Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması

Meric, Sureyya; Çifçi, Deniz İzlen

Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması

Deniz ÇİFÇİ, (Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendsilik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Tekirdağ, Türkiye)

Süreyya MERİÇ (Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendsilik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Tekirdağ, Türkiye)

Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

2 2

Yıl: 2021 Cilt: 33 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 185 - 192 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 26-09-2022

Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması

Öz:

Bu çalışmanın amacı kullanımı giderek artan ve değerli bir metal olan lityumun (Li) sulu çözelti içerisinde pomza adsorbanları ile geri kazanımının araştırılmasıdır. Bu amaç kapsamında manyetik demir kaplı pomza, $MnO_2$ kaplı pomza ve Mn kaplı pomza malzemeleri hazırlanarak adsorpsiyon yöntemiyle Li giderimi karşılaştırılmıştır. Çalışmada ayrıca farklı sıcaklıkların, adsorpsiyon süresinin ve çözelti pH değerlerinin Li adsorpsiyonu üzerine etkisi de belirlenmiştir. $MnO_2$ kaplı pomzanın SEM-EDX ve FTIR analizleri yapılarak özellikleri belirlenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda demir kaplı pomza ile Li giderimi sağlanamasa da mangan kaplı pomzalar ile Li adsorpsiyonu gerçekleşmiştir. En yüksek giderimin sağlandığı MnO2kaplı pomza ile yapılan çalışmalarda 1 saat adsorpsiyon süresinden sonra giderim veriminin değişmediği, sıcaklığın Li giderimine bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Fakat çözelti pH değeri lityum gideriminde önemli olup, en yüksek Li giderimi (% 40) pH 9 değerinde elde edilmiştir. Bu giderim değeri düşük olmakla birlikte özellikle deniz suyundan tatlı su eldesi veya jeotermal sulardan Li kazanımı prosesleri için uygun ön arıtma alternatifi oluşturacaktır.

Anahtar Kelime: Adsorpsiyon lityum mangan pomza

Comparision of Pumice-Based Adsorbents for Lithium Adsorption in Sythetic Aqueous

Öz:

The aim of this study is to investigate the recovery of lithium (Li), which is a valuable rare earth element with an increasing consumption rate, by the adsorption process using different pumice-based adsorbents (magnetic iron coated pumice, $MnO_2$ coated pumice and Mn coated pumice adsorbents) in distilled water. The effect of temperature, adsorption time and solution pH values on Li adsorption was studied. According to the results of the study, Li removal could not be achieved with iron coated pumice while Li adsorption occur with manganese coated pumice. The highest removal of Li was achieved with $MnO_2$ coated pumice and it was observed that the removal efficiency did not change after 1 h adsorption time and the temperature did not affect Li removal. However, the pH of the solution was important in Li removal, and the highest Li removal was obtained at pH 9. Although the removal efficiency was relatively low (40 %) these results can be evaluated as a good alternative for primary treatment to recover Li in membrane processes from seawater or geothermal waters.

