Demir çelik endüstrisi yüksek fırın cürufu ve zeolit kullanılarak atık sulardan kurşun giderimi

Abstract

Bu çalışmada, demir çelik endüstrisi granüle yüksek fırın curufunun ve doğal bir malzeme olan zeolitin, sulu çözeltilerden kurşun gideriminde adsorbant olarak kullanımı araştırılmıştır. Çalışmalar kesikli olarak her iki adsorbant içinde yapılmıştır. Deneylerde arıtma performansına etki eden adsorbant dozu, temas süresi, giriş kurşun konsantrasyonu, sıcaklık etkileri incelenmiştir.Optimum dozaj miktarı curuf için 0,6 gr iken zelolit için 1,2 gr olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyonun dengeye ulaşma süresi zeolit ile yapılan deneylerde 90 dakika, curufla kurşun giderimi için yapılan deneylerde is 60 dakika olarak tespit edilmiştir. 25 °C'de curufun adsorpsiyon kapasitesi 10, 25, 50, 100 mg/l giriş kurşun konsantrasyonu için sırasıyla 0,594, 1,47, 2,42, 5,25 mg/gr bulunmuştur. Aynı sıcaklıkta zeolitin adsorpsiyon kapasitesi ise 25, 50, 100, 150, 200, 250 mg/l konsantrasyon için sırasıyla 2,05, 3,98, 7,42, 8,71, 12,64, 13,25 mg/gr olarak tespit edilmiştir.Kurşun adsorpsiyonu deneysel sonuçlara Langmuir, Freundlich, Temkin ve Sips izotermleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Kurşun adsorpsiyonunda curuf için Sips izotermi (R2:1), zeolit için Langmuir izotermi (R2:0,999) uygunluk göstermektedir.25 °C, 35 °C, 45 °C sıcaklıkları için her iki adsorbantta da termodinamik hesaplar yapılmıştır. ?H değeri zeolitle adsorpsiyonda egzotermik bir reaksiyonu gösterirken curufla adsorpsiyonda endotermik bir reaksiyon olduğunu göstermektedir. Her iki adsorbantında çalışılan tüm sıcaklıklarda ?G değerleri pozitif çıkarak kurşunun adsorpsiyonu sırasında dışarıdan enerji gereksinimi olduğunu göstermiştir. Curuf ile yapılan deneylerde pozitif ?S (0,125) değerlerinin bulunması katı/sıvı ara yüzeyindeki düzensizlik olduğunu göstermiş buna karşılık zeolit ile elde edilen sonuçlara bakıldığında negatif ?S (-0,084) değeri kurşun ve zeolit arasındaki adsorpsiyon ilişkisinin çok fazla stabil olduğunu göstermiştir.Yapılan çalışma sonucunda, zeolitin kurşun gideriminde iyi bir adsorbant olduğu curufun ise adsorpsiyon sırasında zeolitten daha az kurşun giderdiği belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Granüle Yüksek Fırın Curufu, Zeolit, Kurşun, Adsorpsiyon, İzoterm, Termodinamik