinin yanmasindan aritma çamuru külü, bir anlamli oranda fosforun yaninda, tipik sekilde küt. %6-13 araliginda, normalde baska metalleri de içerir. Özellikle aritma çamuru külü normalde demirin (Fe) yani sira agir metalleri de örnegin çinko (Zn), bakir (Cu), nikel (Ni) ve kromu (Cr) da içerir. Bulusa göre aritma çamuru külü bir birinci konsantrasyona sahip fosforik asit (H3PO4) ile tepkimeye sokulur. Bu sirada birinci konsantrasyona sahip fosforik asidin aritma çamuru külü ile tepkimesinden önceki konsantrasyonunu ifade eder. Aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimeye sokulmasi aritma çamuru külünün asitle çözünmesi, aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu veya aritma çamuru külünden fosforun çözünmesi olarak da adlandirilir. Aritma çamuru külünün ve fosforik asidin tepkimesinin temelinde özünde asagidaki kimyasal tepkime bulunur: Ca;hlggiPO4`l.; + 12 ngo,. + 2H20 _-› ingiPon- + 4Ca3* + SMgî° + 2H;O Uzman kisi, yukardaki tepkime denklemi durumunda gerçekte ilerleyen islemlerin güçlü bir sadelestirilmesinin söz konusu oldugunu bilir. Yukardaki tepkime denklemi baslangiç malzemesi olarak, aritma çamuru külü içindeki en önemli fosfor içeren mineral fazlarindan biriyle, Whitlockite ile ilgilidir. Aritma çamuru külünden ekstrakte edilen fosfor, yukardaki formülden görülebildigi gibi, birinci konsantrasyona sahip fosforik asit ile çözünür. Böylelikle fosforik asidin konsantrasyonu artar, 0 "zenginlestirilir". Aritma çamuru külü ile tepkimenin ardindan fosforik asidin bu konsantrasyonu ikinci konsantrasyon olarak adlandirilir. Aritma çamuru külünden ekstrakte edilen fosforun çözünmesi yoluyla ikinci konsantrasyon birinci konsantrasyondan daha yüksektir. Aritma çamuru külünün bir bölümü fosforik asit ile tepkime içine girmez. Keza tepkime sirasinda kati tepkim ürünleri olusabilir. Bu özellikle yapilandirmalarda, fosforik asidin yani sira baska asitlerin de, örnegin sülfürik asidin, aritma çamuru külü ile tepkimeye katildigi durumdur. Tepkimeden sonra aritma çamuru külünden geride kalan kati maddelerin ve kati tepkime ürünlerinin bütünü "birinci kati maddeler" olarak adlandirilir. Birinci kati maddeler bulusa göre ayiriIir. Ayirma altinda genelde, ayirilan maddelerin ayirmadan sonra artik prosese katilmamasi olarak anlasilmalidir. Bu, içinde prosesin yürütüldügü aygittan birinci kati maddelerin fiziksel olarak uzaklastirilmasi yoluyla gerçeklesebilir. Ayirma bu sirada aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesinin sonlanmasindan sonra gerçeklesir. Ayirma islemi yoluyla ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit islem içinde kalir. Fosforik asidin ikinci konsantrasyonu bu sirada, daha önce söz edildigi gibi, birinci konsantrasyondan daha yüksektir. Bazi yapilandirmalarda birinci kati maddenin ayirilmasi bir kati-sivi ayirmasi, örnegin filtreleme, çökeltme veya santrifüjle ayirmayi içerir. Bazi yapilandirmalarda birinci kati maddelerin ayirilmasi, içinde aritma çamuru külünün birinci konsantrasyona sahip fosforik asit ile tepkimesinin de gerçeklestigi ayni reaktör içinde gerçeklesir. Daha sonra ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit reaktör içinde geride kalabilir. Baska yapilandirmalarda kati ve sivi bilesenlerden bir bütünlük reaktörden uzamsal ayirilmis bir ayirma aygiti içine aktarilir. Bu ayirma aygiti içinde daha sonra birinci kati maddelerin ayirilmasi gerçeklesir, örnegin daha önce söz edilen kati-sivi ayirmasi araciligiyla. Ayirma isleminin bitiminden sonra ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit daha sonra ayirma aygiti içinde geride kalir. Bulusa göre aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkime süresi 2 dakikadan daha azdir. Bazi yapilandirmalarda tepkime süresi 1 ile 2 dakik arasindadir. Yine baska yapilandirmalarda 1,5 dakikadan daha az, 1 dakikadan daha az veya 30 saniyeden daha az tepkime süreleri saglanir. Baska yapilandirmalarda 1,75 dakikadan daha az tepkime süreleri saglanir. Daha önce yukarda söz edildigi gibi, aritma çamuru külü normalde metalleri de, örnegin demiri içerir. Özellikle aritma çamuru külü normalde ekotoksikoloji bakimindan zararli örnegin çinko, bakir, nikel ve krom gibi agir metalleri de, içerir. Aritma çamuru külü içinde içerilen metaller aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda keza salinirlar ve tepkime ile elde edilen ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidi kirletirler. Bu kirlilik örnegin aritma çamuru külünün birlikte dönüstürülmesi sirasinda katma miktarinin bir sinirlayici faktörüdür. Bulus sahibi, aritma çamuru külü içinde içerilen fosforun aritma çamuru külünün fosforik asit araciligiyla ekstraksiyonu durumunda zaman olarak çok hizli büyük ölçüde çözündügünü fark etti. Bunun tersine aritma çamuru külü içinde içerilen metaller krom (Cr), bakir (Cu), demir (Fe), nikel (Ni) ve çinkon (Zn) fosforik asit araciligiyla ekstraksiyon durumunda zaman bakimindan geciktirilmis bir ekstraksiyon prosesidir. Ancak 2 dakikadan daha uzun bir tepkime süresi durumunda bu metallerin daha büyük miktarlari fosforik asit ile ekstraksiyon sirasinda çözünür. Sekiller 1a ve 1b, fosforik asit araciligiyla ekstraksiyon durumunda aritma çamuru külü içinde içerilen fosforun ve söz edilen metalleri ekstraksiyon özelliklerine iliskin deneysel olarak kazanilan verileri sunarlar. Onlar 75°C'lik bir sicaklikta %7'Iik fosforik asit (H3PO4) araciligiyla bir gerçek aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda kazanildilar. Eger açikça baska sekilde sunulmazsa, yüzdesel veri bu sirada kütlesel %, kisaca küt. % olarak verilir, keza, tüm diger yüzdesel verilerdeki gibi. Ölçme hatasinin en aza indirilmesi için ayni gerçek aritma çamuru külünün parçalari ile üç ölçüm serisi yürütülür ve degerlendirilir. Sekiller la ve 1b'de gösterilen ölçüm verileri üç ölçme serisinde kazanilan verilerin ortalama degerlerini sunmakta olup, hata çubuklarinin her biri üç ölçüm serisinden minimal veya maksimal degerleri gösterir. Sekil 1a, aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda çözünmüs metallerin krom (Cr), bakir (Cu), demir (Fe), nikel (Ni) ve çinkonun (Zn) salim