Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich isotherms araştırmaları, Nane ektraktı ile gümüşün sulu çözeltiden biyosorpsiyonu

Abstract

Bu çalışmada Nane (Mentha x piperita) bitkisinden elde edilen ekstraklar kullanılarak cevher işleyen hidrometalurjik proseslerden çıkan düşük konsantrasyonlu liç çözeltileri ile gümüş iyonları içeren atık çözeltilerden gümüşün biyosorpsiyonu amaçlanmıştır. Ayrıca araştırma konusu olan gümüş iyonları ile kirlenmiş atık suların biyolojik prosesler yardımıyla temizlenmesi hedeflenmiştir. Çalışma biyosorbentin hazırlanması, adsorbat hazırlanması, biyosorpsiyon deneylerinin yapılması ve bulguların yorumlanması olmak üzere dört ana başlık altında gerçekleştirilmiştir. Gümüş iyonlarının sıvı çözeltiden uzaklaştırmasında denge özelliklerini analiz etmek için Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri kullanılmıştır. Yapılan istatiksel değerlendirmeler sonunda en yüksek korelasyon katsayısı Temkin izoterminden (R2= 0,9736) elde edilmiştir. Temkin modelini, Dubinin-Radushkevich (R2= 0,9665), Langmuir (R2= 0,9174) ve Freundlich (R2= 0,9163) ve modelleri izlemektedir. Nane ekstraktninı sıvı çözeltiden Gümüş iyonları %99,48 verim düzeyinde bağladığı belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre Nane ekstraktının, gümüş iyonları için yüksek biyosorpsiyon kapasitesi göstermekte olup, gümüşün kirli çözeltilerden immobilizasyonu için kullanılabilme potansiyeli taşımaktadır. Yapılan deneyler sonunda, liç çözeltilerinde veya atıklarda bulunan ve ekonomik kayıp olarak nitelenen gümüş ionlarının Nane ekstraktı ile geri kazanımının mümkün olduğu belirlenmiştir. Ayrıca sıvı çözeltilerde bulunan gümüş önemli bir kirlilik unsuru olduğundan, cevher işleme süreçlerinde ortaya çıkan endüstriyel atıkların temizlenmesinde tamamen doğal biyolojik bir yöntem olarak nanenin kullanılabileceği saptanmıştır.

Keywords

• biyosrpsiyon
• gümüş
• izoterm
• giderme
• denge
• Mentha x piperita

Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin–Radushkevich isotherms studies removal of silver from aqueous solution by the Mint extract

Abstract

At this study, it is aiming to biosorption of the silver from low contentration leach solution that is extracted from the hydrometalurgical processes and the waste solution which includes silver ions by using the mint (Mentha x piperita) extracts. With the help of biological processes, it is also aimed to clean the waste water that is polluted with silver ions. The study was actualized under four main title as preparing the biosorbent, preparing the adsorbent, making the biosorption experiments and interpret the findings. In order to analyze the balance properties at removing the silver ions from the liquid solutions, Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherms are used. As a result of the performed statistical assessments, the highest correlation coefficient is obtained from Temkin isotherm (R2= 0,9736). It is followed by Dubinin-Radushkevich (R2= 0,9665), Langmuir (R2= 0,9174) and Freundlich (R2= 0,9163) respectively. It is determined that the mint extract bond the silver ion with %99.48 efficiency. Per these results, it is seen that the mint extract shows high biosorption capasity for silver ions and it has usage potential for immobilisation the silver from waste solutions. The results of the experiments shows that it is possible to recycle the silver ions that is in leach solutions or wastes which are considered economic lost by using mint extract. Also, since the silver is an important pollutant factor in solutions, it is determined that mint can be used as full natural cleaning method the industrial wastes that come out from ore processing.

