Hisarcık-Espey bölgesi bor endüstri atıklarında eser elementlerin tayini ve lityumun değerlendirilmesi
The analyses of trace elements at the boron industrial wastes of Hisarcık-Espey region and utilization of lithium
Yazar: FERDA ÖZMAL
Danışman: PROF. DR. YUNUS ERDOĞAN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmanın amacı Emet borik asit fabrikası atığı olan borojipsin karakterizasyonunu yaparak, bu atıkdan lityumu kazanmaktır. Bunun için öncelikle atığın optimum çözünürlük şartları tayin edilmiştir. Buradaki parametreler çözücü, kalsinasyon sıcaklığı, kalsinasyon süresi, karıştırma süresi ve katı/sıvı (K/S) oranıdır. Elde edilen en uygun koşullarla çözeltiye geçirilen lityumun, seçimli adsorban olarak bilinen lityum iyon elekleri ile kazanılması çalışılmıştır. Bu amaçla iki tip iyon-elek kullanılmıştır. Bunlardan birincisi LiMn2O4'ün asit ile muamelesi sonucu elde edilen ?-MnO2, diğeri de LiMn2O4'ten bir miktar manganın nikelle yer değiştirmesi sonucu elde edilen LiNi0,5Mn1,5O4'ün, asit ile muamelesi sonucu oluşan nikelli iyon elektir. Her iki iyon eleğin öncelikle hangi asit kullanıldığında yüksek Li+ bırakma özelliğine sahip olduğu tespit edilmiş, daha sonra belirlenen asit kullanılarak oluşan eleklerle, eleklerin maksimum Li+ adsorplama, geri bırakma kapasiteleri ve çözünen mangan, nikel oranları araştırılmıştır. Bunun için LiOH çözeltisi ile çalışılmış ve optimum pH, süre, sıcaklık, konsantrasyon ve adsorban miktarı tespit edilmiştir. Daha sonra tespit edilen en uygun koşullarda adsorbanların, borojips numunesinden ve belgeli standart referans maddeden lityum adsorplama kapasitelerine ve geri bıraktırma verimlerine bakılmıştır. Sonuçlar sentetik çözelti ile yapılan deney sonuçları ile uyumludur.

Abstract:
The aim of this study is to make the chracterization of borogypsum which is the waste of Emet Boric Acid Plant and recovery the lithium from this waste. For this reason, first of all, optimum solubility conditions of borogypsum are settled. The parameters studied while deciding the optimum conditions are calcination temperature, calcination time, mixing time and the solid/liquid (K/S) ratio. The recovery of lithium that is taken into the solution at the optimum solubility conditions, by the lithium ion-sieves known as selective adsorbents is studied. For this purpose two types of ion-sieve is used. One of them is the ?-MnO2 which is obtained by the teatment of LiMn2O4 with acid and other is the ion-sieve with nickel preapared with the acid teatment of LiNi0,5Mn1,5O4 that is occured by the substitution some of manganese with nickel. For each ion-sieve firstly it is investigated that using which acid gives the high Li+ extraction property and then with the decided acid, the ion-sieves are preapared. After that maximum lithium adsoption, desorption capacities and the manganese and nickel dissolution ratios are studied. LiOH solution used as lithium resource at the experiments and optimum pH, time, temprature, concentration and adsorbent dosage are determined. Then at the optimum conditions the adsorption capacity and desorption yield of the adsorbents from the borogypsum sample and the certificated standard reference material are studied. The results are compatable with the results obtained by the synthetic solution.