derecesini (x-ekseni; 1,0 %100'Iük bir salim derecesine denk gelir) tepkime süresine (y-ekseni, logaritmik uygulama) göre sunar. Keza çözünen kalsiyumun (Ca) miktari tepkime süresine göre verilir. Çözünen kalsiyumun miktari aritma çamuru külünden çözünmüs fosforun miktari için bir indikatör olarak islev görür, asagida daha ayrintili açiklanacagi gibi. Aritma çamuru külünden salinan elementlerin %100 referansi olarak, Sekil 1'de, gerçek aritma çamuru külünün altin suyunda çözünmesi sonucunda ilgili elementlerin salinan miktari, "altin suyunda çözünen fraksiyon" olarak gösterilir. Konsantre hidroklorik asitten ve nitrik asitten bir karisim olarak altin suyu, aritma çamuru külünden ilgili elementlerin neredeyse %100'Iük bir ekstraksiyonunu saglayan bir güçlü asidi sunar. Böylece Sekil la, ilgili elementlerin salim derecesini aritma çamuru külü içinde bulunan onlarin toplam içerigine göre sunar. %100'Iük bir salim derecesinin anlami, ilgili elementin tümüyle aritma çamuru külünden çözünmesidir. Sekil 1b keza aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda çözünmüs metallerin krom (Cr), bakir (Cu), demir (Fe), nikel (Ni) ve çinkonun (Zn) salim derecesini (x-ekseni; 1,0 %100'Iük bir salim derecesine denk gelir) tepkime süresine (y-ekseni, logaritmik uygulama) göre sunar. Keza çözünen kalsiyumun (Ca) miktari tepkime süresine göre verilir. Çözünen kalsiyumun miktari yine aritma çamuru külünden çözünmüs fosforun miktari için bir indikatör olarak islev görür, asagida daha ayrintili açiklanacagi gibi. Sekil 1a'dan farkli olarak, Sekil 1b'nin gösterimi durumunda bir elementin aritma çamuru külü içinde içerilen tüm miktari %100 referans olarak islev görmez. Daha ziyade Sekil 1b'nin gösterimi için ilgili elementin 45 dakikalik bir tepkime süresinden sonra salinan miktari %100 referans olarak devreye sokulur. %100'lük bir salim derecesi böylelikle 45 dakikalik tepkime süresinden sonra salinan element miktarina denk gelir. Ölçüm verilerinin gösteriminin bu tipi yoluyla fosforun (onun indikatörü Ca üzerinden) ve metallerin krom (Cr), bakir (Cu), demir (Fe), nikel (Ni) ve çinko (Zn) farkli ekstraksiyon davranisi Sekil 1a'dakinden daha da belirgin görülebilir. Mükemmel olmayan bir karistirmanin salim derecesinin ölçümü üzerine etkisini gidermek için, kendilerinden Sekiller 1a ve 1b'nin verilerinin kazanildigi deneylerde yalnizca bir küçük miktarda aritma çamuru külü daha büyük miktarda fosforik asit ile tepkimeye sokulur (Zg aritma çamuru külü 100 ml fosforik asit üzerine). Bu fosforik aside oranla düsük miktarda aritma çamuru külü, aritma çamuru külünden %100'Iük bir fosfor salimi durumunda bile toplam fosforik asidin konsantrasyonundan artisin (daha dogrusu fosforik asidin birinci ve ikinci konsantrasyonu arasindaki fark) yalnizca nispeten düsük olmasina yol açar. Fosforik asit yerine hidroklorik asidin aritma çamuru külü için asitle çözme maddesi olarak kullanildigi Sekiller 1a ve 1b`de gösterilen ölçüm serilerinin ön deneyleri bununla birlikte, kalsiyum ve fosfor elementlerinin zamansal saliminin birbirleriyle çok iyi korele olduklarini gösterdiler. Kalsiyum ve fosforun salinmis yüzdeleri zaman üzerinden neredeyse özdestir. Bu saptama ön deneylerde sorunsuzca mümkündür, çünkü hidroklorik asit (HCI) hem fosfordan hem de kalsiyumdan yoksundur. Toplamda Sekiller 1a ve 1b'de zaman üzerinden kalsiyumun salinmis orani böylece fosforun salinmis orani için iyi indikatör olarak kavranabilir. Sekiller 1a ve 1b'nin deneysel verilerinden görüldügü gibi, yalnizca 10 saniyelik (0,167 dk.) bir tepkime süresinden sonra bile fosforun belirgin orani aritma çamuru külünden ekstrakte edildi (Sekil 1'de neredeyse %80, Sekil 2'de %80'in üzerinde). Oysa 10 saniyelik bir tepkime süresi durumunda metallerin Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn yalnizca belirgin daha az miktarlari çözündüler. Böylece en hizli çözünen metal olan Cu'dan 10 saniye sonra yalnizca %40'tan daha az (Sekil la) veya %60'tan daha az (Sekil 1b) çözündü. Bu metallerin en kötü çözüneni Ni'den 10 saniye sonra hem Sekil la'da hem de Sekil 1b'de yalnizca %10'dan belirgin daha az miktarlar çözündü. Benzer bir sey 0,02 g/mL'Iik bir kati-sivi oraninda farkli sicakliklarda kalsiyum salimini (bir akiskan yatak külünden W1) gösteren Sekil 5'de görülür. Sekil 5'te görülebildigi gibi, yalnizca 25°C'de örnegin 1 veya 1,5 dakikalik daha düsük bir tepkime süresi durumunda da zaten fosforun veya onunla korele Ca-iyonlarinin anlamli oranlari aritma çamuru külümden ekstrakte edildi. Böylece çok kisa tepkime süresinin ve çok düsük sicakligin kombinasyonunda da zaten çok düsük miktarda metal katki maddeleri ile fosforik asit ekstrakte edilebilir. Sekiller la ve 1'de Ni'in zamansal ekstraksiyon davranisina bakisla örnegin, ancak bir dakikadan fazla bir tepkime süresinden sonra Ni'in bir güçlendirilmis saliminin basladigi fark edilir. Böylece, hedefli sekilde Ni'in salimini önlemek için, bir dakikanin altinda bir tepkime süresi özellikle avantajlidir. Toplamda Sekil 1a ve 1b'de gösterilen ölçüm verileri fosforik asit araciligiyla fosfor içeren aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda fosforun veya metallerin Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn zamansal farkli salim davranislarini etkili sekilde kanitlarlar. Fosforik asit araciligiyla fosfor içeren aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda fosforun veya metallerin Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn zamansal farkli salim davranislari keza Sekil 1c'ye bakisla onaylanir. Bu, fosforik asit (agirlikça %7 H3PO4) araciligiyla ekstraksiyon durumunda aritma çamuru külünden farkli elementlerin saliminin yüzdesel azalisini gösterir. Bu sirada çubuklar yalnizca 1 dakikalik bir ekstraksiyon süresi için farkli elementlerin saliminin %100 referans karsi bir azalisini verirlerken, 45 dakikalik bir ekstraksiyon süresinin salim derecesi y-ekseninde %100 referans olarak seçilir. dakikalik ekstraksiyon süresinde 45 dakikalik bir tepkime süresi ile ayni oran aritma çamuru külünden çözündügü anlamina gelirdi. 