Keywords

• biosorption
• silver
• isotherms
• removal
• equilibrium
• Mentha piperita

References

1. Anonim 2001, Madencilik ÖİK Raporu Metal Madenler Alt Komisyonu Değerli Metaller Çalışma Grubu Raporu DPT: 2623 - ÖİK: 634, 34 s, Ankara.1763-1766.
2. Bianchini, A., Grosell, M., Gregory, S. M., & Wood, C. M. (2002). Acute silver toxicity in aquatic animals is a function of sodium uptake rate. Environmental science & technology, 36(8),
3. Prabhu, S., & Poulose, E. K. (2012). Silver nanoparticles: mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. International nano letters, 2(1), 32.
4. Kawatra S. K., & Natarajan K. A. 2001. Mineral Biotechnology, Society for Mining, Metallurgy and Exploration, Vol. 263.
5. Lewis, G., Gaydardzhiev, S., Bastin, D., & Bareel, P. F. (2011). Bio hydrometallurgical recovery of metals from Fine Shredder Residues. Minerals Engineering, 24(11), 1166-1171.
6. Abdel-Ghani, Nour T., & Ghadir A. El-Chaghaby. (2014). "Biosorption for metal ions removal from aqueous solutions: a review of recent studies." Int J Latest Res Sci Technol 3.1: 24-42.
7. Jadhav, U. U., & Hocheng, H. (2012). A review of recovery of metals from industrial waste. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 54(2), 159-167.
8. Dada, A. O., Olalekan, A. P., Olatunya, A. M., & Dada, O. (2012). Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin–Radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of Zn2+ unto phosphoric acid modified rice husk. IOSR Journal of Applied Chemistry, 3(1), 38-45.

9. Balarak, D., Mostafapour, F. K., Azarpira, H., & Joghataei, A. (2017). Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin–radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of ampicilin unto montmorillonite nanoparticles. Journal of Pharmaceutical Research International, 1-9.
10. Faust, R. A. (1992). Toxicity summary for silver. Chemical Hazard Evaluation and Communication Group. Biomedical and Environmental Information Analysis Section Health and Safety Research Division. Oak Ridge Reservation Environmental Restoration Program. Tennessee.
11. Yücel, M., & Yücel, E. 2013. On the ecotoxicological effects of heavy metal pollution of industrial origin determination of wheat varieties" Biological Diversity and Conservation,6/3 6-11.
12. Tyagi, A. K., & Malik, A. 2011. Antimicrobial potential and chemical composition of Mentha piperita oil in liquid and vapour phase against food spoiling microorganisms. Food Control, 22(11), 1707-1714.
13. Iscan, G., Kırimer, N. E. S. E., Kürkcüoglu, M., Baser, H. C., & Demirci, F. 2002. Antimicrobial screening of Mentha piperita essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(14), 3943-3946.
14. Dorman, H. D., Kosar, M., Kahlos, K., Holm, Y., & Hiltunen, R. 2003. Antioxidant properties and composition of aqueous extracts from Mentha species, hybrids, varieties, and cultivars. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(16), 4563-4569.
15. Yadegarinia, D., Gachkar, L., Rezaei, M. B., Taghizadeh, M., Astaneh, S. A., & Rasooli, I. 2006. Biochemical activities of Iranian Mentha piperita L. and Myrtus communis L. essential oils. Phytochemistry, 67(12), 1249-1255.
16. Ahlatcı, F., Celep, O., & Deveci, H. 2017. Tiyosülfat İle Altın Ve Gümüş Liçinin Temelleri–Bölüm I. Bilimsel Madencilik Dergisi, 56(3), 117-130.
17. Aylmore, M.G., 2016. Thiosulfate as an Alternative Lixiviant to Cyanide for Gold Ores. In: M.D. Adams (Ed.), Advances in Gold Ore Processing. Elsevier Science, 485-523.
18. Gorain, B.K., Kondos, P.D., & Lakshmanan, V.I., 2016. Innovations in Gold and Silver Processing. In: V.I. Lakshmanan, R. Roy and V. Ramachandran (Eds.), Innovative Process Development in Metallurgical Industry. Springer, 393-428.
19. Puente-Siller, D. M., Fuentes-Aceituno, J. C., & Nava-Alonso, F. (2017). An analysis of the efficiency and sustainability of the thiosulfate-copper-ammonia-monoethanolamine system for the recovery of silver as an alternative to cyanidation. Hydrometallurgy, 169, 16-25.