INVESTIGATION OF THE USE OF GREEN BAYBURT STONES AS ADSORBENT BY STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN

Year 2019, Volume: 8 Issue: 1, 352 - 361, 28.01.2019

Hüseyin Serencam Metin Uçurum

https://doi.org/10.28948/ngumuh.517139

Cited By: 2

Abstract

The tuff type, which
is defined as Bayburt Stone in Bayburt region, is frequently used as industrial
raw material in the region. These stones consist of three different varieties;
white, green and yellow. As it is known, in recent years, the use of low-cost
and easy-to-supply natural raw materials as adsorbents for removing various
pollutants from wastewaters has become a very important issue. In this context,
the adsorbent characteristic of green Bayburt stone was investigated by using a
Taguchi experiment design which is one of the statistical experimental design
methods after milling to very small dimensions (d₅₀=13.20 µm). In
the experimental studies cobalt (Co) element was selected as a model heavy
metal. The optimum adsorption parameter values of green Bayburt stone were
determined as 7 for pH, 250 mg/L for initial metal concentration and 0,250 g
for adsorbent dose. According to the findings, adsorption capacity of the
adsorbent for Co(II) was calculated as q_e
= 60.16 (mg/g), and this value was found to be comparable with many studies in
the literature.

Keywords

Green Bayburt stone, Adsorption, Cobalt, Taguchi experiment design

YEŞİL BAYBURT TAŞININ ADSORBAN OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN İSTATİSTİKSEL DENEY TASARIMI İLE İNCELENMESİ

Abstract

Bayburt çevresinde “Bayburt Taşı” olarak
tanımlanan tüf türü, bölgede endüstriyel hammadde olarak sıklıkla kullanılmaktadır.
Bu taşlar; beyaz, yeşil ve sarı olmak üzere üç farklı çeşitten oluşmaktadır. Bilindiği
gibi son yıllarda düşük maliyetli ve temin edilmesi kolay doğal hammaddelerin atık
sulardan çeşitli kirleticileri uzaklaştırmada adsorban olarak kullanılması oldukça
önemli bir konu haline gelmiştir. Bu kapsamda, yeşil Bayburt taşının absorban özelliği
çok ince bir boyuta (d₅₀=13,20 µm) öğütüldükten sonra istatistiksel
deney tasarımı yöntemlerinden Taguchi deney tasarımı kullanılarak
araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda
model ağır metal olarak kobalt (Co) elementi seçilmiştir. Yeşil Bayburt
taşının optimum adsorpsiyon parametre değerleri; pH için 7,0, başlangıç metal
konsantrasyonu için 250 mg/L ve adsorban miktarı için ise 0,250 g olarak belirlenmiştir.
Elde edilen bulgular doğrultusunda çalışılan adsorbanın Co(II) için adsorpsiyon
kapasitesi q_e=60,16 (mg/g)
olarak hesaplanmış olup bu değerin literatürdeki pek çok çalışma ile
karşılaştırılabilir nitelikte olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Yeşil Bayburt taşı, Adsorpsiyon, Kobalt, Taguchi deney tasarımı