1 dakika ve 45 dakika tepkime süresi arasindaki salim derecesindeki azalma Sekil 1c'de üç farkli tepkime sicakligi için, daha dogrusu tepkime için kullanilan fosforik asidin sicakliklari için gösterilir. Sekil 1c'den, tepkime süresinin 45 dakikadan 1 dakikaya bir kisaltilmasi durumunda fosforun saliminin azalisinin yalnizca %20'den daha az azaldigi görülür. Öte yandan ilgili metallere ve tepkime sicakliklarina bagli olarak, metallerin saliminin yaklasik %40'dan asit araciligiyla fosfor içeren aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda fosforun veya metallerin Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn zamansal farkli salim davranislarini etkili sekilde kanitlar. Zamansal salim davranisindaki bu farka dayanarak bulus sahipleri, fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir proseste fosforik asit ve aritma çamuru külünün tepkimesi için kisa tepkime sürelerinin seçilmesinin avantajli oldugunu ayirt ettiler. Böylelikle aritma çamuru külü içinde içerilen fosforun bir yüksek orani ekstrakte edilebilirken, yalnizca belirgin daha az oranda Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn aritma çamuru külünden salinir. Böylece ekstraksiyon yoluyla kazanilan zenginlestirilmis fosforik asidin bir metal sarji ile bir kirliligi azaltilir ve yüksek kaliteli zenginlestirilmis bir fosforik asit kazanilir. Sekiller 1a-1c'de gösterilen farkli metallerin zaman üzerinden salim derecesinin bütünlügü göz önüne alindiginda ve fosfor içeren aritma çamuru külünden fosfor geri kazaniminin teknik çerçeve kosullari göz önüne alindiginda bulus sahipler, aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesinin 2 dakikanin altindaki tepkime sürelerinin özellikle avantajli oldugunu ayirt ettiler. 2 dakikanin altindaki tepkime süreleri düsük metal sarji ile zenginlestirilmis bir fosforik asit ile sonuçlanmakta olup, bununla birlikte aritma çamuru külü içinde içerilen fosforun bir yüksek yüzdesi ekstrakte edilir. Bazi yapilandirmalarda birinci konsantrasyona sahip fosforik asit, daha dogrusu aritma çamuru külü ile tepkimeye sokulmadan önceki fosforik asit, agirlikça %7'den küt. ile kazanilmis, Sekiller 1a-1c'deki verilere bakisla, bu sekildeki bir konsantrasyonda kisa tepkime sürelerinde bile bir yüksek yüzdede fosfor aritma çamuru külünden ekstrakte edilirken, yalnizca az miktarda metalin aritma çamuru külünden çökeltildigi fark edilebilir. Küt. %7 ve küt. %14 arasindaki fosforik asidin bir birinci konsantrasyonunun, yüksek kaliteli ve düsük metal sarjli bir ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asidi elde etmek için, özellikle uygun oldugu ortaya çikti. Bu, Sekil 2'ye bakisarak da görülebilir. Bu, bir çubuk diyagraminda her defasinda üç farkli küt. %7, küt. %14 ve küt. %425 H3PO4 konsantrasyonuna sahip fosforik asit ile tepkime için bir gerçek aritma çamuru külü içinde içerilen metallerin Cr, Cu, Fe, Ni ve Zn ve fosforun (indikatör Ca üzerinden) bütünlügüne (altin suyunda çözünen fraksiyon) göre salim derecesini gösterir. Fosforik asitlerin aritma çamuru külü ile tepkime süresi her defasinda bir dakikaydi, asitlerin sicakligi 75°C idi. Sekil 2'de gösterilen grafikten, birçok kez fosfor indikatörü kalsiyumun salim derecesi üzerinden gösterilen fosforun salim derecesinin aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda kullanilan fosforik asidin konsantrasyonundan neredeyse bagimsiz oldugu açikça görünür. Konsantrasyondan bagimsiz olarak her defasinda aritma çamuru külü içinde içerilen fosforun küt. %80'i kadari çözünür. Oysa Sekil 2'nin grafiginden, ekstraksiyon durumunda çözünen metallerin miktarinin fosforik asidin artan konsantrasyonu ile arttigi dogrudan görülür. Sekil 2'nin grafiginden böylece, özellikle metallerin Cr, Fe, Ni ve Zn salim derecesine bakisla, agirlikça %7'den küt. %14'e kadar H3PO4'Iük birinci konsantrasyonun bir fosforik asidi kullanan yapilandirmalarin yalnizca düsük metal sarji ile bir ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asidi elde ettikleri ortaya Bazi yapilandirmalarda birinci konsantrasyona sahip fosforik asit, aritma çamuru külü ile tepkimeye sokulmadan önceki fosforik asit agirlikça %5'ten küt. %10'a kadar H3PO4 konsantrasyonuna sahiptir. Bu yapilandirmalar, Sekil 2'nin grafiginde görüldügü gibi özellikle çok düsük oranda Cu-metallerine sahip olan yalnizca düsük metal sarji ile bir ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asidi elde ederler. Bazi yapilandirmalarda ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit, daha dogrusu aritma çamuru külü ile tepkimenin bitiminden sonra veya birinci kati maddelerin ayirilmasindan sonra elde edilen fosforik asit küt. %14 ile küt. %21 arasinda bir H3PO4 konsantrasyonuna sahiptir. Fosforik asidin ikinci konsantrasyonunun bu araligi içinde bir düsük metal sarji ile ikinci konsantrasyona sahip niteliksel yüksek degerli fosforik asit kazanilabildigi ortaya çikti. Bu sirada, fosforik asidin ikinci konsantrasyonunun tepkimeye sokulan aritma çamuru külünün miktarina, onun fosfor içerigine, ve aritma çamuru külü ile tepkimeye sokulmadan önceki fosforik asidin birinci konsantrasyonuna bagli oldugunda dikkat edilmelidir. Uzman kisi bu baglantilari bilmektedir ve istendiginde fosforik asidin ikinci konsantrasyonunu bu aralik içinde ayarlamak için, söz edilen baslangiç parametrelerini uygun sekilde düzenler. Bazi yapilandirmalarda tepkime sicakligi, daha dogrusu aritma çamuru külünün ekstrakte edildigi birinci konsantrasyona sahip fosforik asidin sicakligi 50°C ve 100°C arasinda, özellikle 60°C ve 90°C arasinda veya 70 ve 80°C arasindadir. Bazi yapilandirmalarda 90°C'nin üzerinde, özellikle 90° ile 100°C arasinda tepkime sicakliklari kullanilir. Daha yüksek tepkime sicakliklarinda fosforik asit araciligiyla aritma çamuru külünün ekstraksiyonu durumunda daha düsük tepkime sicakliklari durumundakinden belirgin daha büyük miktarlarda metallerin çözündükleri ortaya çikti. Öte yandan ekstraksiyon durumunda çözünmüs fosfordaki fark önemli ölçüde daha zayif sekilde sicakliga bagimlidir. Bu baglanti örnegin Sekil lc'den çikarilabilir. Böylece özellikle yüksek tepkime sicakliklarinda, ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asitte mümkün