Bor endüstri atıklarından sezyumun ekstraksiyonu

Yıl 2020, Cilt: 26 Sayı: 7, 1273 - 1281, 07.12.2020

Engin Barut Rukiye Saygılı Canlıdinç Ferda Özmal Yunus Erdoğan

Öz

Bu çalışmada Kütahya’nın Emet ve Hisarcık bölgesindeki Eti Maden işletmesinin atığı olan ve buradaki çeşitli bölgelerden alınan; E1 (0-1 zon arası kil), E2 (3. zon cevher kili), H1 (Kapıkaya kili) bor numuneleri incelenmiştir. Amaç bu bölgelerdeki tesislerde üretim sonucu açığa çıkan bor endüstri atıklarının çözünürleştirilmesini sağlamak, kimyasal analizlerini yapmak ve sezyum metalinin miktarını tayin etmektir. Öncelikle bu atıkların XRD, FT-IR ve TGA-DTA analizleri ile karakterizasyonları yapılmış, XRF ve AAS ile de kimyasal analizleri gerçekleştirilmiştir. Numunelerdeki sezyum miktarını tayin etmek için işletmeden temin edilen numuneler önce 110 °C’de 24 sa. etüvde bekletilerek kurutulmuştur. Kurutulan numuneler çeneli kırıcı cihazı ile kırılmış ve havanlı öğütücüde öğütülerek 150 mikron elek altı numuneler deneylerde kullanmak üzere hazırlanmıştır. Optimum ekstraksiyon koşullarını tayin etmek için kavurma sıcaklığı, bor atığı/çeşitli tuzların kütle oranları, kavurma süresi, 100 °C’de geri soğutucu altında karıştırma süresi ve katı/sıvı oranı gibi parametreler çalışılmıştır. Deneylerde sezyum miktarları alevli atomik absorpsiyon spektroskopisi (FAAS) cihazı ile tayin edilmiştir. Çalışma sonunda elde edilen maksimum sezyum ekstraksiyon değerleri E1 numunesi için %89.5, E2 numunesi için %97 ve H1 numunesi için %94 olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Bor, Bor endüstri atıkları, Sezyum, Sezyum ekstraksiyonu

Kaynakça

• [1] Liu, S, Liu H, Huang Y, Yang W. “Solvent extraction of rubidium and cesium from salt lake brine with t-BAMBP−kerosene solution”. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25, 329−334, 2015.
• [2] Ye X, Wu Z, Li W, Liu H, Li Q, Qing B, Guo M, Ge, F. “Colloids and Surfaces A: Physicochemical Engineering Aspects”, 342, 76-83, 2009.
• [3] Jia Z, Cheng X, Guo Y, Tu L. “In-situ preparation of iron(III) hexacyanoferrate nano-layer on polyacrylonitrile membranes for cesium adsorption from aqueous solutions”. Chemical Engineering Journal, 325, 513-520, 2017.
• [4] Li Z, Pranolo Y, Zhu Z, Cheng CY. “Solvent extraction of cesium and rubidium from brine solutions using 4-tert-butyl-2-(α-methylbenzyl)-phenol”. Hydrometallurgy, 171, 1-7, 2017.
• [5] Kumar N, Leray I, Depauw A. “Chemically derived optical sensors for the detection of cesium ions”. Coordination Chemistry Reviews, 310, 1-15, 2016.
• [6] Berthold EC. “Rubıdıum and Cesıum”. Journal of Metals, 355-358, 1962.
• [7] Tuck, CA, “Cesium”. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, February 703, 648-4912, 2019.
• [8] Demir, M. “Pozitron Emisyon Tomografi (Pet) Fiziği”. Toraks Cerrahisi Bülteni, 6, 146-53, 2015.
• [9] Kearfott K. “Radiation Absorbed Dose Estimates for Positron Emission Tomography (PET): K-28, Rb-81, Rb-82, and Cs-130”. The Journal of Nuclear Medicine, 23, 1128-1132, 1982.
• [10] Özmal F. Hisarcık-Espey Bölgesi Bor Endüstri Atıklarında Eser Elementlerin Tayini ve Lityumun Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, Türkiye, 2012.
• [11] Ertan B, Erdoğan Y. “Separation of rubidium from boron containing clay wastes using solvent extraction”. Powder Technology, 295, 254-260, 2016.
• [12] Özmal F, Erdoğan Y, Kale M.“Determination of Optimum Extraction Conditions for Lithium, Rubidium and Cesium From Boron Industrial Waste and Analysis by FAAS”. Atomic Spectroscopy, 39(4), 164-169, 2018.
• [13] Türk A. Eti Maden Kırka Bor Atıklarından Rubidyumun Kazanılması. Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, Türkiye, 2012.
• [14] Ertan B. Hisarcık-Espey Bölgesi Bor Killerinde Eser Elementlerin Tayini ve Rubidyumun Kazanılması. Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, Türkiye, 2013.
• [15] Özder E. Bigadiç Eti Bor İşletmesi Atıklarındaki Eser Elementlerin Tayini ve Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, Türkiye, 2013.
• [16] Barut E. Bor Endüstri Atıklarından Sezyum Tayini. Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, Türkiye, 2017.
• [17] Tavakoli Mohammadi MR, Javad Koleini SM, Javanshir S, Abolghasemi H, Abdollahy M. “Extraction of rubidium from gold waste: Process optimization”. Hydrometallurgy 151, 25-32, 2015.
• [18] Zhou L, Yuan T, Li R, Zhong Y, Lei X. “Extraction of rubidium from kaolin clay waste: Process study”. Hydrometallurgy, 158, 61-67, 2015.
• [19] Jandova J, Dvorak P, Formanek J, Vu, HN. “Recovery of rubidium and potassium alums from lithium-bearing minerals”. Hydrometallurgy, 119-120: 73-76, 2012.
• [20] Dang H, Li N, Chang Z, Wang B, Zhan Y, Wu X, Liu W, Ali S, Li H, Guo J, Li W, Zhou H, Sun C. “Lithium leaching via calcium chloride roasting from simulated pyrometallurgical slag of spent lithium ion battery”. Separation and Purification Technology, 233, 116025, 2020.
• [21] Li H, Eksteen J, Kuang G. “Recovery of lithium from mineral resources: State-of-the-art and perspectives-A review”. Hydrometallurgy, 189, 105129, 2019.
• [22] Awual MR. “Ring size dependent crown ether based mesoporous adsorbent for high cesium adsorption from wastewater”. Chemical Engineering Journal, 303, 539-546, 2016.
• [23] Lee KY, Park M, Kim J, Oh, M, Lee EH, Kim KW, Chung DY, Moon JK. “Equilibrium, kinetic and thermodynamic study of cesium adsorption onto nanocrystalline mordenite from high-salt solution.” Chemosphere, 150, 765-771, 2016.
• [24] Lee NK, Khalid HR, Lee HK. “Adsorption characteristics of cesium onto mesoporous geopolymers containing nano-crystalline zeolites.” Microporous and Mesoporous Materials, 242, 238-244, 2017.
• [25] Khandaker S, Kuba T, Kamida S, Uchikawa Y. “Adsorption of cesium from aqueous solution by raw and concentrated nitric acid-modified bamboo charcoal.” Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(2), 1456-1464, 2017.