Geri Dön

Investigating the removal of heavy metal ions from wastes using triple super phosphate (TSP)

Ağır metal içeren atıkların triple süper fosfat (TSP) ile stabilizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 765273
  2. Yazar: MAHAMANE CHAPIOU SOULEY GARBA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EROL KAYA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Cevher Hazırlama Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 176

Özet

Heavy metal pollution is one of the global problem due to the increase of industrial and mining activities (power plants, mineral processing, metallurgical extraction, petrochemical, etc.). To solve this heavy metal pollution problem, triple superphosphate (TSP) was investigated thoroughly in this thesis for the removal of heavy metal ions from wastes. TSP was selected amongst various phosphate-based materials and fertilizers to act as the source of orthophosphate (PO43-) which is a powerful tool for metal fixation in soil and water. The objective of this study was to investigate the stability conditions of metal ions in an aqueous system and the treatment of contaminated wastes with triple superphosphate, an alternative to lime. TSP or monocalcium phosphate monohydrate with a chemical formula of [Ca(H2PO4)2H2O] is widely used as fertilizer in the agriculture area. In this investigation, firstly, stability diagrams (Eh-pH diagrams) were constructed with HSC chemistry software to establish the predominance areas of the different species and solid/solution equilibrium in the TSP solution. Later, precipitation tests were carried out with pure metals and real wastes in TSP solutions to verify the obtained metal phosphate at the conditions determined from the stability area diagrams and confirm them through the XRD analyses of precipitated samples. The experimental results demonstrated that TSP effectively removes heavy metals of Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sr and Zn from aqueous solution and real wastes. The performance of the TSP process is influenced by reaction times, metal ions and TSP concentrations. The results of XRD analysis also revealed the formation of insoluble metal phosphates [Cd3(PO4)2, Co3(PO4)2, Cu2(PO4)OH, Fe3(PO4)2, FePO4.2H2O, Mn3(PO4)2, Pb3(PO4)2, ZnHPO4 and Zn3(PO4)2] in the precipitated and describe the mechanism of TSP on heavy metal removal which includes the dissolution of TSP and precipitation of metal ions.

Özet (Çeviri)

Ağır metal kirliliği, endüstriyel ve madencilik faaliyetlerinin (elektrik santralleri, cevher hazırlama, metalurjik ekstraksiyon, petrokimya vb.) artması nedeniyle küresel sorunlardan biridir. Bu ağır metal kirliliği sorununu çözmek için, ağır metal iyonlarının atıklardan çöktürülmesi amacıyla bu tezde triple süperfosfat (TSP) kapsamlı bir şekide araştırılmıştır. TSP, Toprakta ve suda metal fiksasyonu için güçlü bir araç olan ortofosfat (PO43-) kaynağı olarak etkimek üzere çeşitli fosfat bazlı malzemeler ve gübreler arasından seçilmiştir. Bu çalışmanın amacı, sulu çözeltisi bir sistemdeki metal iyonlarının stabilite koşullarını ve kirlenmiş atıkların kirecin alternatifi olan triple süper fosfat ile muamele edilmesini araştırmaktır. Ca(H2PO4)2H2O kimyasal formülüne sahip TSP veya monokalsiyum fosfat monohidrat, özellikle Türkiye'de tarım alanında gübre olarak yaygın kullanılmaktadır. Bu araştırmada, ilk olarak, TSP çözeltisinde farklı türlerin baskınlık alanlarını ve katı/çözelti dengesini oluşturmak için HSC kimya programı ile stabilite diyagramları (Eh-pH diyagramları) oluşturulmuştur. Daha sonra elde edilen metal fosfatın stabilite alanı diyagramlarından belirlenen koşullarda doğrulanması ve çökeltilen numunelerin XRD analizleri ile doğrulanması için TSP çözeltilerinde saf metaller ve gerçek atıklar ile çöktürme testleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, TSP'nin Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sr ve Zn'nin ağır metallerini sulu çözeltiden ve gerçek atıklardan etkili bir şekilde çöktürdüğünü göstermiştir. TSP prosesinin performansı reaksiyon sürelerinden, metal iyonlarından ve TSP derişimlerinden etkilenmektedir. XRD analizinin sonuçları ayırca çözünmeyen metal fosfatların [Cd3(PO4)2, Co3(PO4)2, Cu2(PO4)OH, Fe3(PO4)2, FePO4.2H2O, Mn3(PO4)2, Pb3(PO4)2, ZnHPO4 and Zn3(PO4)2] çökeltide oluşumunu ortaya koymuş ve TSP'nin ağır metal giderimi üzerine TSP'nin mekanizmasını tanımlamıştır.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    542131

    Fındık kabuğu ve ceviz kabuğunun pirolizi ile biyokömür üretimi ve sulu çözeltilerden ağır metal gideriminde adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi

    Production of biochar with pyrolysis of hazelnut shell and walnut shell and investigation of their adsorption characteristics in removal of heavy metal ions from aqueous solutions

    FERHAT ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya MühendisliğiHitit Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NİHAN KAYA

  2. Tez No

    595107

    Bitkisel tabaklanmış deri tıraş atıkları ile atık sudaki üç değerlikli kromun uzaklaştırılması ve adsorpsiyon kinetik, izoterm ve termodinamik çalışmalarının yapılması

    Removal of Cr(III) in wastewater using vegetable tanned leather shaving wastes and adsorption kinetic, isotherm and thermodynamic studies

    GÖKHAN SÜMER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Deri MühendisliğiEge Üniversitesi

    Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET METE MUTLU

    DOÇ. DR. EBRU MAVİOĞLU AYAN

  3. Tez No

    397848

    Ham petrolle kirlenmiş topraklarda istiridye mantarı (Pleurotus ostreatus)'nın mikoremediasyon kapasitesinin araştırılması

    The research of the mycoremediation capacity of the oyster mushroom in the crude oil contaminated soils

    CEYDA ZAZOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SAİT YAZĞAN

  4. Tez No

    66134

    Karmaşık matrikslerde eser miktardaki metallerin şelatlaştırıcı polimerler kullanılarak deriştirilmesi ve atomik absorbsiyon spektroskopisi ile analizi

    Başlık çevirisi yok

    NURAY ÖĞÜN ŞATIROĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    KimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER GENÇ

  5. Tez No

    455389

    Polisakkarit kaplı titanyum nanopartiküller kullanılarak bazı ağır metallerin giderilmesi

    Removal of some heavy metals using starch coated titanium nanoparticles

    CEREN KUZNEK ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN

    DOÇ. DR. ASLI BAYSAL

Geri Dön