Su içerisindeki ağır metal iyonlarının kuluncak (Malatya) vermikülitleri üzerine adsorpsiyonu
Adsorption of heavy metal ions in water on kuluncak (Malatya) vermiculite
Yazar: TURAN UYSAL
Danışman: DOÇ. DR. HİKMET SİS
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Bölümü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption

Özet:
Adsorpsiyon uygulamalarındaki ucuz sorbent arayışı, kil minerallerinin ağır metal iyonlarını tutabilme özelliğinin araştırılmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada, atık sulardaki Zn2+, Pb2+ ve Cr3+ iyonlarının Kuluncak (Malatya) vermikülitleri üzerine adsorpsiyon mekanizması belirlenmiştir. Bu amaçla, değişik koşullarda kesikli adsorpsiyon deneyleri yapılmış olup, optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen veriler bilinen adsorpsiyon modellerine uyarlanmıştır.Zn+2, Pb+2 ve Cr+3 iyonlarının vermikülit ile gideriminde; adsorban dozajı, karıştırma süresi, metal iyon derişimi, pH, gibi parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Ayrıca çökelmenin adsorpsiyon ve metal iyon giderimi üzerine etkisi incelenmiştir. Bu ağır metal iyonlarının vermikülit ile giderimi için izoterm çalışmaları yapılmış ve elde edilen adsorpsiyon verilerinin Langmuir izoterm modeline uyduğu belirlenmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda 100 mL toplam çözeltideki optimum adsorban miktarı 1 g, karıştırma süresi 2 saat ve pH; çinko için pH 7, kurşun ve krom için ise pH 5,5 olarak belirlenmiştir. Buna göre maksimum adsorplama kapasitesi; çinko için 15,32 mg/g, kurşun için 29,59 mg/g ve krom için ise 27,70 mg/g olarak bulunmuştur.Sonuç olarak optimum şartlar sağlandıktan sonra vermikülit minerali diğer adsorbanlarla karşılaştırıldığında, Kuluncak vermikülitlerinin adsorban olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir

Abstract:
Investigation for cheap sorbents led to using clay minerals in the removal of heavy metal ions in water. In this study, adsorption mechanism of Zn2+, Pb2+ and Cr3+ ions on Kuluncak (Malatya) vermiculites was investigated. In this regard, the adsorption mechanism was evaluated under various conditions in batch adsorption tests to determine the optimum process parameters. The resultant data were fitted to common adsorption models.The effect of adsorbent dosage, stirring time, initial metal ion concentration, pH etc on Zn2+, Pb2+, and Cr3+ ions removal was determined. Additionally, metal hydroxylformation and its effect on adsorption and removal were evaluated. It was found that the heavy metal ion removal by vermiculite mineral can be represented well by Langmuir adsorption isotherm.The optimum parameters in 100 mL of total solution was determined to be as 1 g adsorbent, 2 hours of stirring time and pH 7.0 for Zn2+, and pH 5.5 for both Pb2+ and Cr3+ ions. The maximum adsorption capacity for vermiculite under the mentioned conditions was determined as 15.32 mg/g, 29.59 mg/g and 27.70 mg/g for Zn2+, Pb2+ and Cr3+ ions, respectively.Finally, It was concluded that, when optimum conditions ensured, Kuluncak vermiculites can be comparable a good adsorbent and can be used in practical applications of heavy metal ion removal.