Sulardan lityumun geri kazanılması
Lithium recovery from water
Yazar: İSMET ORHUN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. VEDAT UYAK
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Lityum = Lithium ; Yeniden kazanma = Recycling ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Nadir bulunan elementlerden biri olan lityumun kullanım alanları her geçen gün genişlemekte ve lityuma olan talep artmaktadır. Elektrikli otomobil ve otonom robotlarda enerji depolama ürünlerinin temel maddesi olarak, endüstride; seramik, özel cam ve birincil alüminyum üretiminde, roket itici ekipmanlarında, lityum iyon pillerinde, organik bileşikleri hazırlamak için reaktif olarak ve tıp alanında bipolar bozukluk tedavisinde duygu durumu dengelemek amacıyla vb. birçok alanda lityum kullanılmaktadır. Lityum kullanımında maliyetin düşürülmesi amacı ile geri kazanımına yönelik çalışmalar önem kazanmıştır. Lityumu sulardan geri kazanmak için kimyasal çökeltim, çözücü ekstraksiyonu, membran işlemi, elektrodiyaliz, adsorpsiyon gibi çeşitli çalışma metotları kullanılmaktadır. 
Bu çalışmada, Mg+2, Ca+2, Li+ içeren sentetik su örnekleri ile çalışılarak Mg+2 ve Ca+2 kimyasal çökeltim ve iyon değişimi ile giderildikten sonra MnO2 ile modifiye edilmiş aktif karbon ile lityumun geri kazanımı araştırılmıştır. Kalsiyum çökeltiminde oksalik asit kullanılarak en iyi giderim verimi %100 olarak elde edilmiştir. Magnezyum için NaOH ve Na3PO4 kimyasalları ile sırasıyla %66,6 ve %90 en iyi giderim verimleri sağlanmıştır. Çökeltim olmaksızın katyonik reçine ile Ca+2 ve Mg+2 gideriminde sırasıyla %99,3 ve %99 giderim verimleri elde edilmiştir. MnO2 modifiye aktif karbonu ile optimum koşullarda 32 mgLi/gAC adsorpsiyon kapasitesine ulaşılmıştır. Adsorpsiyon sonrası modifiye aktif karbondan desorpsiyon ile %98 oranında lityum geri kazanımı elde edilmiştir.

Abstract:
Lithium is one of the rare elements. The use of lithium and the demand for it is increasing day by day. It has several industrial applications, including the basic material of energy storage products in electric cars and autonomous robots, in the industry; the manufacture of ceramics, specialty glass, and primary aluminum, in rocket propellant equipment, lithium-ion batteries, a reagent to prepare organic compounds and in the medical field to stabilize mood in the treatment of the bipolar disorder, etc. In order to reduce the cost of the use of lithium, studies on its recovery have gained importance. Many methods such as precipitation, solvent extraction, membrane treatment, electrodialysis, adsorption are used to recover lithium from water. 
In this study, synthetic water samples containing Mg2+, Ca2+, Li+ were studied. After the removal of Mg2+ and Ca2+ by precipitation and ion exchange, the recovery of lithium with activated carbon modified with MnO2 was investigated. In the chemical precipitation method oxalic acid for Ca2+, NaOH, and Na3PO4 chemicals for Mg2+ was used for precipitate. The best removal efficiency was obtained as 100% by using oxalic acid in calcium precipitation. The best removal efficiencies for magnesium precipitation were achieved with NaOH and Na3PO4 chemicals at 66.60% and 90%, respectively. Ca+2 and Mg+2 removal efficiencies were obtained in the removal of cationic resin without precipitation of 99.32% and 99%, respectively. The adsorption capacity of MnO2 modified activated carbon was achieved at 32 mg Li/gAC under optimum conditions. After adsorption, 98% of lithium recovery was obtained by desorption from modified activated carbon.