Mangal kömüründen üretilen aktif karbon kullanılarak uranyumun selektif adsorpsiyonunun ve uygulama alanlarının incelenmesi

Abstract

Nükleer kimya ve radyasyon kimyasında, endüstride tıpta ve günlük yaşamda, adsorpsiyona dayalı önkonsantre etme ve ayırma işlemleri, önemli yer tutmaktadır. Radyoaktif maddelerin çeşitli katılar üzerine adsorpsiyonu, saflaştırma proseslerinde, elementlerin ayrılmasında, konsantre edilmesinde ve çevresel kontaminasyonu önlemek açısından önemlidir Aktif karbon selektif adsorpsiyonu, yüksek radyasyon kararlılığı ve yüksek saflığı nedeniyle, nükleer endüstride çözeltilerden metal iyonlarının ayrılması için yaygın olarak kullanılmaktadır Çalışmanın amacı, kimyasal aktifleştirme yöntemiyle mangal kömüründen üretilen aktif karbonun uranyum adsorpsiyonunda kullanılabilirliğinin incelenmesi, uygulama alanlarının araştırılması ve aktif karbonun uranyuma selektif maddelerle impregnasyon yolu ile asidik ortamlarda kullanılabilirliğinin incelenmesidir. Uranyum adsorpsiyonunda kullanılan aktif karbon, 600°C karbonizasyon sıcaklığı ve 1:1 kömür/ZnCl2 oranlarında hazırlanmıştır. Uranyumun aktif karbon üzerine adsorpsiyonu için optimum parametreler; pH 5; uranyum konsantrasyonu: 50 ppm; çalkalama süresi: 4 saat; sıcaklık: 30°C ve adsorban miktarı: 0.1 g olarak saptanmıştır. Bu sonuçların yakıt teknolojisinin çeşitli aşamalarında elde edilen gerçek çözeltilere uygulanabilmesi için matriks etkisi incelenmiştir. İmpregnasyon denemeleri uranil nitrat içeren örnekler için TBP (Tributilfosfat) ile ve uranil sülfat içeren örnekler için de TOA (Trioktilamin) ile yapılmıştır. Uranil nitrat ve uranil sülfatın değişen konsantrasyonlarında ve farklı sürelerde, impregne aktif karbonlarla alım denemeleri yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, adsorpsiyon, uranyum, TBP, TOA.

Preconcentration and separation procedures based on adsorption processes are important in nuclear and especially radiation chemistry, industry, medicine and daily life. Adsorption of uranium onto various solids is important from purification, environmental and radioactive waste disposal points of view. Due to its selective adsorption, high radiation stability and high purity, activated carbon is often used for the separation of metal ions from solutions resulted from nuclear industry. The purpose of this study is the determination of optimum parameters of uranium adsorption on activated carbon which was produced from charcoal by chemical activation, investigation of its applications and impregnation by uranium selective materials in order to investigate the adsorption from the asidic media. The activated carbon used for uranium adsorption was produced in 600°C carbonization temperature and 1:1 cbarcoal/ZnCl2 ratio. The optimum parameters effecting uranium adsorption on activated carbon are; pH 5, uranium concentration of SO ppm, shaking time of 4 hours, temperature of 30°C and adsorbent amount of 0.1 g. Matrix effect was investigated in order to apply these results to the real solutions resulted from fuel technology. Impregnation experiments were carried out for uranyl nitrate samples by using TBP (Tributylphosphate) and for uranyl sulphate samples by using TOA (Trioctylamine). Adsorption experiments were carried out at different concentrations and periods by using impregnated activated carbons.Key words: Activated carbon, adsorption, uranium, TBP, TOA.