Hidrojel kullanılarak gümüşün geri kazanımı ve adsorpsiyon kinetiğinin incelenmesi

Abstract

Değerli metallerin geri kazanımı çeşitli yollarla yapılabilmektedir. Bunlar; organik çözücü kullanılarak yapılan çözücü ekstraksiyonu, doğal zeolit, reçine yada aktif karbon kullanılarak yapılan iyon değiştirme, elektrik akımı geçirilerek yapılan elektrokazanım, biyokütle eklenerek metal iyonlarının sulu ortamlardan biyosorpsiyon yoluyla uzaklaştırılması, çözelti içine genelde daha aktif bir metal olan çinko talaşı konularak değerli metalin çöktürülmesi ve çeşitli adsorbentler kullanılarak metal iyonlarının uzaklaştırılması şeklinde yapılan adsorpsiyondur. Uygun maliyetli biyolojik bir yöntem olan, çeşitli biyosorbentler kullanılarak yapılan biyosorpsiyon; sahip olduğu potansiyeliyle geleneksel metodun yerini alarak son yıllarda yapılan araştırmalarda odak noktası olmuştur.Gümüş metalinin geri kazanımı için en çok kullanılan metot adsorpsiyondur. Ancak alternatif olarak iyon değiştirme, biyosorpsiyon ve ekstraksiyon yöntemleri de geliştirilmiştir. Bu geri kazanım yöntemlerine bakıldığında gümüş metali için en uygun metodun, düşük konsantrasyonda, maliyetin düşük olması ve yüksek verim sağlaması sebebiyle adsorpsiyon olduğu saptanmıştır.Bu çalışmada gümüş metali kitosan, poliakrilamit ve selüloz kullanılarak hazırlanan kitosan-poliakrilamit ve kitosan-selüloz hidrojellerinin adsorbent olarak kullanımıyla geri kazanılmış ve yapılan adsorplama işlemiyle gümüş metalinin geri kazanımının sistem kinetiği incelenerek, uygun geri kazanım koşulları belirlenmiştir.Adsorpsiyon işlemlerinde kullanılan hidrojellerin morfolojik özeliklerinin incelenmesi amacıyla X Işını Kırınım Yöntemi (XRD) ve yüzey özelliklerinin belirlenmesi için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan adsorpsiyon işlemlerinin ardından çözeltiler içinde kalan değerli metal konsantrasyonları İndüktif Olarak Eşleşmiş Plazma Atomik Emisyon Spektrometrisi (ICP-AES) yöntemiyle ölçülmüştür. Sunulan bu tez çalışmasında adsorbent miktarı; 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 gram, adsorbanın başlangıçtaki konsantrasyonu; 50, 25, 17, 12.5 10 ppm, karıştırma hızı; 100, 150, 200, 250, 300 ppm, adsorpsiyon süresi; 1, 2, 3, 4, 5 saat, pH değerleri; 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0 ve sıcaklık; 20, 30, 40, 50, 60°C olacak şekilde çalışılarak, bu değişkenler için uygun koşullar belirlenmiştir. Uygun koşulların bulunmasının ardından sistem kinetiği incelenerek, Freundlich ve Langmuir ve Brunauer-Emmet-Teller izoterm modelleri uygunluğu incelenmiştir.

There are various methods available for recovering precious metals such as solvent extraction by using organic solvent, ion exchange by using chelating agents, natural zeolit or activeted carbon, electrowinning by passing electric current, biosorption by using biomass for removing metal ions from solution, precipitation by adding more active metal, and adsorption by using varied adsorbents for removing metal ions. Adsorption is a commonly used method for recovery of silver. Alternatively ion exchange, biosorption and solvent extraction have been developed for the recovery of silver from solution. Comparatively, the adsorption seems to be the most suitable method for the recovery of silver in the case of low concentration due to low cost and high efficiency. In this thesis that is presented, silver was recovered from wastewater by using biocomposites, which are prepared by using chitosan, cellulose, polyacrylamide as adsorbents and kinetics of the system were be investigated by determining the proper conditions for this operation.These were done to investigate X-Ray Diffraction (XRD) on behalf of the obtaining information about the crystal structure, to observe Scanning Electron Microscopy (SEM) to get the information about the surface/cross sectional properties of used hydrogels. After the adsorption, the remaining precious metals concentrations were measured by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES). In the present thesis, the proper conditions were determined about amount of adsorbent at 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 gram, shaking rate at 100, 150, 200, 250, 300 ppm, adsorption time, initial concentration of adsorban at 50, 25, 17, 12.5 10 ppm, pH values at 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0 and temperature values at 20, 30, 40, 50, 60°C. Moreover; kinetics of the adsorption system were described as reaction rates and were investigated whether Freundlich ve Langmuir ve Brunauer-Emmet-Teller Adsorption Isotherm Models are fitted.