Emülziyon tipi sıvı membran prosesi ile seyreltik sulu çözeltilerden krom giderilmesi

Abstract

ÖZET Anahtar kelimeler: Sıvı membran, emülziyon tipi sıvı membran, karışımların ayrılması, ekstraksiyon, metal ekstraksiyonu, krom giderilmesi, Alamine 336. Polimerik, seramik ve metalik membranların kullanıldığı membran operasyonları karışımların ayrılması ve kimyasal reaksiyonların gerçekleştirilmesine büyük ölçüde uygulanır. İki karışabilen akışkan kendileri ile karışmayan bir sıvı ile ayrılırsa, fakat akışkan arasında bir kütle transferi gerçekleştirdiği taktirde sıvı membran oluşur. Polimer membranlarla kıyaslandığında, sıvılardaki difüzyon katsayılarının daha büyük olmasından dolayı membranlardan daha yüksek kütle akılan elde etmek için son yıllarda sıvı membranlara ilginin artmasına sebep olmuştur. Krom, sulu sistemlerde hem trivalent (Cr3+) ve hem de hekzavalent (Cr6+) iyonlar olarak bulunur. Hekzavalent krom, endüstriyel atıklarda mevcut olup, kromat (C1O4") ve dikromat (Cr2Oy) şeklinde bulunur. Krom bileşikleri korozyonu önlemek amacıyla soğutma suyuna katılır. Bu bileşikler mürekkep, endüstriyel boya ve boya pigmentlerinin imalinde, krom dabaklamada, metal temizleme, kaplama ve elektrokaplama işlemlerinde kullanılır. Metal kaplama endüstrisinde, otomobil parça imalatçıları krom kaplamalı metal parçaların en büyük üreticilerindendir. Çoğu zaman atık kromun esas kaynağı kromik asit banyosu ve bu gibi metal kaplama işlemlerinde kullanılan yıkama ve durulama suyudur. Endüstriyel operasyonlardaki krom bileşiklerinin önemli uygulamalarından dolayı, krom içeren atıkların endüstriyel deşarjı çevresel problemlerin oluşmasına yol açmıştır. Bu sebebten son yıllarda artan çevresel ilgi ve doğal kaynakların fiyatlarının giderek yükselmesi atık sulardan veya seyreltik sulu çözeltilerden metal iyonlarının geriye kazanılmasına olan ilginin artmasına yol açmıştır. Ekstraksiyon ve sıyırma işlemlerinin tek bir kademede birleştirilmesi, yani sıvı membran kullanılması daha az madde miktarı ve düşük işletme masraflarından dolayı en ucuz ayırma tekniklerinden birisini teşkil eder. Bu çalışmada emülziyon tipi sıvı membran prosesi ile sulu çözeltierden Cr6+ iyonlarının giderilmesi amaçlanmıştır. Besleme pH ve konsantrasyonu, taşıyıcı cinsi ve konsantrasyonu, faz oranı, muamele oranı ve çözücü tipinin ekstraksiyon verimine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. IX

CHROMIUM REMOVAL FROM A DILUTE AQUEOUS SOLUTIONS BY EMULSION TYPE OF LIQUID MEMBRANES SUMMARY Key words: Liquid membranes; emulsion type; separation of mixtures; metal extraction; chromium removal; carrier. Membran operations, in which selective transport properties of polymeric, ceramic and metalic membranes are utilized, are widely applicable to the separation of mixtures and realization of chemical reactions. If two miscible fluids are separated by a liquid which is immiscible with them but enables a mass transport between the fluids, a liquid membrane is formed. In recent years, an increased interest in liquid membranes arises from the effort to achieve larger mass flows through the membranes due to the fact that diffusion coefficients in liquids are order of magnitude greater in comparison with polymers. Chromium occurs in aqueous systems as both the trivalent (Cr3+) and the hexavalent (Cr6+) ions. Hexavalent chromium present in industrial wastes is primarily in the from of chromate (CrO*") and dichromate (CrjOy'J. Chromium compounds are added to cooling water to inhibit corrosion. They are employed in manufacture of inks, industrial dyes and paint pigments, in chrome tanning, other metal cleaning, plating and electroplating operations. In the metal plating industry, automobile parts manufacturers are one of the largest producers of chromium-plated metal parts. Frequently the major source of waste chromium is the chromic acid bath and rinse water used in such metal plating operations. In view of the large number of important applications of chromium compounds in industrial operations, the industrial discharge of chromium-bearing wastes has created environmental problems. Therefore, recent years have witnessed a growing interest towards the recovery of metal ions from their dilute aqueous solutions or wastewaters due to an increasing environmental concern and rising prices of natural resources. Liquid membrane separation, combining the processes of extraction and stripping in a single step, constitutes one of the cheapest separation techniques because of its relatively small inventory and low running costs. In this study it is aimed at removing Cr6+ ions from aqueous solutions by emulsion liquid membranes. The effects of feed pH and concentration, carrier type and concentration, phase ratio, treatment ratio and solvent type on extraction efficiency were examined.