oldugunca düsük bir metal sarji elde etmek için, 2 dakikanin altinda kisa tepkime süreleri seçmek anlamlidir. Eger tarif edilen proses bilinen islak kimyasal fosforik asit üretimi ile baglanti içinde uygulanirsa yüksek tepkime sicakliklari yerinde olabilir. Yine baska yapilandirmalarda tepkime sicakligi fosforik asit araciligiyla fosforun aritma çamuru külünden ekstraksiyonu durumunda 10°C ve 60°C arasinda, özellikle 20°C ve 50°C arasinda veya 30 ve 40°C arasindadir. Bazi yapilandirmalar 20°C'nin altinda, özellikle 5°C ve 20°C arasindaki tepkime sicakliklarini kullanirlar. Fosforun aritma çamuru külünden ekstraksiyonu durumunda baska yapilandirmalar 20°C ile 40°C arasinda veya 10°C ile 40°C arasinda veya 50°C'nin altindaki tepkime sicakliklarini kullanirlar. Bu yüzden bir yapilandirmada tepkime sicakligi aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda 30°C ve 40°C arasinda veya 20°C'nin altinda, özellikle 5°C ve 20°C arasindadir. Aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda tepkime sicakligi bu uygulama seklinde de 30°C ve 40°C arasinda, veya 20°C'nin altinda, özellikle 5°C ve 20°C arasinda veya 20°C ve 40°C arasinda olabilir. Bu yüzden bir yapilandirmada tepkime sicakligi aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda 10°C ve 60°C arasinda, özellikle 20°C ve 50°C arasinda veya 50°C'dir. Aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkimesi sirasinda tepkime sicakligi ve 40°C arasinda veya 50°C olabilir. Metaller ve fosfor arasindaki ekstraksiyon davranisindaki fark yüksek sicakliklar için, yukarda açiklandigi gibi artarken, seçilen tepkime sicakligi ne kadar düsükse salinmis metallerin mutlak miktari 0 kadar azdir (bkz. Sekil 1c). Bu nedenle, çok az metal sarji ile bir ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit elde etmeyi hedefleyen yapilandirmalarda daha düsük tepkime sicakliklari seçilir. Bazi yapilandirmalarda aritma çamuru külünün birinci konsantrasyona sahip fosforik asit ile tepkimeye sokulmasi ve birinci kati maddelerden prosesin bir birinci kismi içinde ayirilmasi içerilir. Prosesin bir ikinci kismi bu yapilandirmalarda fosfat cevherinin (Ca3(PO4)2 apatit) fosforik asit ile tepkimeye sokulmasini içerir. Bu sirada prosesin Ikinci kisminda kullanilan fosforik asit en azindan prosesin birinci kisminin geride kalan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidinin bir bölümünü içerir. Ayrica prosesin ikinci kismi ikinci kati maddelerin ayirilmasini içerir, böylelikle bir üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit geride kalmakta olup, üçüncü konsantrasyon ikinci konsantrasyondan daha yüksektir. Prosesin birinci kismi bakimindan yukardaki açiklamalara atifta bulunulabilir. Prosesin ikinci kisminda fosfat cevheri fosforik asit ile tepkimeye sokulur. Fosfat cevherini fosforik asit ile tepkimeye sokma fosfat cevherinin asitle çözünmesi, fosfat cevherinden fosforun ekstraksiyonu veya fosfat cevherinden fosforun çözünmesi olarak da adlandirilir. Fosfat cevherinin ve fosforik asidin tepkimesinin temelinde özünde asagidaki kimyasal tepkime bulunur: Uzman kisi, yukardaki tepkime denkleminde gerçekten ilerleyen islemlerin bir güçlü sadelestirilmesinin söz konusu oldugunu bilir. Fosfat cevherinden ekstrakte edilen fosfor bu sirada, yukardaki formülden görülebildigi gibi, fosforik asit ile çözünür. Böylelikle fosforik asidin konsantrasyonu artar, 0 konsantrasyonu üçüncü konsantrasyon olarak adlandirilir. Fosfat cevherinden ekstrakte edilen fosforun çözünmesi yoluyla üçüncü konsantrasyon ikinci konsantrasyondan daha yüksektir. Fosfat cevherinin bir bölümü muhtemelen fosforik asit ile tepkime içine girmez. Keza tepkime sirasinda kati tepkim ürünleri olusabilir. Bu özellikle yapilandirmalarda, fosforik asidin yani sira baska asitlerin de, örnegin sülfürik asidin, fosfat cevheri ile tepkimeye katildigi durumdur. Tepkimeden sonra fosfat cevherinden geride kalan kati maddelerin ve kati tepkime ürünlerinin bütünü "ikinci kati maddeler" olarak adlandirilir. Ikinci kati maddeler bulusa göre ayirilir. Ayirma altinda genelde, ayirilan maddelerin ayirmadan sonra artik prosese katilmamasi olarak anlasilmalidir. Bu, içinde prosesin yürütüldügü aygittan birinci kati maddelerin fiziksel olarak uzaklastirilmasi yoluyla gerçeklesebilir. Ayirma bu sirada fosfat cevherinin fosforik asit ile tepkimesinin sonlanmasindan sonra gerçeklesir. Ayirma islemi yoluyla üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit islem içinde kalir. Üçüncü konsantrasyon bu sirada, daha önce söz edildigi gibi, ikinci konsantrasyondan daha yüksektir. Bazi yapilandirmalarda ikinci kati maddelerin ayirilmasi bir kati-sivi ayirmasi, örnegin filtreleme, çökeltme veya santrifüjle bir ayirmayi içerir. Bazi yapilandirmalarda ikinci kati maddelerin ayirilmasi, içinde fosfat cevherinin fosforik asit ile tepkimesinin de gerçeklestigi ayni reaktör içinde gerçeklesir. Daha sonra üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit reaktör içinde geride kalabilir. Baska yapilandirmalarda kati ve sivi bilesenlerden bir bütünlük fosfat cevherinin ve ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin tepkimesinin reaktöründen uzamsal ayirilmis bir ayirma aygiti içine aktarilir. Bu ayirma aygiti içinde daha sonra birinci kati maddelerin ayirilmasi gerçeklesir, örnegin daha önce söz edilen kati-sivi ayirmasi araciligiyla. Ayirma isleminin bitiminden sonra üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit daha sonra ayirma aygiti içinde geride kalir. Bazi yapilandirmalarda, fosfat cevherinden fosforu ekstrakte etmek için, prosesin ikinci kisminda yalnizca prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin tamami veya onun bir bölümü baslangiç asidi olarak kullanilir. Baska yapilandirmalarda Ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit, toplamda veya onun bir bölümü, ek fosforik asit ile bir araya getirilir. Prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin ve ek fosforik asidin karisimi daha sonra baslangiç asidi olarak prosesin ikinci kisminda fosfat cevherinden fosforun ekstraksiyonu için kullanilir. Bazi yapilandirmalarda ek fosforik asidin