Anahtar Kelime: Adsorption lithium manganese pumice

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Hoshino T. Preliminary studies of lithium recovery technology from seawater by electrodialysis using ionic liquid membrane. Desalination 2013; 317: 11-16.
[2] Çifçi Dİ, Adiloğlu S, Terzi S, Meriç S. Nadir toprak elementlerinden olan seryum ve lityumun sucul ve fitotoksik etkilerinin derlenmesi. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2019; 8(1): 9-22.
[3] Chitrakar R, Makita Y, Ooi K, Sonoda A. Lithium recovery from salt lake brine by H2TiO3. Dalton Trans 2014; 43: 8933- 8939.
[4] Işık T, Baba A, Demir MM. Jeotermal ve tuzlu sistemlerden lityum kazanımı. Jesdergi 2018; 1: 16-18.
[5] Tian L, Ma W, Han M. Adsorption behavior of Li+ onto nano-lithium ion sieve from hybrid magnesium/lithium manganese oxide. Chem Eng J 2010; 156: 134-140.
[6] Wajima T, Munakata K, Uda T. Adsorption behavior of lithium from seawater using manganese oxide adsorbent. Plasma and Fusion Res 2012; 7(2405021): 1-4.
[7] Hawash S, Abd El Kader E, El Diwani G. Methodology for selective adsorption of lithium ions onto polymeric aluminium (III) hydroxide. J Am Sci 2010; 6(11): 301-309.
[8] Navarrete-Guijosa A, Navarrete-Casas R, Valenzuela-Calahorro C, López-González JD, García-Rodríguez A. Lithium adsorption by acid and sodium amberlite. J Colloid Interf Sci 2003; 264: 60-66.
[9] Seron A, Benaddi H, Beguin F, Frackowiak E, Bretelle JL, Thiry MC, Bandosz TJ, Jagiello J, Schwarz JA. Sorption and desorption of lithium ions from activated carbons. Carbon 1996; 34(4): 481-487.
[10] Liu L, Zhang H, Zhang Y, Cao D, Zhao X. Lithium extraction from seawater by manganese oxide ion sieveMnO2.0.5H2O. Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 2015; 468: 280-284.
[11] Ryu T, Shin J, Ryu J, Park I, Hong H, Kim B-G, Chung K-S. Preparation and Characterization of a Cylinder-Type Adsorbent for the Recovery of Lithium from Seawater. Mater Trans 2013; 54(6): 1029-1033.
[12] Zhang Q-H, Sun S, Li S, Jiang H, Yu J-G. Adsorption of lithium ions on novel nanocrystal MnO2. Chem Eng Sci 2007; 62: 4869-4874.
[13] Zhang Q-H, Li S-P, Sun S-Y, Yin X-S, Yu J-G. Lithium selective adsorption on 1-D MnO2 nanostructure ion-sieve. Adv Powder Technol 2009; 20: 432-437.
[14] Zhang Q-H, Li S-P, Sun S-Y, Yin X-S, Yu J-G. LiMn2O4 spinel direct synthesis and lithium ion selective adsorption. Chem Eng Sci 2010; 65(1): 169-173.
[15] Recepoğlu YK, Kabay N, Yılmaz-Ipek İ, Arda M, Yoshizuka K, Nishihama S, Yüksel M. Equilibrium and kinetic studies on lithium adsorption from geothermal water by λ-MnO2. Solvent Extr Ion Exc 2007; 35(3): 221-231.
[16] Zandevakili S, Ranjbar M, Ehteshamzadeh M. Recovery of lithium from Urmia Lake by a nanostructure MnO2 ion sieve. Hydrometallurgy 2014; 149: 148-152.
[17] Kamran U, Heo Y-J, Won Lee J, Park S-J. Chemically modified activated carbon decorated with MnO2 nanocomposites for improving lithium adsorption and recovery from aqueous media. J Alloy Compd 2019; 794: 425-434.
[18] Çifçi Dİ, Meriç S. A review on pumice for water and wastewater treatment. Desalin Water Treat 2016; 57(39): 18131- 18143
[19] Rusevova K, Kopinke F-D, Georgi A. Nano-sized magnetic iron oxides as catalysts for heterogeneous Fenton-like reactions-Influence of Fe(II)/Fe(III) ratio on catalytic performance. J Hazard Mater 2012; 241-242: 433-444.
[20] Miyai Y, Ooi K, Katoh S. Recovery of lithium from seawater using a new type of ion-sieve adsorbent based on MgMn2O4. Separ Sci Technol 1988; 23(1-3): 179-191.
[21] Park HJ, Singhal N, Jho EH. Lithium sorption properties of HMnO in seawater and wastewater. Water Res 2015; 87: 320- 327.
[22] Günan Yücel H. Lityum(I) adsorpsiyonu için Pichia Stipitis mayası ile yeni bir hibrit adsorbent geliştirilmesi. MSc Hacettepe University, Ankara, Turkey, 2017.
[23] Sepehr MN, Amrane A, Karimaian KA, Zarrabi M, Ghaffar HR. Potential of waste pumice and surface modified pumice for hexavalent chromium removal: Characterization, equilibrium, thermodynamic and kinetic study, J Taiwan Inst Chem E 2014; 45: 635-647.
[24] Khorzughy SH, Eslamkish T, Ardejani FD, Heydartaemeh MR. Cadmium removal from aqueous solutions by pumice and nano-pumice. Korean J Chem Eng 2015; 32(1): 88-96.
[25] Saha S, Pal A. Microporous assembly of MnO2 nanosheets for malachite green degradation, Separ Purif Technol 2014; 134: 26-36.

APA	Çifçi D, Meric S (2021). Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. , 185 - 192.
Chicago	Çifçi Deniz İzlen,Meric Sureyya Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. (2021): 185 - 192.
MLA	Çifçi Deniz İzlen,Meric Sureyya Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. , 2021, ss.185 - 192.
AMA	Çifçi D,Meric S Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. . 2021; 185 - 192.
Vancouver	Çifçi D,Meric S Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. . 2021; 185 - 192.
IEEE	Çifçi D,Meric S "Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması." , ss.185 - 192, 2021.
ISNAD	Çifçi, Deniz İzlen - Meric, Sureyya. "Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması". (2021), 185-192.

APA	Çifçi D, Meric S (2021). Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 33(1), 185 - 192.
Chicago	Çifçi Deniz İzlen,Meric Sureyya Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 33, no.1 (2021): 185 - 192.
MLA	Çifçi Deniz İzlen,Meric Sureyya Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.33, no.1, 2021, ss.185 - 192.
AMA	Çifçi D,Meric S Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 33(1): 185 - 192.
Vancouver	Çifçi D,Meric S Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 33(1): 185 - 192.
IEEE	Çifçi D,Meric S "Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması." Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 33, ss.185 - 192, 2021.
ISNAD	Çifçi, Deniz İzlen - Meric, Sureyya. "Pomza-Bazlı Adsorbanların Sentetik Su Numunelerinden Lityum Adsorpsiyonu Verimliliğinin Karşılaştırılması". Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 33/1 (2021), 185-192.