Kırmızı çamur ve boksitten zenginleştirilen kritik elementlerin sorpsiyon prosesi ile geri kazanımı

Bu çalışmada, nadir toprak elementlerinden (NTE) La, Ce ve Nd elementlerinin kırmızı çamur ve boksitten asit liçi ve sülfasyon-kavurma-su liçi prosesleri ile zenginleştirilen sulu çözeltilerinden geri kazanımı için kesikli adsorpsiyon çalışmaları yürütülmüştür. Ticari reçinelere ek olarak doğal malzemelerden mikrokapsül hazırlanarak adsorban olarak kullanılmış ve hem reçineler ile mikrokapsüllerin hem de kırmızı çamur ve boksit numunelerinin kıyaslaması yapılmıştır. Adsorban miktarı, konsantrasyon, sıcaklık, pH ve temas süresi parametrelerinin adsorpsiyon prosesine etkileri incelenmiştir. NTE geri kazanımı için yürütülen konsantrasyon deneysel çalışmalarından çıkan sonuçlar kullanılarak Langmuir, Freundlich, D-R ve Scatchard adsorpsiyon izoterm eğrileri çizilerek izoterm parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca, temas süresi verileri ile pseudo-birinci derece ve pseudo-ikinci derece kinetik modelleri uygulanarak prosesin kinetik çalışması yapılmıştır. Buna ek olarak, sıcaklık verileri ile reaksiyon termodinamik çalışması yapılarak ΔSo standart entropi (kJ/mol.°K), ΔHo standart enthalpi (kJ/mol) ve ΔGo Gibbs Serbest Enerji değerleri hesaplanmıştır. Bununla birlikte; BET, FTIR ve SEM+EDX analizleri ile adsorbanların karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Yürütülen deneysel çalışmalar sonucunda optimum şartlar belirlenmiş ve bu optimum şartlarda elde edilen maksimum adsorpsiyon verimlerinin reçinelerde %99,75'in, doğal malzemelerde ise %97,25'in üzerinde olduğu tespit edilmiştir ki bu da bu adsorbanların NTE geri kazanımı için verimli adsorbanlar olduğunu ortaya koymaktadır. Kinetik çalışmaları sonucunda elde edilen veriler göstermektedir ki sonuçlar çoğunlukla pseudo-ikinci derece kinetik modele yüksek oranda uyum sağlamaktadır. Ayrıca, izoterm çalışmaları sonuçlarına göre; Langmuir ve Scatchard izoterm modellerine uyum gözlenmiştir. Buna ek olarak, termodinamik çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlar ise numunelerin çoğunda prosesin ekzotermik olduğunu, adsorban maddenin iyonlara olan eğilimini göstermekte ve prosesin tüm numunelerde istemli olduğu sonucuna ulaşılmaktadır.