konsantrasyonu prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin konsantrasyonuna denk gelir. Baska yapilandirmalarda ek fosforik asidin konsantrasyonu prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin konsantrasyonundan farklilasir. Bazi yapilandirmalarda ek fosforik asidin konsantrasyonu ve/veya miktari, ek fosforik asitten ve prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asitteri karisimin konsantrasyonunun küt. %21'den %42'ye kadar bir H3PO4 konsantrasyonuna sahip olacagi sekilde seçilir. Bazi yapilandirmalarda, böylece ortaya çikan fosforik asidin konsantrasyonunu ayarlamak için, ikinci konsantrasyona sahip fosforik aside veya ikinci konsantrasyona sahip fosforik asitten ve ek fosforik asitten karisima su verilir. Bazi yapilandirmalarda, fosfat cevherinden fosforun ekstraksiyonu yoluyla prosesin ikinci kisminda elde edilen üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit, küt. %42 ve küt. fosforik asidin konsantrasyonunun, prosesin ikinci kisminda tepkimeye sokulan fosfat cevherinin miktarina, onun fosfor içerigine ve fosforik asidin veya prosesin ikinci kisminda fosfat cevherinden fosforun ekstraksiyonu Için baslangiç asidi olarak kullanilan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidi içeren karisimin konsantrasyonuna bagli olduguna dikkat edilmelidir. Uzman kisi bu baglantilari bilmektedir ve istendiginde fosforik asidin üçüncü konsantrasyonunu bu aralik içinde ayarlamak için, söz edilen baslangiç parametrelerini uygun sekilde düzenler. Bazi yapilandirmalarda prosesin ikinci kisminda fosfat cevheri bir baska asit, özellikle sülfürik asit ile, fosforik asit ile birlikte tepkimeye sokulur. Özellikle, eger sülfürik asitten ve fosforik asitten bir karisim kullanilirsa, tepkime sirasinda kalsiyum sülfat-dihidrat (fosfor alçisi) kati tepkime ürünü olarak olusabilir. Bu dogrudan temelde yatan tepkime denkleminden görülür: Uzman kisi, yukardaki tepkime denkleminde gerçekten ilerleyen islemlerin bir güçlü sadelestirilmesinin söz konusu oldugunu bilir. Bazi yapilandirmalarda ortaya çikan fosfor alçisi ikinci kati maddelerin bileseni olarak prosesten ayirilir. Bazi yapilandirmalarda prosesin birinci ve Ikinci kisimlarinin tepkimeleri ayri reaktörler içinde yürütülür. Bunun için birinci konsantrasyona sahip fosforik asit yoluyla aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu bir birinci reaktör içinde gerçeklesir. Ekstraksiyon ile elde edilen ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asit daha sonra birinci kati maddeler ile veya birinci kati maddelerin ayirilmasindan sonra bir ikinci reaktör içine aktarilir. Bazi yapilandirmalarda aktarma sirasinda veya ikinci reaktör içinde ikinci konsantrasyona sahip fosforik aside ek fosforik asit katilir, böylece bir asit karisimi ortaya çikar. Ikinci reaktör içinde daha sonra fosfat cevherinden fosforun ekstraksiyonu gerçeklesir. Ardindan geride kalan birinci ve/veya ikinci kati maddeler ayirilir. Bazi yapilandirmalarda tarif edilen proses sürekli bir proses olarak olusturulur. Bu sirada tepkimenin baslangiç maddeleri sürekli saglanir. Keza fosforik asidin en azindan bir bölümü prosesten sürekli çikarilir. Bazi yapilandirmalarda sürekli proses, yukarda tarif edildigi gibi, bir birinci kisim ve bir ikinci kisma sahiptir. Bu sirada prosesin birinci kismi veya prosesin birinci kisminin reaktörüne sürekli aritma çamuru külü ve birinci konsantrasyona sahip fosforik asit beslenir. Bazi yapilandirmalarda aritma çamuru külünün ekstraksiyonuna katilan fosforik asidin konsantrasyonu ancak reaktörün kendi içinde, örnegin suyun katilmasi yoluyla bir birinci konsantrasyona ayarlanir. Keza prosesin ikinci kismina veya prosesin ikinci kisminin reaktörüne sürekli fosfat cevheri ve fosforik asit saglanir. Bu sirada prosesin ikinci kismina saglanan fosforik asit bazi yapilandirmalarda prosesin birinci kisminin ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidinin en azindan bir bölümünü içerir. Bazi yapilandirmalarda prosesin birinci kismindan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit prosesin ikinci kismina, örnegin borular, kanallar veya benzerleri ile olusturulabilen bir akma baglantisi araciligiyla saglanir. Bu, prosesin birinci ve ikinci kisimlarinin tepkimeleri ayni reaktör içinde gerçeklesmedigindeki durum olabilir. Bazi yapilandirmalarda prosesin ikinci kisminda kullanilan fosforik asidin konsantrasyonu ancak reaktörün kendi içinde, örnegin suyun katilmasi yoluyla ayarlanir. Yukarda tarif edildigi gibi, bir birinci ve bir ikinci kismi içeren prosese sahip olan bazi yapilandirmalarda, prosesin ikinci kisminin bitisinden sonra elde edilen üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümü prosesten sürekli çikarilir. Bazi yapilandirmalarda prosesten çikarilmamis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümü, prosesin birinci kismina aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu amaciyla beslenen birinci konsantrasyona sahip fosforik asit içinde içerilir. Üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünün prosesin birinci kisminin birinci konsantrasyona sahip fosforik asidi içinde kullanimi yoluyla proses toplamda bir dolasimi olusturur. Tepkimelerin baslangiç maddelerinin sürekli beslendigi yapilandirmalarda proses sürekli bir dolasimi olusturur. Proses adimlari için tekil gerekli aygitlar bu sirada birbirleriyle akan sekilde iletisim içindedirler. Bu örnegin bir boru sistemi, bir kanal sistemi veya benzeri üzerinden gerçeklesebilir. Bir dolasimi olusturan yapilandirmalarda, prosesten çikarilmamis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümü örnegin suyun katilmasi yoluyla konsantrasyon bakimindan onun prosesin birinci kismindan birinci konsantrasyona sahip fosforik asidin konsantrasyonuna denk gelecegi sekilde degistirilir. Böylece üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin bu bölümü birinci konsantrasyona sahip fosforik aside dönüstürülür. Bazi yapilandirmalarda üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin birinci konsantrasyona sahip fosforik aside dönüstürülmesi örnegin suyun katilmasi yoluyla ancak prosesin birinci kisminin