References

• [1] DEMİR, E., YALÇIN, H., “Adsorbentler: Sınıflandırma, Özellikler, Kullanım ve Öngörüler”, Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 2, 70-79, 2014.
• [2] ŞAHAN, T., YILMAZ, Ş., “Doğal Pomza Minerali ile Co (II) Adsorpsiyon Koşullarının Optimizasyonu İçin Cevap Yüzey Yönteminin Uygulanması”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(7), 887-892, 2018.
• [3] ARSLAN, M., ASLAN, Z., DOKUZ, A., “Bayburt Tüflerinin Petrografik, Petrokimyasal Ve Petrolojik Özellikleri: Doğu Pontid Güney Zonu’nda Eosen Kalkalkalen Felsik Volkanizması”, Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 20(1), 49-68, 2005.
• [4] BALKAYA, N., CESUR, H., “Fosfojips Kullanılarak Kurşun Giderimi”, Ekoloji Çevre Dergisi, 11(42), 27-29, 2002.
• [5] ŞAHAN, T., Atık Sularda Bulunan Bazı Ağır Metallerin Biyosorpsiyon İle Uzaklastırılması Ve Biyosorpsiyon Kosullarının Optimizasyonu, Doktora Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstütisi, Van, Türkiye, 2008.
• [6] ÖZCAN, A.S., “Doğal Bentonitin Karakterizasyonu Ve Kurşun (II) İyonlarını Adsorpsiyon Yeteneği”, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12(2), 85-97, 2010.
• [7] ZHUANG, S., WANG, J., “Modified Alginate Beads as Biosensor and Biosorbent for Simultaneous Detection and Removal of Cobalt Ions from Aqueous Solution”, Environmental Progress & Sustainable Energy, 37(1), 260-266, 2018.
• [8] KARLSSON, S., SJÖBERG, V., OGAR, A., “Comparison of MP AES and ICP-MS for Analysis of Principal and Selected Trace Elements in Nitric Acid Digests of Sunflower (Helianthus annuus)”, Talanta, 135, 124-132, 2015.
• [9] BARIK, S.P., PRABAHARAN, G., KUMAR, B., “An Innovative Approach to Recover the Metal Values from Spent Lithium-Ion Batteries”, Waste Management, 51, 222-226, 2016.
• [10] AYTAÇ, A., İLİVAN, M., ÖZTÜRK, U., “Taguchi ve Klasik Deneysel Tasarım Yöntemlerinin Karşılaştırılması: İnce film Kaplamaların Aşınma Davranışı”, Electronic Journal of Vocational Colleges, 4(6), 87-96, 2016.
• [11] BAYNAL, K., GENCEL, İ., “Taguchi Yönteminin Gıda Sektöründe Çok Yanıtlı Problemin Eniyilemesinde Uygulanması”, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19(1), 107-121, 2015.
• [12] MONTGOMERY, D.C., Design and Analysis of Experiments, John Wiley & Sons, New York, USA, 1991.
• [13] GÜRAL, G., Gaz Kaynağında Proses Parametrelerinin Optimizasyonu, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İzmir, 2003.
• [14] HAMZAÇEBI, C., KUTAY, F., “Taguchi Metodu: Bir Uygulama”, Teknoloji, 6(3-4), 7-17, 2003.
• [15] TAYLAN, D., Taguchi Deney Tasarımı Uygulaması, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Isparta, Türkiye, 2009.
• [16] SAVAŞKAN, M., TAPTIK, Y., ÜRGEN, M., “Deney Tasarımı Yöntemi İle Matkap Uçlarında Performans Optimizasyonu”, İTÜ Mühendislik Dergisi, 3, 117-128, 2004.
• [17] MASMIATI, N., SARHAN, A.A., “Optimizing Cutting Parameters in Inclined End Milling for Minimum Surface Residual Stress–Taguchi Approach”, Measurement, 60, 267-275, 2015.
• [18] MEZARCIÖZ, S., OĞULATA, R.T., “Süprem Kumaşlarda Patlama Mukavemeti Değerinin Taguchi Ortogonal Dizayna Göre Optimizasyonu”, Tekstil ve Konfeksiyon, 20(4), 320-328, 2010.
• [19] MEL, M., KARIM, M.I.A., JAMAL, P., SALLEH, M.R.M., ZAKARIA, R.A., 2006, “The Influence of Process Parameters on Lactic Acid Fermentation in Laboratory Scale Fermenter”, Journal of Applied Sciences, 6, 2287-2291, 2006.
• [20] DEMIRBAŞ, E., “Adsorption of Cobalt (II) Ions from Aqueous Solution onto Activated Carbon Prepared from Hazelnut Shells”, Adsorption Science & Technology, 21(10), 951-963, 2003.
• [21] ROSE, E.P., MARUTHAMUTHU, RAJAM, S., DILEEPAN, B., VIGNESH, “Comparative Study of the Adsorption of Cobalt (II) Ions from Aqueous Solution Using Low Cost Adsorbents”, Der Pharma Chemica, 7(3), 46-50, 2015.
• [22] PRABAKARAN, R., ARIVOLI, S., “Removal of Cobalt (II) from Aqueous Solutions by Adsorption on Low Cost Activated Carbon”, International Journal of Science, Engineering and Technology Research, 2(2), 271-283, 2013.
• [23] ÖNCEL, M.S., “Doğal Kil Minerali Beydellit İle Sulu Çözeltilerden Co (II) Adsorpsiyonu”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16, 617-630, 2016.