Lityumun Hidrometalurjisi: Kitosan-Lityum İyon Elek Kompoziti Kullanılarak Jeotermal Tuzlu Sulardan Seçici Ayırma

Abstract

Bu çalışmada, kitosan kaplı lityum manganez oksit kompoziti (CTS/LMO) kullanılarak jeotermal tuzlu sulardan lityumun (Li) seçici olarak geri kazanılması araştırılmıştır. Türkiye'deki Germencik ve Tuzla'dan elde edilen ve farklı fizikokimyasal özelliklerle karakterize edilen jeotermal tuzlu sular, adsorpsiyon performansını değerlendirmek için kullanılmıştır. Freundlich izotermi, adsorpsiyon verileri için en iyi uyumu sağlayarak heterojen ve çok katmanlı adsorpsiyonu göstermektedir ve Langmuir izoterminden elde edilen Germencik için maksimum adsorpsiyon kapasiteleri 3.622 mg/g ve Tuzla için 3.556 mg/g'dır. Kinetik çalışmalar, lityum adsorpsiyonunun Germencik için psödo-birinci dereceden bir model (R2 = 0.992) ve Tuzla için psödo-ikinci dereceden bir model (R2 = 0.914) izlediğini ortaya koymuştur. Parçacık içi difüzyon modeli, sınır tabakası difüzyonunu önemli bir hız sınırlayıcı adım olarak tanımlanmıştır ve Germencik için 0,365 mg/g·h0,5 ve Tuzla için 0,588 mg/g·h0,5 difüzyon hız sabitleri elde edildi. Mekanistik çalışmalar, iyon değişiminin baskın adsorpsiyon mekanizması olduğunu göstermiştir ve Germencik için 8,64 kJ/mol ve Tuzla için 9,13 kJ/mol adsorpsiyon enerji değerleri ile desteklenmiştir. Optimal koşullar, Germencik için %95 ve Tuzla için %80 lityum geri kazanım verimliliği sağlamıştır. Farklılıkların tuzluluk ve iyonik bileşimdeki değişikliklerden kaynaklandığı düşünülmektedir.. CTS/LMO, Li'yi %69,03 verimlilikle 241 BV'ye kadar etkili bir şekilde tutarken, desorpsiyon 9 BV'de 43 mg/L'de zirveye ve bir model çözeltiyle kolon çalışmasında da %76 elüsyon verimliliğine ulaşmıştır. Bu bulgular, CTS/LMO'nun jeotermal tuzlu sulardan Li geri kazanımı için etkili ve sürdürülebilir bir adsorban olarak potansiyelini ortaya koyarak, yenilenebilir enerji uygulamalarında Li'ye olan talebin artmasına katkıda bulunmaktadır.