Mekanokimyasal yöntem ile Malatya Hekimhan zeolitlerinin aktivasyonu ve ağır metal adsorpsiyonunda kullanılması
Activation of Malatya Hekimhan zeolites with mechanochemical method and usage in heavy metal adsorption
Yazar: ŞÜKRÜ UÇKUN
Danışman: PROF. DR. MUSA SARIKAYA
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışma kapsamında yeraltı sularındaki ve atık sulardaki ağır metallerin (Pb, Ni
ve Cd) uzaklaştırılması araştırılmıştır. Belirli bir sınır derişiminin aşılması durumunda canlı
bünyesinde toksik etkiye neden olan bu tür ağır metallerin giderimi adsorban olarak
kullanılan Malatya/Hekimhan bölgesinde temin edilen doğal zeolit kullanılarak
incelenmiştir. Bu çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada zeolit klasik bilyalı
değirmende öğütülerek -150 mikron boyut altına indirilmiştir. Öğütülmüş zeolitin
karakterizasyonu için XRD ve SEM analizleri yapılmıştır.
İkinci aşamada ağır metallerden oluşan sentetik çözeltiler hazırlanmıştır.
Hazırlanmış olan sentetik çözelti ile adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyona etki
eden pH, karıştırma süresi, sıcaklık ve karıştırma hızı gibi farklı parametrelerde deneyler
yapılarak optimum adsorpsiyon parametreleri belirlenmiştir.
Üçüncü aşamada ise doğal zeolitin yüzey alanı ve gözenek yapısını artırmak için
gezegensel bilyalı değirmende öğütme işlemleri yapılmıştır. Öğütme 450 dev/dk'da 180 dk
boyunca ve 540 dev/dk'da 120 dk boyunca gerçekleştirilmiştir. Akabinde adsorpsiyon
deneyleri için -150 mikron doğal zeolite yapılan deney parametrelerinin aynısı gezegensel
bilyalı değirmende öğütülmüş zeolit için de uygulanmıştır.
Doğal zeolit için üç ağır metalin en yüksek adsorpsiyon değerlerine pH 11'de
ulaşıldığı görülmüştür. Pb için % 78, Ni için % 67 ve Cd için % 54 maksimum adsorpsiyon
verimi elde edilmiştir. Gezegensel bilyalı değirmende öğütülen doğal zeolitlerle Pb için %
93, Ni için % 72 ve Cd için % 57 maksimum adsorpsiyon verimlerine pH 9'da ulaşıldığı
görülmüştür.

Abstract:
In this study, the removal of heavy metals (Pb, Ni and Cd) from groundwater and
wastewater was investigated. The removal of such heavy metals, which causes toxic effects
on the body when exceeding a certain limit of concentration, was investigated by using
natural zeolite, obtained in Malatya/Hekimhan region, as an adsorbent. This study was
carried out in three stages. In the first stage, the zeolite was milled down to a size of -150
microns by grinding in a classical ball mill. XRD and SEM analyzes were performed for the
characterization of the ground zeolite.
In the second stage, synthetic solutions of heavy metals were prepared. Adsorption
tests were carried out with the prepared synthetic solution. The optimum adsorption
parameters were determined by performing experiments in different parameters such as pH,
mixing time, temperature and mixing speed acting on adsorption.
In the third stage, grinding operations by using planetary ball mill were carried out to
increase the surface area and pore structure of the natural zeolite. Grinding with planetary
ball mill was carried out at 180 rpm for 180 minutes and at 540 rpm for 120 minutes. The
same experimental parameters applied to natural zeolites of -150 microns in the adsorption
tests were then applied to the planetary ball milled zeolites.
For the natural zeolite, the highest adsorption values of three heavy metals were
found at pH 11. The maximum adsorption efficiencies of 78% for Pb, 67% for Ni and 54%
for Cd were obtained. Natural zeolites milled in planetary ball mills showed that the
maximum adsorption yields were 93% for Pb, 72% for Ni and 57% for Cd at pH 9.