Şırnak külünün Cd(II) ve Zn(II) adsorpsiyonunun araştırılması

Yapılan son çalışmalarla, toksik metallerin hem çevreye hem de canlıların biyolojik aktiviteleri üzerine olumsuz etki yaptığı artık kesinlik kazanmıştır.Önemli toksik metallerden olan Kadmiyum (Cd) ve Çinko (Zn) elementleri de bu zararlı etkilerde bulunan elementlerdendir.Ülkemizin oldukça önemli kömür yataklarına sahip olduğu bilinmektedir. Her yıl tonlarca kömür çıkarılmakta, sanayi ve endüstri de enerji kaynağı olarak kullanılmakta ve enerji kaynağı olarak çok önemli bir yer tutmaktadır. Ama kullanıldıktan sonra atık olarak geriye kalan küllerinin değerlendirilmesi pek mümkün olmamaktadır.Bu çalışma Şırnak asfaltitinden elde edilen küllerden, adsorpsiyon yöntemi ile Kadmiyum (Cd) ve Çinko (Zn) gibi iki önemli toksik metalin uzaklaştırılmasının yüksek verimle kullanılmasını sağlamak amacıyla yapılmıştır.Şırnak asfaltiti öncelikle 900ºC 'de kül fırınında 4 saat tutulmuş ve -140 mesh'e kadar öğütülmüştür. Külün suda çözünme oranının çok düşük olması avantajı gözlendikten sonra Kadmiyum (Cd) ve Çinko (Zn) elementleri için ayrı ayrı konsantrasyon, adsorban madde miktarı, pH, sıcaklık, süre gibi parametreler tespit edilmiştir.Külün hiçbir modifikasyona tabi tutulmadan yapılan adsorpsiyon deneylerinde sırasıyla; Zn için 500 ppm, Cd için ise 400 ppm optimum konsantrasyon miktarı tespit edilmiştir. Adsorban miktarı ise Cd için 0,5 g, Zn için ise 0,6 g olarak belirlenmiştir. Çünkü bu optimum değerlerden sonra adsorban miktarının artması ile adsorpsiyon değerlerinde düşme olmaktadır. Yani adsorpsiyon artık olumsuz olarak etkilenmektedir.Çalışılan pH deneylerinde ise verim daha çok asidik bölgelere kaymıştır ki, Cd için pH = 6 ve Zn için pH = 5,5 değerleri elde edilmiştir. Çünkü kuvvetli asidik pH da hidrojen ve metal iyonları yarışması söz konusu olmaktadır.Sıcaklığın etkisi için 4 farklı sıcaklıkta deneyler gerçekleştirilmiş ve sıcaklıkla Cd ve Zn 'nun tutulmasının arttığı belirlenmiştir. Endotermik tepkimelerin gerçekleştiği gözlenerek 60 ºC her iki metal içinde verimde optimum değer olarak saptanmıştır.Denge temas sürelerinin belirlenmesinde, kullanılan adsorbanın özelliği ve adsorbanın metal iyonu adsorpladığında verimin maksimuma ulaşması çok önemlidir. Bunun için yapılan çalışmalarda Cd için denge temas süresi 40 saat iken, Zn için 2 saat olarak bulunmuştur.Yapılan kinetik çalışmalarda 4 ayrı sıcaklık çalışılarak, veriler Lagergren ve Ho-McKay denklemlerinde değerlendirilerek sonuçların Ho-McKay denklemine daha uygun olduğu görüldü. Yapılan bu kinetik çalışmalardan sonra adsorpsiyon izotermleri çalışıldı. 4 farklı sıcaklık için adsorpsiyon izotermleri çizildi. Giles' in L- tipi izotermine uygunluğu saptandı ve Cd ile Zn için adsorpsiyon izotermlerinin Langmuir izotermine uyduğu belirlendi.Çalışmanın ikinci bölümünde de termodinamik parametreler hesaplanarak; ?G ?S ve ?H değerleri bulundu.Böylece külün modifiye edilmeden kullanılarak, Cd ve Zn toksik metalleri için adsorban özelliği belirlendi.