| Popis: |
ÖZET Bu çalışmada, Dowex 2x8 anyon değiştirici reçine kullanılarak sulu çözeltiden bor giderimi incelenmiştir. Çalışmanın birinci kısmında reçinenin sorpsiyon davranışı, pH, temas süresi, sıcaklık, çözeltinin başlangıç bor derişimi, reçine miktarı ve diğer iyonların etkisinin bir fonksiyonu olarak araştırılmıştır. Bor için en yüksek sorpsiyon değeri pH 9'da gözlenmiştir. Dengeye ulaşma süresi 25 °C'de 480 dakika olarak bulunmuştur. Bor giderim yüzdesi sıcaklık ve başlangıç bor derişimi arttıkça azalmıştır. Sürecin serbest enerji, entalpi ve entropi değişimi gibi termodinamik parametreleri hesaplanmıştır. Reçine miktarındaki artışla giderim etkinliği optimum miktara kadar artmıştır. Çözeltide diğer iyonların bulunması bor sorpsiyonunu önemli derecede etkilemiştir. Gözlenen sorpsiyon olayının tanımlanmasında Langmuir izotermi kullanılmıştır. pH 9'da ve 25°C'de Dowex 2x8 reçinesi için en yüksek sorpsiyon kapasitesi 16,98 mg B/g olarak bulunmuştur. Reçineden borun kantitatif eiüsyonu 25°C de 0,5 M H2S04 ya da 0,5 M HCİ çözeltisi kullanılarak elde edilmiştir. Genelleştirilmiş iyon değişimi kinetik modeli, Dowex 2x8 reçinesi ile elde edilen kinetik verilere uygulanmıştır ve hız sınırlayıcı basamağın fılm-tanecik içi yayınım olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, bor giderimi için Dowex 2x8 anyon değiştirici reçine kullanılarak kolon sorpsiyon-elüsyon deneyleri yapılmıştır. Kırılma eğrisi besleme akış hızının fonksiyonu olarak elde edilmiştir ve reçine kapasitesi hesaplanmıştır. Reçine tarafından tutulan bor 0,5 M HCİ çözeltisi ile farklı akış hızlarında kantitatif olarak elue edilmiştir. Üç kez sorpsiyon-elüsyon-yıkama-rejenerasyon-yıkama döngüsü ile reçinenin tekrar kullanılabilirliği çalışılmıştır. Toplam kapasite değerleri üç sorpsiyon- elüsyon-rejenerasyon döngüsünden sonra hemen hemen aynı kalmıştır. Thomas ve Yoon-Nelson modeli, kırılma eğrisini belirlemek için deneysel verilere uygulanmıştır ve bunların kolonun dinamik davranışını tanımlamak için uygun oldukları bulunmuştur. ANAHTAR KELİMELER Bor, İyon değişimi, Dowex 2x8, Kesikli sistem, Kolon çalışması. SUMMARY In this study, boron removal from aqueous solutions was examined using Dowex 2x8 anion exchange resin. In the first part of the study, the sorption behaviour of resin was investigated as a function of pH, contact-time, temperature, initial boron concentration of solution, resin dosage and effect of other ions. The maximum sorption value for boron was observed at pH 9. The equilibrium time was found to be 480 min. at 25 °C. The percent removal of boron decreased as temperature and initial boron concentration increased. Thermodynamic parameters of the process such as free energy, enthalpy and entropy change were calculated. Increase in resin dosage, the removal efficiency increased up to optimum dosage. The presence of other ions in solutions affected the sorption of boron significantly. The Langmuir isotherm was used to describe observed sorption phenomena. It was determined that the maximum sorption capacity of 16,98 mgB/g for Dowex 2x8 at pH of 9 and 25°C. The quantitative stripping of boron from resin was obtained with 0.5 M H2SO4 or 0.5 M HC1 solutions at 25°C. Generalised ion exchange kinetic model was applied to fit the kinetic data obtained by using Dowex 2x8 and the rate-determining step is determined as film- intraparticle diffusion. In the second part of this study, column sorption-elution experiments for boron removal were performed using Dowex 2x8 anion exchange resin. The breakthrough curve was obtained as a function of feed flow rate and capacity value of resin was calculated. The boron on the resin was quantitatively eluted with 0.5 M HCI solution at different flow rates. Recycle use of resin was studied by the use three sorption-elution- washing-regeneration-washing cycles. Total capacity values remained almost the same after three sorption-elution-regeneration cycles. Thomas and Yoon-Nelson models were applied to experimental data to predict the breakthrough curves and were found suitable for describing dynamic behaviour of the column. KEY WORDS Boron, Ion exchange, Dowex 2x8, Batch system, Column study. 141 |
