Yeni bir polimerik adsorban kullanılarak sulu ortamdan nikel iyonu adsorpsiyonunun incelenmesi

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi Yeni Bir Polimerik Adsorban Kullanılarak Sulu Ortamdan Nikel İyonu Adsorpsiyonunun İncelenmesi Berna ÇAĞLAYAN Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Bolümü Danışman: Prof. Dr. Hülya GÜLER, Kimya Mühendisliği Bölümü Bu çalışmada maden, metal ve kimya endüstrisi atık sularında bulunan düşük derişimlerdeki ağır metallerin sulu ortamdan uzaklaştırılması için geliştirilmiş olan yeni bir polimerik adsorbanın uranyum madeni atık sularında çoğunlukla uranyumla birlikte bulunan nikelin (0.25-53ppm) uzaklaştırılmasındaki kullanılabilirliği araştırılmıştır. Polielilenglikol (PEG 35000 MA)'ün akrilonitril(AN) içerisindeki çözeltisinin oda sıcaklığında, gama ışınları ile iki farklı dozda (14.1 ve 60kGy) ışınlanması sonucunda elde edilen IPN(Interpenetrating Polymer Network)'lerin, hidroksilamin çözeltisi ile geri soğutucu altında optimum koşullarda amidoksimleştirilmesi ile daha önce düşük derişimlerdeki uranyumun sulu ortamlardan uzaklaştırılması ve/veya geri kazanılması için geliştirilmiş olan yeni bir polimerik adsorban aynı amaçla Nr+2 iyonu için de kullanılmıştır. Ni2+ iyonu adsorpsiyoınına. pH(2-10) ve mNj/mn.N oranının etkileri kesikli sistemde incelenmiş ve her iki doz için de optimum pH değeri 8. nıNİ/m[pN oram ise 0.4 olarak bulunmuştur. Akış hızının adsorpsiyona etkisi ise geri döngülü akışlı sistemde oda sıcaklığında, dolgulu yatak reaktörde incelenmiş ve akışlı sistemlerde 6nıL/s olarak belirlenen akış hızında ve optimum pH değerinde çalışılmıştır. Ayrıca kesikli (pH=6 ve 8) ve akışlı (pH=8) sistemlerde Ni2+ iyonu adsorpsiyonu incelenmiş ve Giles'e göre kesikli sistemde S2 tipi ve akışlı sistemde L2 tipi adsorpsiyon izotermleri elde edilmiştir. Bu sistemlerde elde edilen en yüksek adsorpsiyon değerleri aşağıda verilmiştir.IPN İanelerinden nikelin eluasyonunda HC1. H2S04 ve HNOj asitleri ile (NH^CC^ ve NaOH bazları kullanılmıştır. HC1. 14. IkGy'de ışınlanmış örnekler için %99.5. 60kGy'de ışınlanmış örnekler için %66. 1 ile en yüksek eluasyonu gerçekleştirmiş ancak FTIR sonuçlarına göre yapıyı oldukça bozuluştur. (NH,,):CO? ise 14. 1 ve 60kGy'de ışınlanmış örnekler için sırasıyla %60. 1 ve % 58.2 gibi en düşük eluasyonu gerçekleştirirken yapıda en az bozunmaya neden olan eluant olarak belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: IPN. amidoksimleştirme. nikel, adsorpsiyon. eluasyon **ggS>* $8»^

Ill SUMMARY MSc Thesis Investigation of the Adsorption of Nickel Ions from Aqueous Media by Using a Novel Polymeric Adsorbent Berna ÇA?LAYAN Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Hıılj a GÜLER, Cumhuriyet University, Department of Chemical Engineering In this study the usability of a novel polymeric adsorbent which is developed for removing low concentrations of heavy metals in aqueous media of ore. metal and chemical industry waste waters, for nickel removing from uranium ore waste waters (0.25-53ppm Ni) existing together with (he uranium, was investigated. The IPN(Interpenetrating Polymer Network) was obtained by gamma radiation of the solution of polyethylene glycol(PEG 35000 MA) in acrylonitrile(AN) at two different doses. 14.1 and 60kGy and was amidoximated with hydroxylamine solution at optimum amidoximation conditions. This polymeric adsorbent developed for removing and recovering of low concentrations of uranium from aqueous media was used for the same purpose for Ni2+ ions. The effects of pH (2-10) and niM/mn^ ratio in adsorption of Ni2+ ions were examined by batch process and optimums were determined as 8 for pH and 0.4 for mNj/mn>N ratio for bath doses. Also the effect of flow rate to Ni2+ ions adsorption was examined by reflux flow process at room temperature with a fixed-bed reactor and flow processes were studied at a flow rate determined as 6mL/s and at optimum pH value determined as 8. Ni'+ ions adsorption studies were carried out for the batch (pH=6 and 8) and flow (pH=8) processes and S2 and L2 type Giles adsorption isotherms were obtained respectively. The maximum adsorption values reached at these processes were given below.IV HC1. H:SO.i and HNO, acids and (NH4)2CO., and NaOH bases were used for the eluation of Ni~+ ions. The results of the eluation showed that the maximum eluation was obtained for HC1 as being 99.5% and 66.1% for IPNs radiated at 14.1 and 60kGy. respectively. Beside this FTIR results showed that HC1 caused the structural deformation. The minimum eluation was obtained for (NH4);CO, as being 60.1% and 58.2% for IPNs radiated at 14.1 and 60kGy. respectively, by the minimum deformation. Key Words: IPN. amidoximation. nickel, adsorption, elution