reaktörü içinde gerçeklesir. Yukarda tarif edildigi gibi, bir birinci ve bir ikinci kisma sahip prosesi içeren ve bir dolasimi olusturan bazi yapilandirmalarda, prosesten çikarilmamis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümü, baska fosforik asit ile bir araya getirilir. Üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin ve baska fosforik asidin bu sekilde ortaya çikan karisiminin en azindan bir bölümü örnegin suyun katilmasi yoluyla birinci konsantrasyona sahip fosforik aside dönüstürülür ve aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu için prosesin birinci kismina beslenir. Bazi yapilandirmalarda baska fosforik asit küt. %21 ve küt. %42 arasinda bir H3PO4 konsantrasyonuna sahiptir. Bu bulus bir ikinci unsurda fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir aygit ile ilgilidir. Bulusa göre aygit aritma çamuru külünün bir birinci konsantrasyona sahip fosforik asit ile tepkimeye sokulmasi için bir birinci reaktörü içerir. Ayrica o, birinci kati maddelerinden ayirma için bir birinci ayirma aygitini içerir. Ayirma aygiti içinde ayirma yoluyla bir ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit bunun içinde geride kalir. Birinci reaktör ve birinci ayirma aygiti uzamsal bir arada olabilirler. Bazi yapilandirmalarda birinci reaktör keza bir birinci ayrima aygitini olusturur. Oysa baska yapilandirmalarda birinci reaktör ve birinci ayirma aygiti ayri yapi bilesenleridirler ve uzamsal birbirlerinden ayridirlar. Bununla birlikte onlar daha sonra bir akis baglantisi, örnegin bir kanal veya bir boru üzerinden birbiri ile baglanirlar. Ayrica bulusa göre aygit birinci reaktörden farkli bir ikinci reaktörü içerir. Bu ikinci reaktör, onun içinde fosfat cevherini fosforik asit ile tepkimeye sokmak için uygundur. Ikinci reaktör fosforik asidin bu sirada birinci ayirma aygitinda geride kalan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünü içerecegi sekilde donatilir. Birinci ayirma aygiti ve ikinci reaktör bir akis baglantisi, örnegin bir kanal veya bir boru üzerinden birbiriyle baglanir. Akis baglantisi üzerinden ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit ayrima aygitindan Ikinci reaktör Içine aktarilabilir. Bulusa göre keza bir ikinci ayirma aygiti saglanir. Bu, ikinci kati maddelerin ayirilmasina yarar. Ikinci kati maddelerin ayirilmasi yoluyla bir üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit bunun içinde geride kalir. Ikinci reaktör ve ikinci ayirma aygiti uzamsal bir arada olabilirler. Bazi yapilandirmalarda ikinci reaktör keza bir ikinci ayrima aygitini olusturur. Oysa baska yapilandirmalarda ikinci reaktör ve ikinci ayirma aygiti ayri yapi bilesenleridirler ve uzamsal birbirlerinden ayridirlar. Bununla birlikte onlar daha sonra bir akis baglantisi, örnegin bir kanal veya bir boru üzerinden birbiri ile baglanirlar. Bir çikarma aygiti da bulusa göre aygit içinde içerilir. Bu, üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan kismen çikarilmasina yarar. Çikarma aygiti ikinci ayirma aygiti ile, örnegin bir boru veya bir kanal üzerinden akis baglantisi içindedir. Bazi yapilandirmalarda çikarma aygiti dogrudan ikinci ayirma aygitinda düzenlenen bir bosaltan boru/boru sistemini veya bir bosaltan kanal/kanal sistemini içerir. Toplamda birinci reaktör, birinci ayirma aygiti, ikinci reaktör, ikinci ayirma aygiti ve bulusa göre aygitin çikarma aygiti birbirleriyle akis baglantisi içindedirler. Böylece bulusa göre aygit, kendisi boyunca sivilarin, özellikle fosforik asidin ve/veya kati maddelerin en azindan kismen tekil aygitlar arasinda akabilecegi bir dolasimi olusturur. Aygitin olusturulmus dolasimi özellikle, ikinci ayirma aygiti içinde geride kalan üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünün birinci reaktöre olusturulmus akis baglantilari üzerinden beslenebilmesine olanak saglar. Böylece birinci reaktörün birinci konsantrasyona sahip fosforik asidi, çikarma aygitindan alinmayan üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünü ikinci ayirma aygitindan alabilir. Sekillere geri dönüldügünde Sekiller 3 veya 4 fosforun geri kazanimina yönelik bir prosesin veya fosforun geri kazanimina yönelik bir aygitin bir yapilandirmasini gösterir. Sekil 3, fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir prosesin bir yapilandirmasini gösterir. 3-1'de, kendisinden fosforun geri kazanilmasinin gerektigi aritma çamuru külü bir birinci reaktör, Reaktör 1 içinde bir birinci konsantrasyona sahip fosforik asit ile tepkimeye sokulur. Bu sirada birinci konsantrasyon küt. %7 ve küt. %14 arasindadir. Aritma çamuru külünün fosforik asit ile tepkime süresi iki dakikadan daha azdir. Aritma çamuru külünün ve fosforik asidin tepkimesinin ardindan birinci reaktör içinde bulunan tepkime ürünlerinin ve hem kati hem de sivi bilesenlerden olusan tepkimeye girmemis bilesenlerin (literatürde "çamur" veya "dip çökeltisi" olarak adlandirilir) bütünlügü birinci reaktör ile akis baglantisi içinde bulunan birinci ayirma aygiti, Ayirma aygiti 1 içine aktarilir (Sekil 3'te gösterilmemistir). 3-2'de birinci ayirma aygiti içinde bir kati-sivi ayirmasi araciligiyla çamurun kati bilesenleri sividan ayirilir ve kati maddeler olarak adlandirilan kati bilesenler ayirilir. Böylelikle bir ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit ikinci ayirma aygiti içinde geride kalir. Fosforun aritma çamuru külünden ekstraksiyonu yoluyla fosforik asidin geride kalan ikinci konsantrasyonu fosforik asidin birinci konsantrasyonundan daha yüksektir. Geride kalan ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit daha sonra birinci ayirma aygiti ile akis baglantisi içinde bulunan bir ikinci reaktör, Reaktör 2 içine aktarilir (Sekil 3'te gösterilmemistir). Bu sirada ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit aktarma sirasinda bir ek fosforik asit ile bir araya getirilir. Ikinci konsantrasyona sahip fosforik asitten ve ek fosforik asitten karisim bu sirada onun, toplamda küt. %21'den küt. %42'ye kadar bir konsantrasyona sahip olacagi sekilde seçilir. 