Sulardan lityum geri kazanımı ve bir jeotermal su örneğine uygulanması
Recovery of lithium from water and an application to a geothermal water sample
Yazar: ASLI GÜRER
Danışman: PROF. DR. MELTEM BİLİCİ BAŞKAN
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Günümüzde giderek azalan doğal kaynaklarımızın da etkisiyle geri kazanım 
konusunda yürütülen çalışmaların sayısı artış göstermektedir. Pek çok endüstride 
kullanım alanı bulan lityumun, özellikle gelişmekte olan teknolojiler ile arzı giderek 
artmaktadır. Lityum kaynaklarına alternatif olarak gösterilen jeotermal sulardan 
lityumun geri kazanım konusu öncelikli araştırma konuları arasında yer almaktadır. 
Jeotermal sulardan lityumun doğrudan ayrıştırılması ve geri kazanılması için 
geliştirilen teknolojiler, lityuma bağlı enerji depolaması için artan talebi karşılamak 
adına büyük bir öneme sahiptir.
Bu tez çalışmasında sentetik olarak hazırlanan lityum klorür çözeltisinden,
ticari katyonik reçine kullanılarak iyon değişim yöntemi ile lityumun geri kazanımı
gerçekleştirilmiştir. Katyon değiştirici reçine kullanılarak gerçekleştirilen iyon 
değişim projesi ile sulardan lityum giderimi sağlandıktan sonra reçine üzerinde 
tutulan lityumun rejenerasyon prosesi ile geri kazanımı yapılmıştır. Kullanılan 
katyonik reçinenin lityum giderme verimi temas süresinin artmasıyla artış 
göstermiş ve dengeye ulaşma süresi 2 saat olarak belirlenmiştir. Sulardan iyon 
değişim prosesi ile lityum gideriminde; pH, reçine miktarı ve başlangıç lityum 
konsantrasyonu gibi önemli işletme parametrelerinin iyon değişimi kapasitesi 
üzerine etkisi ve maksimum lityum giderimini sağlayan kombinasyonun 
belirlenmesi amacıyla Box-Behnken istatistiksel deney tasarım yöntemi 
kullanılmıştır. Elde edilen yanıt yüzey fonksiyonuna göre lityum gideriminde 
optimum pH değeri 4 olarak bulunmuştur. Belirlenen pH değerinde optimum reçine 
miktarı 200 mg olmuştur. Reçine kullanılarak yapılan iyon değişim yöntemi ile en 
yüksek lityum giderim verimi 30 mg/L başlangıç lityum konsantrasyonunda %
69,51 olarak bulunmuştur. Reçinenin rejenerasyonu sonucunda lityumun 
maksimum geri kazanım verimi ise %98,44 olarak hesaplanmıştır. Son olarak BoxBenhken 
istatistiksel analiz yöntemi ile belirlenen optimum koşullar doğrultusunda 
gerçek jeotermal su ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Jeotermal su ile 
gerçekleştirilen maksimum lityum giderim verimi % 81,54, geri kazanım verimi ise 
% 97,68 olarak bulunmuştur.

Abstract:
Today, the number of studies carried out on recovery is increasing with the 
effect of our diminishing natural resources. The supply of lithium, which is used in 
many industries, is gradually increasing, especially with developing technologies. 
The recovery of lithium from geothermal waters, which are shown as an alternative 
to lithium resources, is among the priority research topics. Technologies developed 
for the direct separation and recovery of lithium from geothermal waters are of great 
importance to meet the increasing demand for lithium-dependent energy storage.
In this thesis study, lithium was recovered from synthetically prepared 
lithium chloride solution by ion exchange method using commercial cationic resin. 
After the removal of lithium from water by ion exchange project using cation 
exchange resin, the lithium retained on the resin was recovered by regeneration 
process. The lithium removal efficiency of the cationic resin used increased with 
increasing contact time and the time to reach equilibrium was determined as 2 
hours. Box-Behnken statistical experimental design method was used to determine 
the effect of important operating parameters such as pH, resin amount and initial 
lithium concentration on ion exchange capacity and the combination that provides 
maximum lithium removal in lithium removal from water by ion exchange process. 
According to the response surface method, the optimum pH value for lithium 
removal was found to be 4. The optimum resin amount was 200 mg at the 
determined pH value. The highest lithium removal efficiency by ion exchange 
method using resin was found to be 69.51% at an initial lithium concentration of 30 
mg/L. As a result of the regeneration of the resin, the maximum recovery efficiency 
of lithium was calculated as 98.44%. Finally, experiments were carried out with 
real geothermal water in accordance with the optimum conditions determined by 
Box-Benhken statistical analysis method. The maximum lithium removal 
efficiency with geothermal water was 81.54% and the recovery efficiency was 
97.68%.