Neodimyum ve disprosyum'un sulu çözeltilerden ayrılmasında kalay fosfat'ın etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the effectiveness of tin phosphate in separation of neodymium and dysprosium from aqueous solutions
Yazar: MURAT ŞENTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. SÜLEYMAN İNAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Disprosyum = Dysprosium ; Kalay bileşikleri = Tin compounds ; Seçicilik = Selectivity ; Sorpsiyon = Sorption

Özet:
Neodimyum ve disprosyum, başta bilgisayar olmak üzere elektronik cihazlarda kullanılan mıknatısların ana bileşenidir. Nadir toprak elementlerinin arzı sınırlı olduğundan, bu elementlerin ikincil kaynaklardan elde edilmesi çok önemli hale gelmiştir.
Bu çalışmada, kalay fosfat bileşiği hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Tek elementli çözeltilerde, Nd(III) ve Dy(III) alımında başlangıç pH'sı, temas süresi ve başlangıç metal derişimi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Nd(III) ve Dy(III) için maksimum alım kapasitesi sırasıyla pH 4 ve pH 3'de elde edilmiştir. Maksimum tek tabaka sorpsiyon kapasitesi Nd(III) için 68,03 ve Dy(III) için 58,14 mg/g olarak hesaplanmıştır. Nd(III), Dy(III) ve Co(II) iyonlarını içeren üçlü çözeltilerden Nd(III) ve Dy(III)'un ayrılma koşulları başlangıç pH'sı ve başlangıç metal derişiminin fonksiyonu olarak incelenmiştir. Başlangıç pH'sı 4 olan ve 2,5-40 mM aralığında eş derişimde Nd(III), Dy(III) ve Co(II) iyonlarını içeren çözeltilerde, başlangıç derişimi 5 mM olduğunda Nd(III), Dy(III) ve Co(II) için dağılma katsayıları(Kd) sırasıyla 14601,58, 7788,48 ve 640,34 mL/g olarak bulunmuştur. Başlangıç metal derişimi 10 mM olan çözeltilerde ise pH 2-6 aralığında Dy(III) için elde edilen Kd değerleri Nd(III)'dan daha yüksektir. 10 mM başlangıç metal derişimi ve pH 6 koşullarında Nd(III), Dy(III) ve Co(II) için bulunan Kd değerleri sırasıyla 4100,51, 4234,53 ve 234,67 mL/g'dir. Sıyırma verimleri 1,0 M HNO3 ile tek basamakta Nd(III) ve Dy(III) için sırasıyla %52,27 ve %56,08 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
Neodymium and dysprosium are found in computers, appliances, etc. It is the main component of the magnets used. Since the supply of rare earth elements is limited, obtaining these elements from secondary sources has become very important.
In this study, tin phosphate compound was prepared and characterized. In order to determine the sorption conditions of Nd(III) and Dy(III) in single element solutions, the effects of initial pH, contact time and initial metal concentration parameters were investigated. Maximum uptake capacity for Nd(III) and Dy(III) was obtained at pH 4 and pH 3, respectively. The separation conditions of Nd(III) and Dy(III) from ternary solutions containing Nd(III), Dy(III) and Co(II) ions were investigated as a function of initial pH and initial metal concentration. In solutions with an initial pH of 4 and containing an equimolar concentration of Nd(III), Dy(III) and Co(II) ions in the range of 2.5-40 mM, when the initial concentration is 5 mM, distribution coefficients (Kd) for Nd(III), Dy(III) and Co(II) were found as 14601.58, 7788.48 and 640.34 mL/g, respectively. In solutions with an initial metal concentration of 10 mM, the Kd values obtained for Dy(III) in the pH range of 2-6 are higher than Nd(III). The Kd values obtained for Nd(III), Dy(III) and Co(II) at 10 mM initial metal concentration and pH 6, are 4100.51, 4234.53 and 234.67 mL/g, respectively. Stripping efficiencies for Nd(III) and Dy(III) in a single step with 1.0 M HNO3 were calculated as 52.27% and 56.08%, respectively.