ÇİNKO EKSTRASKSİYON ARTIĞI KULLANARAK ATIKSULARDAN CR (VI) GİDERİLMESİ

Abstract

Yüksek Lisans Tezi ÇİNKO EKSTRAKSİYON ARTIĞI KULLANILARAK ATIKSULARDAN Cr(VI) GİDERİLMESİ Fatma GÜNAYDIN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 1998, Sayfa 77 Öncelikli metalik mikrokirleticilerden birisi olan krom sulu sistemlerde Cr(III) ve Cr(VI) şekillerinde bulunur. Kromat bileşiklerinin yaygın olarak kullanılması sonucu sulara geçen Cr(VI)'nın toksik ve kanserojen olması, sularda bulunmasına müsade edilen miktarının sınırlandırılmasına ve arıtımı üzerine yoğun araştırmalar yapılmasına neden olmuştur. Cr(VI)!nın atıksulardan uzaklaştırılması, önce bir indirgeme sonra da oluşan Cr(III)'ün hidroksit şeklinde çöktürülmesi basamaklarım içerir. Cr(VI)'nın çözünür bir kurşun tuzu kullanılarak PbCr04 şeklinde doğrudan çöktürülmesi mümkündür. Bu fikirden hareket ederek gerçekleştirilen bu çalışmada, karbonatlı çinko-kurşun cevherlerinden çinko ekstraksiyonunda bir yan ürün olarak ortaya çıkan ve önemli miktarda kurşunu oksit ve sülfat şeklinde içeren katı artık kullanılarak kromat çözeltilerinden Cr(VI)'nın uzaklaştırılması araştırılmıştır. Bu amaçla, kesikli deneyler yapılarak Cr(VI) giderilmesi üzerine, başlangıç Cr(VI) konsantrasyonu, temas süresi, çinko ekstraksiyon artığı (ÇEA) dozu, sıcaklık vepH gibi parametrelerin etkileri incelendi. Çalışma boyunca, Cr(VI) giderilmesi yanında ÇEA'dan çözeltiye geçen kadmiyum, kurşun, mangan ve çinko konsantrasyonu da takibedildi. Çözeltinin Cr(VI) konsantrasyonunun artması, Cr(VI)'nın giderilmesinde daha uzun bir temas süresine veya daha yüksek bir ÇEA dozuna ihtiyaç göstermektedir. Çözelti sıcaklığının artırılması Cr(VI) giderilme etkinliğini artırmaktadır. Bu durum, ÇEA ile Cr(VI) giderilmesi işleminin endotermik olduğunu göstermektedir. Diğer taraftan, temas süresinin, ÇEA dozunun ve sıcaklığın artması ÇEA'dan çözelti ortamına geçen metallerin konsantrasyonunu da artırmaktadır. Kurşunun çözeltiye geçişi Cr(VI)'nın büyük oranda uzaklaşmasını takibeden sürelerde olmaktadır. ÇEA kullanılarak kromat çözeltisinden Cr(VI) giderilmesinin büyük ölçüde çözelti pH'sına bağlı olduğu belirlenmiştir. Kuvvetli asidik ortamda Cr(VI) uzaklaşma verimi oldukça düşüktür. Başlangıç pH'sının artırılmasıyla birisi pH 5.0, diğeri de pH 1 1.0 civarında olmak üzere Cr(VI) giderme veriminin yüksek olduğu iki pH bölgesi tespit edilmiştir. pH 11.0 bölgesinde ÇEA'dan çözelti ortamına geçen metal konsantrasyonu çok düşük olarak bulunmuştur. Ancak pH 5.0 civarında Cr(VI)'nın giderildiği çözeltide bulunan ağır metallerin, ortam pH'sının 9.0 civarına getirilmesinden sonra çok düşük seviyelere düştüğü belirlenmiştir. pH 5.0 ve pH 11.0 civarında yapılan Cr(VI) giderilme deneylerinde elde edilen katı artıklarda sırasıyla PbCrC O4ve PbO-PbCrCU tespit edilmesi, Cr(VI) giderilmesinin adsorpsiyonun yanında önemli ölçüde çökme ile gerçekleştiğini göstermektedir. Sonuç olarak, karbonatlı çinko kurşun cevherlerinin işlenmesinde ortaya çıkan ve maliyeti bulunmayan katı artığın Cr(VI) içerikli atıksuların arıtılmasında kullanılabileceği ifade edilebilir. Anahtar Kelimeler: Ağır metal, Cr(VI) giderilmesi, çinko ekstraksiyon artığıIll SUMMARY Master Thesis REMOVAL of Cr(VI) from WASTEWATERS by USING ZINC EXTRACTION RESIDUE Fatma GÜNAYDIN Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering 1998, Page 77 Chromium, which is one of a priority metallic micropollutants, occurs in the forms of Cr(III) and Cr(VI) in aqueous systems. That Cr(VI) introduced into waters as a result of intensively use of chromate compounds have caused its allowable concentration in waters to be restricted and the many investigations on the treatment of Cr(VI) to be done. The removal of Cr(VI) from wastewaters includes the reduction stage prior to precipitation of formed Cr(III). It is possible the direct precipitation of Cr(VI) in the form of PbCr04 by using a soluble lead salts. Starting with this idea, in this study, the removal of Cr(VI) from chromate solution by using the solid residue obtained in zinc extraction process as a by product from carbonated zinc-lead ore and containing a significant amount of lead in the form of oxide and sulphate was investigated. For this purpose, the effects of the parameters such as initial Cr(VI) concentration, contact time, the dosage of zinc extraction residue (ZER), temperature and pH on the removal of Cr(VI) werestudied by using a batch system. In addition, the concentration of cadmium, lead, mangan and zinc solubilized from zinc extraction residue were determined throughout the study. With increasing the concentration of Cr(VI), it is required that a long period of contact time or a higher dosage of ZER for the removal of Cr(VI). The removal efficiency of Cr(VI) increased with increasing temperature of solution. This situation shows the removal process of Cr(VI) by ZER is endothermic. On the other hand, the concentration of metals released from ZER into the solution increased with increasing contact time, the dosage of ZER and temperature. The passing of lead into the solution starts at contact time that the removal of Cr(VI) is completed to a large extend. The removal of Cr(VI) from aqueous solutions by using ZER is highly dependent on the pH of solution. The removal yield of Cr(VI) at strong acidic conditions is quite low. With increasing the initial pH of solution, it was observed that the removal yield of Cr(VI) attained to 100 % at about the initial pH at 5.0 and 11.0. However, it was determined that the concentration of heavy metals in the solution which Cr(VI) was removed were decreased to very low levels by adjusting the pH of the solution to approximately 9.0. The detection of PbCr04 and PbO.PbCr04 in the residual pulp obtained from the experiments carried out at around initial pH 5.0 and 11.0 shows that the removal mechanisms of Cr(VI) extremely based on the precipitation beside the adsorption. As a result, it can be stated that the costless residue from the processing of lead-zinc carbonate ores may be used in the treatment of wastewaters containing Cr(VI). Key words: Heavy metal, Cr(VI) removal, zinc extraction residue,