Fotokatalitik yöntemlerle atık floresan lambalardan cıva geri kazanımı
Mercury recovery from waste fluorescent lamps using photocatalytic methods
Yazar: MERYEM ÇİRLENGİÇ
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN CİVELEKOĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında ülkemizde floresan lamba tüketim rakamları ve farklı üreticilerden temin edilen atık floresan lambalardaki cıva içerikleri belirlenmiştir. Atık floresan lambalardan oksidatif liç ve fotokataliz prosesleriyle cıva metalinin uzaklaştırılması ve geri kazanılabilirliği araştırılmıştır. Liç ve fotokataliz çalışmaları 23 faktöriyel dizayn esas alınarak yürütülmüş, liç çalışmalarında katı/sıvı oranı, reaktif konsantrasyonu, sıcaklık, fotokataliz çalışmalarında ise fotokataliz süresi, pH ve katalizör miktarı faktörlerinin proses performansı üzerine etkileri belirlenmiştir. Liç prosesinde reaktif çözelti olarak NaOCl/NaCl kullanılmış, fotokataliz prosesinde ise cıvanın katı forma alınabilmesini sağlamak amacıyla indirgen ajan olarak sitrik asit kullanılmıştır. Sonuçlar ANOVA (analysis of variance) yöntemiyle değerlendirilmiştir. Her iki tip lambada da en fazla cıva içeriği (%95) fosfor tozu numunelerinde belirlenmiştir. T8 ve T12 tip lambaların pülverize edilmiş (fosfor tozu + cam) ve kütlece eşit miktarda karıştırılmış (%50 T8-%50 T12) numunelerinde NaOCl/NaCl reaktifi ile cıva %95 oranında çözeltiye alınmıştır. En uygun liç şartları 0.5 M NaOCl/0.2 M NaCl liç çözeltisi, 50 g numune miktarı ve 50 0C sıcaklık olarak belirlenmiştir. Fotokataliz testlerinde 22 W ve 40 W UV lambalarlar denenmiş, en uygun proses şartları olan 40 W lamba, 60 dakika süre, pH 7 ve 2 g/L anataz TiO2 kullanılarak %93.36 oranında cıva kazanım verimi elde edilmiştir. Katı fazda TiO2 numunesi üzerinde XRD (X ışını kırınımı) ve SEM-EDX (taramalı elektron mikroskobu - mikro analiz) analizleri yapılmış ve elementel cıva tespit edilmiştir. Tüm sonuçlar atık floresan lambalardan cıva metali geri kazanımının mümkün olduğunu ve çevresel açıdan etkin bir biçimde uygulanabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, fluorescent lamp consumption in our country as well as mercury contents of the different type of waste fluorescent lamps, which produced by different manufacturers, were determined. Mercury removal from waste fluorescent lamps by oxidative leaching and photocatalytic processes and recovery of mercury were investigated. Leaching and photocatalysis studies were carried out according to 23 factorial design. The solid/liquid ratio, reagent concentration and temperature parametres were investigated in leaching tests, while effects of reaction time, pH and the amount of reducing catalyzer on mercury recovery performance were evaluated in photocatalysis study. In the leaching process NaOCl/NaCl were used as a reactive solution, whereas at the photocatalytic process, citric acid used as a reducing agent to fetch mercury in solid phase. Results were statistically analyzed by ANOVA test. The maximum mercury content (95%) was combined with phosphor powder at both types of the lamps. The mercury could be transferred to the solution (95%) from the pulverized-type (phosphorus powder + glass) and mass-based equally mixed T8 and T12 waste lamps (50% T8 and 50% T12) samples by NaOCl/NaCl reagent. The best leaching conditions determined at 0.5M NaOCl and 0.2 M NaCl leaching solutions, 50 g of sample amount and 50 0C of temperature combination. Photocatalysis tests were performed with 22W and 40W UV lamps. The most appropriate process conditions were determined with 40W lamp for 60 minutes, pH 7, and 2 g/L of TiO2 in anatase form. In that case the mercury recovery efficiency was calculated as 93.36%. The XRD (X-ray diffraction) and SEM-EDX (scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy) analysis were performed on solid-phase TiO2 samples and the elemental mercury was identified. All results obtained in this thesis has shown that recovery of mercury from waste fluorescent lamps is possible and can be applied effectively.