Eti Maden Müdürlüğü Kırka Bor İşletmeleri atıksularında bulunan lityumun elde edilmesi için Li-Mn-O yapılı adsorbentin sentezi ve kullanımının araştırılması
Investigation of Li-Mn-O structured adsorbent usage for obtaining lithium in waste water of Eti mine directorate Kırka Boron Enterprises
- Tez No: 758550
- Danışmanlar: PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU, PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Özellikle lityum iyon pillerinin üretiminde ihtiyaç duyulan lityum bileşiklerinin eldesi ve geri kazanımı ile ilgili çalışmalar son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Atık pillerden, deniz suyundan, jeotermal sulardan ve lityum(I) iyonlarını içeren atıksulardan lityum(I) iyonlarının geri kazanımında son yıllarda şablon mangan oksit yapılı adsorbentlerin sentezi ve kullanımı öne çıkmıştır. Bu tez çalışmasında Kırka Bor İşletmesi atıksuyunda yer alan lityum(I) iyonlarının seçici olarak şablon mangan oksit yapılı adsorbente adsorplanarak desorpsiyonla geri kazanımı hedeflenmiştir. Adsorbent LiOH.H2O ve Mn3O4'ten katı hal reaksiyonu ile sentezlenen redoks tipli spinel LiMn2O4 yapının HCl çözeltisi ile yıkanmasıyla hazırlanmıştır. Adsorbent yapının karakterizasyon çalışmaları yapılan sentezin doğruluğunu göstermiştir. Deneysel çalışmalar sentetik lityum(I) çözeltisi ve Kırka Bor İşletmesi atıksuyu ile gerçekleştirilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmaların ilk aşamasında sentetik çözeltiden lityum(I) iyon adsorpsiyonunda başlangıç pH'ının, başlangıç lityum(I) iyon derişiminin ve adsorbent derişiminin adsorpsiyon dengesi üzerine etkileri araştırılmış ve en uygun çalışma koşulları pH 10, adsorbent derişimi 10 g/L ve başlangıç lityum(I) iyon derişimi 200 mg/L olarak belirlenmiştir. Langmuir modelinden adsorbentin en yüksek lityum(I) adsorpsiyon kapasitesi 12,71 mg/g olarak saptanmıştır. Çalışmaların daha sonraki aşamasında ise, Kırka Bor İşletmeleri atıksuyundan lityum(I) iyonlarının adsorpsiyonu/desorpsiyonu atıksuyun içerdiği kalsiyum(II), magnezyum(II), sodyum(I), potasyum(I), ve bor(III) gibi iyonlarla birlikte araştırılarak λ-MnO2 adsorbentin tekrar kullanılabilirliği incelenmiştir. Kırka Bor İşletmeleri atıksuyunun kendi pH değerinin 9,54 olması nedeniyle adsorpsiyon bir ön pH ayarlaması yapılmadan gerçekleştirilmiştir. 165,5 mg/L lityum(I) içeren bu atıksuda adsorbentin lityum(I) adsorpsiyon kapasitesi 8,31 mg/g olarak saptanmıştır. Çalışmaların son aşamasında ise, λ-MnO2 adsorbentin atıksudan adsorpladığı lityum(I) iyonlarının geri kazanımı araştırılmış ve ilk desorpsiyonda %91,5 verim elde edilmiştir. Bu adsorpsiyon/desorpsiyon çalışması 5 kez tekrarlanmış ve sonuçlar λ-MnO2 adsorbentin desorpsiyon veriminin yaklaşık %10 azalarak %91,5'ten %82,5' e düştüğünü göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Studies on the production and recovery of lithium compounds, which are especially needed in the production of lithium ion batteries, have gained importance in recent years. In recent years, the synthesis and use of template manganese oxide adsorbents has come to the fore in the recovery of lithium(I) ions from waste batteries, sea water, geothermal waters and wastewater containing lithium(I) ions. In this thesis, it is aimed to recover the lithium (I) ions in the wastewater of Kırka Boron Plant by selective adsorption to the template manganese oxide adsorbent by desorption. The adsorbent synthesized by solid state reaction by using LiOH.H2O and Mn3O4 was prepared by washing the redox type spinel LiMn2O4 structure with HCl solution. The characterization studies of the adsorbent structure showed the accuracy of the synthesis. Experimental studies were carried out with synthetic lithium(I) solution and Kırka Boron Plant wastewater and the results were compared. In the first stage of the studies, the effects of initial pH, initial lithium(I) ion concentration and adsorbent concentration on the adsorption equilibrium in lithium(I) ion adsorption from synthetic solution were investigated and the most suitable working conditions were pH 10, adsorbent concentration 10 g/L and initial lithium(I) ion concentration 200 mg/L. The highest lithium(I) adsorption capacity of the adsorbent in the Langmuir model was found to be 12,71 mg/g. In the next stage of the studies, the adsorption/desorption of lithium(I) ions from Kırka Boron Plant wastewater was investigated together with ions such as calcium(II), magnesium(II), sodium(I), potassium(I), and boron(III). The reusability of the λ-MnO2 adsorbent was investigated. Since Kırka Boron Plant wastewater has a pH value of 9.54 and adsorption was carried out without a preliminary pH adjustment. The lithium(I) adsorption capacity of the adsorbent in this wastewater containing 165,5 mg/L lithium(I) was determined as 8,31 mg/g. In the last stage of the studies, the recovery of lithium(I) ions adsorbed by λ-MnO2 adsorbent from wastewater was investigated and 91.5% efficiency was obtained in the first desorption. This adsorption/desorption study was repeated 5 times and the results showed that the desorption efficiency of λ-MnO2 adsorbent decreased by about 10% from 91.5% to 82.5%.
Benzer Tezler
- Susuz boraks tesisinde toplam verimli bakım kapsamında toplam ekipman etkinliği uygulaması
Application of overall equipment effectiveness in an anhydrous borax plant within the scope of total productive maintenance
ONUR DAĞHAN DAÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve MadencilikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT YAVUZ
- Lityum kazanımı ve ön-deriştirme işlemleri için partikül formunda sorbentlerin geliştirilmesi
Development of particulate sorbents for lithium recovery and preconcentration
AYSUN DURDU AYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Tehlikeli maden atık barajı yapımı öncesinde uygun yer tespiti; Eti Maden Kırka bor işletmesi örneği
Appropriate site determination before construction of hazardous mine tailings dam; Eti Maden Kırka boron business example
HAZIM BURAK TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Jeodezi ve FotogrametriKonya Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN ÇAY
- Borik asit ve boraks pentahidrat bileşiklerinin kristalizasyon ile üretim şartlarının CMSMPR sisteminde optimizasyonu ve kekleşmenin incelenmesi
Optimization of the production conditions by crystallization of boric acid and borax pentahydrate compounds in CMSMPR system and investigation of caking
SİNAN KUTLUAY
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN ABDULLAH CEYHAN
PROF. DR. ÖMER ŞAHİN
- Enerji ve ekserji analizi ile etimaden Kırka bor işletme müdürlüğü bünyesindeki bir fabrikanın enerji verimliliğinin incelenmesi
Investigation of energy efficiency of a plant of etimaden Kırka bor enterprise by energy and exergy analysis
SALİH AYAĞIBÜYÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LATİFE BERRİN ERBAY