Lithium extraction from geothermal brine by adsorption method with electrolytic γ-MnO2 sorbent
Jeotermal tuzlu sudan adsorpsiyon yöntemi kullanılarak elektrolitik γ-MnO2 adsorbanı ile lityum ayrıştırılması
- Tez No: 752151
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR, PROF. DR. ALPER BABA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Çevre Mühendisliği, Chemical Engineering, Engineering Sciences, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Son yıllarda özellikle lityum iyon pillerde geniş uygulama alanları nedeniyle lityum metalinin geri kazanımı ile ilgili çalışmalar büyük ilgi görmektedir. Madencilikteki çevresel etkiler göz önüne alındığında, lityumun tuzlu su kaynaklarından geri kazanılması tercih edilmektedir. Günümüzde, potansiyel bir lityum kaynağı olmasından dolayı, jeotermal tuzlu sulardan manganez oksit bazlı adsorbanları kullanılarak lityum iyonlarının geri kazanılması kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu tezde, saha koşullarında adsorpsiyon performansını araştırmak için Tuzla Jeotermal Santrali'nde (TGPP), tesisin reenjeksiyon kuyusunun yakınındaki reaktörde mini pilot bir sistem kurularak, 87 °C ve 2 bar'da adsorpsiyon gerçekleştirilmiştir. Yeni bir yaklaşım olarak, yaygın olarak pillerde katot malzemesi olarak kullanılan elektrolitik manganez dioksit (γ-MnO2), lityum için adsorban malzeme olarak kullanılmış ve adsorpsiyon/desorpsiyon performansı araştırılmıştır. Sentetik lityum çözeltisinde kesikli adsorpsiyon çalışmaları yapılmış ve optimum çalışma koşulları pH 12, adsorban konsantrasyonu 3 g/L ve 200 mg/L'lik başlangıç lityum iyon konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Langmuir modelinde adsorbanın en yüksek lityum adsorpsiyon kapasitesi 9,74 mg/g olarak bulunmuştur. Maksimum adsorpsiyon performansı sahada yapılan 1 saatlik adsorpsiyon sonucu elde edilmiştir. Çalışmanın devamında tuzlu su ile muamele edilmiş sorbent ile asidik ortamda desorpsiyon gerçekleştirilmiştir. Lityum konsantrasyonu, tekrarlayan desorpsiyon çalışmaları ile yaklaşık 250 ppm'ye kadar zenginleştirildi. Sorbentin yeniden kullanılabilirliği araştırıldı ve yeniden kullanılan sorbent, işlenmemiş toza kıyasla neredeyse %40 performans gösterdi. γ-MnO2, lityumun jeotermal tuzlu sulardan ayrılması için umut verici bir sorbent olarak bulundu.
Özet (Çeviri)
In recent years, studies on the recovery of lithium metal have attracted great attention due to its wide application areas, especially in lithium-ion batteries. Recovery of lithium from brines is preferred considering the environmental impacts in mining. The application of manganese oxide sorbents to recover lithium from geothermal brines has been extensively studied as it is a potential source of lithium. In this thesis, adsorption was performed in Tuzla Geothermal Power Plant (TGPP) at 87 °C and 2 bar using a mini-pilot system in the reactor near the reinjection well of the plant to investigate the adsorption performance in field conditions. As a new approach, electrolytic manganese dioxide (γ-MnO2), which is widely used as cathode material in batteries, was used as the sorbent material for lithium and its adsorption/desorption performance was investigated. Batch adsorption experiments were performed in synthetic lithium solution and the optimum working conditions were determined as pH 12, adsorbent concentration of 3 g/L, and initial lithium-ion concentration of 200 mg/L. The highest adsorption capacity of the sorbent in the Langmuir model was found as 9.74 mg/g. The maximum adsorption performance was obtained at 1h adsorption in Tuzla GPP. In the continuation of the study, desorption was carried out in acidic medium with the brine-treated sorbent. Lithium concentration was enriched to around 250 ppm with repetitive desorption studies. Reusability of the sorbent was investigated and the reused sorbent showed almost 40% performance compared to virgin powder. γ-MnO2 was found as a promising sorbent for the separation of lithium from geothermal brines.
Benzer Tezler
- Jeotermal kaynaklardan sentetik zabuyelit (Li2CO3) eldesi
The acquaring of synthetic zabuyelite (Li2CO3) from geothermal brines
NUR SEDA AKDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Jeoloji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YILDIZ
DOÇ. DR. MUHAMMED FATİH CAN
- Valorization of lignocellulosic waste abundant in Türkiye for potential application in sustainable lithium recovery
Sürdürülebilir lityum geri kazanımında potansiyel uygulama için Türkiye'de yaygın bulunan lignoselülozik atıkların değerlendirilmesi
YAŞAR KEMAL RECEPOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI YÜKSEL ÖZŞEN
- Lityum iyon piller için üç boyutlu grafen/karbon nanotüp/silisyum nanokompozit anotların geliştirilmesi
Development of three-dimensional graphene/carbon nanotube/silicon nanocomposite anodes for lithium-ion batteries
SELİN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Bor endüstrisi atıksularından sıvı ekstraksiyonu yöntemi ile lityum kazanımı
Lithium recovery from boron industry-induced wastewaters by solvent extraction
EMİN ENDER ÇELEBİ
Doktora
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SALİM ÖNCEL
- Derin ötektik çözücüler kullanılarak lityum içeren borlu atıklardan lityum ekstraksiyonunun incelenmesi
Investigation of lithium extraction from lithium containing boron wastes by using different deep eutectic solvents
İLAYDA ECE ERDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU