Investigation of nickel recovery by biogranules tailored for metal recovery through biomineralization
Biyomineralizasyon yoluyla metal geri kazanımına yönelik üretilen biyogranüllerle nikel geri kazanımının incelenmesi
- Tez No: 712742
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF ÇAĞATAY ERŞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mikrobiyoloji, Çevre Mühendisliği, Microbiology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyoliç, Biyomineralizasyon, Metal Geri Kazanımı, E-atık, Atık Baskılı Devre Kartları, Biyogranül, Mikrobiyal Kaynaklı Kalsit Çökelmesi, Bioleaching, Biomineralization, Metal Recovery, E-Waste, Waste Printed Circuit Board, Biogranule, Microbial Induced Calcite Precipitation
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Dünyada elektronik atık üretimi her geçen gün hızlanarak artış göstermektedir. Elektronik atıkların en önemli bileşenlerinden olan baskılı devre kartları (BDK) yüksek değerli- ve baz-metal içeriklerinden dolayı günümüzde maden cevherlerinden daha değerli metal kaynakları olarak görülmektedir. Atık baskılı devre kartlarından (ABDK) ticari boyutta metal geri kazanımı uygulamaları çoğunlukla kimyasal teknikler kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ancak yüksek kimyasal ve enerji tüketimleri nedeniyle bu kimyasal tekniklere alternatif olabilecek biyolojik geri kazanım tekniklerinin geliştirilmesi, geri kazanım süreçlerinde çevreye verilen zararın azaltılması anlamında önemlidir. Tez çalışmasında ABDK'ların biyoliç işlemine maruz bırakılması sonucu elde edilen biyoliç çözeltisinden, seçici olarak metal geri kazanımı için üre hidrolizi ve denitrifikasyon yapabilen biyogranüllerin kullanılması amaçlanmıştır. Aşı çamurundan üretilerek olgunlaştırılan ve kademeli bir şekilde farklı nikel derişimlerine maruz bırakılan biyogranüllerin seçici nikel geri kazanımı performansı incelenmiştir. Granülasyon periyodunda reaktör kararlılığı sağlandığında 0.2-0.6 mm boyuta sahip ve SVI30 değeri 7-9 ml/g aralığında olan oldukça yoğun ve küçük granüller elde edilmiştir. Üretilen biyogranüller anoksik şartlarda reaktöre beslenen üre ve nitratı sırasıyla %47.8±8.4 ve %100 oranında tüketmiştir. Nikel aklimasyonu sonucunda granüllerin mikrobiyal performanslarında %39.8 oranında bir artış elde edilmesine rağmen granül yapısında bozulmalar ve flok miktarında artış gözlemlenmiştir. Nikel aklimasyonu sonrasında biyogranüllerin 1:20, 1:10, 1:5 ve 1:2.5 oranlarında seyreltilmiş biyoliç solüsyonlarında metal geri kazanımı performansları incelenmiştir. İşlem sonucunda 1:10 oranında seyreltilmiş çözeltide gerçekleştirilen biyomineralizasyon işlemi hem mikrobiyal aktivite hem de geri kazanılan nikel saflığı (%24.82) açısından en verimli derişim olarak belirlenmiştir. Nikel ile birlikte çinko ve bakırın da biyoliç solüsyonundan efektif bir şekilde ayrıştırılabildiği bu nedenle de saflığın düşük olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Electronic waste production in the world is increasing day by day. Nowadays, PCBs, which are one of the most important components of electronic waste, are considered as more valuable metal resources than ores due to their high value- and base-metal contents. Commercial metal recovery applications from WPCBs are mostly carried out using chemical techniques. However, due to the high chemical and energy consumption of these chemical techniques, development of alternative biological recovery techniques is essential to minimize the environmental impact of recovery processes. In this thesis study, it is aimed to use biogranules that are capable of denitrification and urea hydrolysis for selective metal recovery from bioleachate solutions obtained via bioleaching of WPCBs. Selective nickel recovery performance of mature biogranules which were produced from seed sludge and exposed to incrementing nickel concentrations was investigated. Upon reaching steady conditions very compact and small granules with 0.2-0.6 mm size were obtained and the SVI30 values were recorded in the range of 7-9 mL/g. Produced biogranules could consume 55% and 100% of the urea and nitrate fed under anoxic conditions, respectively. Although the microbial performance of the granules increased by 39.8% as a result of nickel acclimation, deterioration in the granule structure and increase in flocs were observed. Upon acclimation, metal recovery performance of biogranules were investigated in bioleachate solutions prepared with 1:20, 1:10, 1:5 and 1:2.5 dilution ratios. As a result of the process, the biomineralization process performed in 1:10 dilution ratio was determined as the most efficient concentration in terms of both microbial activity and recovered nickel purity (24.82%). In addition to nickel, zinc and copper could be effectively separated from the liquid and thus nickel purity decreased.
Benzer Tezler
- Investigation of Ni and Co recovery from leach solutions by solid ion exchange resins
Katı iyon değiştirici reçineler kullanarak liç çözeltilerinden Ni ve Co kazanımının incelenmesi
ÖZGE SOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Maden Mühendisliği ve MadencilikDokuz Eylül ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH SEYRANKAYA
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile yeni ve özel alaşımların üretimi ve geliştirilmesi
Investigation of new and noble alloys productions by self-propagating high-temperature synthesis method
MURAT ALKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Lateritik nikel cevherlerinde yüksek basınçlı kademeli asit liçi uygulama parametrelerinin proses verimi ve sürekliliği üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of high pressure incremental acid leaching application parameters on process efficiency and continuity in lateritic nickel ores
BÜŞRA ÖZSOY DUMAN
Doktora
Türkçe
2023
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY BENGÜ CAN
- Mersin yöresi krom atıklarının zenginleştirilebilme olanaklarının araştırılması
Investigation of posibilities of chromite enrichment from Mersin region chromites tailing
KAMER DERİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. GÜLAY BULUT
- Divriği tesis artıklarının fiziksel ve kimyasal yöntemlerle zenginleştirilmesinin araştırılması
Investigation of nickel, cobalt, and copper recovery from Divrigi iron plant tailings by physical and chemical methods
ASLI İNAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Maden Mühendisliği ve MadencilikCumhuriyet ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CANBAZOĞLU