3-3'te ikinci konsantrasyona sahip fosforik asidi içeren fosforik asit karisimi fosfat cevheri ile ikinci reaktör içinde tepkimeye sokulur. Keza reaktöre sülfürik asit beslenir, böylece toplamda fosforik asitten ve sülfürik asitten bir asit karisimi fosfat cevheri ile tepkimeye sokulur. Tepkimeye sokma yoluyla fosfor fosfat cevherinden ekstrakte edilir. Ayrica fosfor alçisi tepkimenin kati yan ürünü olarak olusabilir. Tepkimeden sonra ikinci reaktör içinde olusturulan çamur daha sonra bir ikinci ayirma aygiti, Ayirma aygiti 2 içine aktarilir. 3-4'te Ikinci ayirma aygiti içinde bir kati-sivi ayirmasi araciligiyla çamurun kati bilesenler, sividan ayirilir ve kati maddeler olarak adlandirilan kati bilesenlerin bütünlügü ayirilir. Böylelikle bir üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit ikinci ayirma aygiti içinde geride kalir. Fosforun aritma çamuru külünden ekstraksiyonu yoluyla fosforik asidin geride kalan üçüncü konsantrasyonu fosforik asidin ikinci konsantrasyonundan daha yüksektir. Üçüncü fosforik asidin konsantrasyonu küt. %42 ve küt. %46 arasindadir. 3-5'de bir çikarma aygiti araciligiyla üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin bir bölümü prosesten çikarilir. Çikarma aygit bu sirada dogrudan ikinci ayirma aygitinda düzenlenir ve bununla akis baglantisi içinde bulunur. 3-6'da üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin proses içinde geride kalan bölümünün en azindan bir bölümü su ile seyreltilir. Üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin konsantrasyonu küt. %7 ile küt. %14 arasinda azaltilana kadar su katilir. Suyun katilmasi yoluyla üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit böylece bir birinci konsantrasyona sahip fosforik aside dönüstürülür. Sekil 3'e göre proses toplamda sürekli bir dolasimi olusturur. Buna, 3-1 b'de prosese sürekli disardan 3-1'de tarif edilen tepkime için aritma çamuru külü saglanmasi ve 3-3a adiminda prosese sürekli disardan fosfat cevherinin ve sülfürik asidin saglanmasi yoluyla erisilir. Keza, seyreltme yoluyla birinci konsantrasyona sahip fosforik aside dönüstürülmüs, 3- 6'da seyreltilmis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit sürekli 3-1'de gösterilen tepkimeye geri beslenir. Bu geri besleme yoluyla Sekil 1'e göre proses bir dolasimi olusturur. Bu sirada üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin seyreltilmesi de ancak birinci reaktörün kendi Içinde gerçeklesebilir. Sekil 4, fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik bir yapilandirmayi gösterir. Aygit asagida daha ayrintili tarif edilen çok sayida parçayi içerir. Aygitin tüm parçalari birbirleriyle bir hat sistemi üzerinden akis baglantisi içindedirler; hat sistemi çok sayida hat baglantisini içerir. Hat sistemi üzerinden sivilar ve/veya kati maddeler bir parçadan bir sonraki parça içine aktarilabilirler. Toplamda hat sistemi aygitin parçalari ile birlikte, kendisi boyunca sivilarin ve/veya kati maddelerin dolasabilecegi bir dolasimi olusturur. Dolasim, üzerinden fosforik asidin aygittan çikarilabilecegi fosforik asit için bir çikarma yerine sahiptir. Bazi yapilandirmalarda birden fazla çikarma yeri de saglanir. Sekil 4'te gösterilen aygit, fosfor içeren aritma çamuru külünden fosforun geri kazanimina yönelik Sekil 3'e atifla tarif edilen prosesin içinde yürütülmesi için uygundur. Toplamda Sekil 4'te gösterilen aygit fosfor geri kazanimi için sürekli bir dolasimi olusturur. Referans isareti 4-1 bir birinci reaktörü belirtir. Bu Sekil 4'te ilgili ok ile gösterildigi gibi, ona disardan hem aritma çamuru külü hem de su beslenebilecegi sekilde donatilir. Keza Reaktör 4-1 ona hat baglantisi 4-1a üzerinden fosforik asit beslenebilecegi sekilde donatilir. Aritma çamuru külünün ve fosforik asidin beslenmesi Reaktör 4-1 içindeki bu baslangiç maddeleri arasindaki bir tepkimenin üretilmesine yarar. Bu sirada aritma çamuru külü ile tepkimeye sokulan fosforik asidin konsantrasyonunun ilerde birinci konsantrasyon olarak adlandirilan bir birinci degere sahip olmasi gerekir. Reaktör 4-1 içine su besleme olanagi, hat baglantisi 4-1a üzerinden Reaktör 4-1 içine beslenen fosforik asidin bu birinci konsantrasyona bir ayarlanmasina olanak saglama amacina yarar. Eger hat sistemi 4-1a üzerinden beslenen fosforik asit öngörülen birinciden daha yüksek bir konsantrasyona sahipse, fosforik asidin konsantrasyonu fosforik asidin konsantrasyonunun öngörülen birinci degerine ayarlanana kadar reaktör içine su beslenebilir. Birinci reaktör içindeki tepkimenin sonucu olarak hem bir ikinci konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asit hem de birinci kati maddeler elde Birinci reaktör 4-1 bir hat baglantisi 4-2a üzerinden birinci ayirma aygiti 4-2 ile baglanir. Bu, kati-sivi ayirma Için bir aygiti içerir. Bazi yapilandirmalarda kati-sivi ayirma için aygit filtreleme aygiti, çökeltme aygiti veya santrifüj olarak olusturulur. Ayirma aygiti 4-2, hat baglantisi 4-2a üzerinden içerilen birinci kati maddeleri keza hat baglantisi üzerinden elde edilen ikinci konsantrasyona sahip fosforik asitten ve muhtemelen var olan onun sivilarindan ayirmak için ve birinci kati maddeleri ayirmak için uygundur. Birinci kati maddelerin aygittan ayirilmasindan sonra bunun içinde ikinci konsantrasyona sahip fosforik asit geride kalir. Birinci ayirma aygiti 4-2 bir hat baglantisi 4-3a üzerinden bir metal ayirma aygiti 4-3 ile baglanir. Metal ayirma aygiti 4-3, onun hat baglantisi 4-3a üzerinden elde ettigi ikinci konsantrasyona sahip fosforik asitten metalleri ayirmak ve bosaltmak için uygundur. Böylece metal ayirma aygiti 4-3, bir ikinci konsantrasyona sahip metal sarji ile temizlenmis fosforik asidi üretmek için uygundur. Bazi yapilandirmalarda metal ayirma aygiti 4-3 birinci ayirma aygiti 4-2 içine entegre edilir. Metal ayirma aygiti 4-3 bir hat baglantisi 4-4a üzerinden bir ikinci reaktör 4-4 ile baglidir. Bu sirada hat baglantisi 4-4a içine bir baska hat 4-10a kavusur, Sekil 4'te gösterildigi gibi. Böylece hat baglantisi 4-4a üzerinden, hattin 4-10a bunun içine kavusmasindan sonra, ilgili hat sistemleri 4-4a ve 4-10a içinde kavusmadan önce ayri tasinan sivilarin bir karisimi akar. Hattan 4-10 olarak daha sonra yine özel olarak söz edilecektir. Ikinci reaktör 4-4, Sekil 4'te ilgili oklar ile gösterildigi gibi ona disardan hem fosfat cevheri hem de sülfürik asit beslenecegi sekilde donatilir. Keza reaktöre 4-4 fosforik asit hat aglantisi 4-4a üzerinden beslenebilir. Fosfat cevherinin, fosforik asidin ve sülfürik asidin beslenmesi reaktör 4-4 içinde bu baslangiç maddeleri arasinda bir tepkimenin üretilmesine yarar. Reaktör 4-4 içinde yürütülen tepkime yüzünden bir üçüncü konsantrasyona sahip zenginlestirilmis fosforik asit tepkime ürünü olarak elde edilir. Keza tepkimenin ürünü olarak fosfor alçisi oitaya çikabilir. Ikinci reaktör 4-4 bir hat baglantisi 4-5a üzerinden bir kristallesme aygiti 4-5 ile baglanir. Hat baglantisi 4-5a üzerinden kristallesme aygiti 4-5 reaktörden 4-4 tepkime ürünlerini ve tepkimeye girmeyen bilesenleri elde eder. Kristallesme aygiti 4-5, reaktör 4-4 içinde tepkime nedeniyle muhtemelen ortaya çikan fosfor alçisinin bir optimal kristallesmesine olanak saglayan kosullari üretmek için donatilir. Bazi yapilandirmalarda kristallesme aygiti ikinci reaktöre 4-4 entegre edilir. Kristallesme aygiti 4-5 bir hat baglantisi 4-6a üzerinden bir ikinci ayirma aygiti 4-6 ile baglanir. Hat baglantisi 4-6a, kristallesme aygitindan kati ve sivi bilesenleri ikinci ayirma aygiti 4-6 içine iletmek için olusturulur. Ikinci ayirma aygiti 4-6 bir kati-sivi ayirma aygitini içerir. Bazi yapilandirmalarda kati-sivi ayirma aygiti filtreleme aygiti, çökeltme aygiti veya santrifüj olarak olusturulur. Ayirma aygiti 4-6, normalde fosfor alçisini içeren hat baglantisi 4-6a üzerinden içerilen ikinci kati maddeleri keza hat baglantisi 4-6a üzerinden içerilen üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asitteri ayirmak ve ikinci kati maddeleri ayirmak için donatilir. Ikinci kati maddelerin ayirma aygitindan 4-6 ayrilmasindan sonra bunun içinde üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit geride kalir. Dogrudan ikinci ayirma aygitinda 4-6 çikarma aygiti 4-7 düzenlenir. Ayirma aygiti 4-6 ve çikarma aygiti 4-7 akis baglantisi içinde bulunur. Çikarma aygiti, üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünün onun vasitasiyla aygittan çikarilabilecegi sekilde donatilir. Sekil 4'ün yapilandirmasinda çikarma aygiti üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin aygittan bosaltimi için bir bosaltim aygitini 4-7a içerir. Bosaltim aygiti 4-7a boru, hortum, veya benzeri olarak olusturulabilir. Ikinci ayirma aygiti 4-6 bir hat baglantisi 4-8a üzerinden filtre pastasi yikama için bir aygit 4-8, 4-9 ile baglanir. Bu, Sekil 4'te gösterilen yapilandirmada iki filtre basamagini 4-8 ve 4-9 içerir. Diger yapilandirmalar bir baska sayida filtre basamaklarina sahiptir. Her iki filtre basamagi bir hat baglantisi 4-9a üzerinden birbiriyle baglanir. Hat baglantilari 4-8a ve 4-9a, onlar üzerinden ikinci ayirma aygitindan 4-6 ayirilmis ikinci kati maddeleri filtre pastasi yikama için aygit 4-8, 4-9 içine iletmek için donatilirlar. Filtre basamagi 4-9, Sekil 4'te ilgili ok araciligiyla gösterildigi gibi ona disardan su beslenebilecegi sekilde donatilir. Su araciligiyla, ikinci kati maddelerinden meydana gelen, filtre basamagi 4-9 içinde bulunan, filtre pastasi denilen kati artiklar, yikanabilirler. Filtre pastasinin yikanmasi yoluyla geride kalan fosforik asit filtre pastasindan çözünebilir, böylece su fosforik asit ile zenginlesir. Filtre basamagi 4-9 bir hat baglantisi 4-9b üzerinden filtre basamagi 4-9 ile baglanir. Hat baglantisi 4-9b onun üzerinden suyun filtre basamagindan 4-9 filtre basamagi 4-8 içine akabilecegi sekilde donatilir. Su araciligiyla filtre basamagi 4-8 içinde filtre basamagina 4-9 analog olarak fosforik asit filtre pastasindan yikanabilir, böylece su yine fosforik asit ile zenginlesir. Filtre basamagindan 4-8 bir hat baglantisi 4-10a uzaga uzanir. Hat baglantisi 4-10a, suyun filtre basamagindan 4-8 onun üzerinden bosatilabilecegi sekilde donatilir. Filtre pastasi yikanmasi sirasinda bosaltilacak su fosforik asit ile zenginlesebilir, böylece su durumunda bir fosforik asit söz konusudur. Hat baglantisi 4-10a içine ikinci ayirma aygitindan 4-6 hat baglantisi 4-7b kavusur. Hat baglantisi 4-7b üzerinden, aygittan çikarilmamis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asit ayirma aygitindan 4-6 hat baglantisi 4-10a içine bosalabilir. Böylece hat baglantisi 4-10a içinde hat baglantisinin 4-7b kavusmasindan sonra bunun içine, konsantrasyonu birlesmeden önce her iki hat baglantisi 4-7b ve 4-10a içinde içerilen sivilarinki tarafindan belirlendigi fosforik asit akar. Hat baglantisindan 4-10a hat baglantisi 4-1a dallanir. Bu, yukarda tarif edildigi gibi, birinci reaktör 4-1 ile baglanir. Böylece hat baglantilari 4-7b, 4-10a ve 4-1a üzerinden birinci reaktöre toplamda fosforik asit beslenebilmekte olup, fosforik asit çikarma aygitindan çikarilmamis üçüncü konsantrasyona sahip fosforik asidin en azindan bir bölümünü içerir. Reaktör 4-1 içinde suyun katilmasi yoluyla hat baglantisi 4-1a üzerinden beslenen fosforik asidin konsantrasyonu tepkime için öngörülen birinci konsantrasyona ayarlanabilir. Toplamda tekil parçalari ve hat baglantilari içinden çesitli konsantrasyona sahip fosforik asidin akabildigi Sekil 4'te gösterilen aygit bir dolasimi olusturur. Baslangiç maddelerinin aritma çamuru külü, su, fosfat cevheri ve sülfürik asidin sürekli beslenmesi ve fosforik asidin bir bölümünün sürekli çikarilmasi yoluyla Sekil 4'teki aygit aritma çamuru külünden fosforun sürekli geri kazanimina olanak saglayabilmektedir. Hat baglantisi 4-10a sonuçta, yukarda daha önceden tarif edildigi gibi, hat baglantisi 4- 4a içine kavusur. Toplamda hat baglantilari 4-7b, 4-10a ve 4-1a üzerinden zenginlestirilmis fosforik asit Reaktöre 4-1 beslenir, bu sayede bu hat baglantilari içine akan fosforik asit siklikla "geri akim asidi" (Ingilizce "return acid") olarak adlandirilir. Reaktör 4-1 içine hat baglantisi 4-1a üzerinden geri beslenmis fosforik asit aritma çamuru külünden fosforun ekstraksiyonu için kullanilir. Bu yüzden Sekil 4'te gösterilen aygit toplamda "geri akim ekstraksiyonu aygiti" olarak da, onun içinde yürütülen proses TR TR TR TR TR TR TR