The use of different leaching methods to remove heavy metals from metal industry waste sludge

Metal sanayi atık çamurlarından ağır metal gideriminde farklı liç yöntemlerinin kullanılması

Abstract

In this study, the methods of acid leaching, chemical leaching and bioleaching in completely-mixed batch reactor were used to remove heavy metals from a metal industry waste sludge. The effect of pH, solids loading rate and detention time on the leaching process were investigated. The percent solubility of heavy metals increased with a decrease in pH and solids loading rate and an increase in detention time for all leaching applications. The solubility of heavy metals were found as: 73% Zn, 58% Cd, 60% Pb, 15% Cr, 70% Ni, 69% Cu for acid leaching; 90% Zn, 70% Cd, 65% Pb, 25% Cr, 77% Ni, 85% Cu for chemical leaching; and 97% Zn, 80% Cd, 85% Pb, 34% Cr, 93% Ni, 96% Cu for the bioleaching in a completely-mixed bach reactor. The highest values of rate constant (k) (day-1) for the solubility of heavy metals obtained from the bioleaching experiments results were determined as 0,1734, 0,0595, 0,0832, 0,0214, 0,1267, 0,1762 day-1 for Zn, Cd, Pb, Cr, Ni and Cu respectively.

Özet

Bu çalışmada, metal sanayi atık çamurlarından ağır metal gideriminde asit liç, kimyasal liç ve tam karışımlı-kesikli reaktörde biyoliç yöntemleri kullanılmıştır. Uygulanan her bir yöntem için pH, katı yükleme oranı ve bekletme süresinin liç işlemi üzerine etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda, ağır metal çözünürlüklerine göre her bir yöntemin karşılaştırılması yapılmıştır. Uygulanan liç yöntemlerinde, pH’nın azalması ve bekletme süresinin uzamasıyla ağır metal çözünürlüğü artarken, katı yükleme oranının artmasıyla metal çözünürlüğü azalmıştır. Ağır metal çözünürlükleri; asit liç işleminde %73 Zn, %58 Cd, %60 Pb, %15 Cr, %70 Ni, %69 Cu, kimyasal liç işleminde %90 Zn, %70 Cd, %65 Pb, %25 Cr, %77 Ni, %85 Cu ve tam karışımlı-kesikli reaktörde yapılan biyoliç işleminde %97 Zn, %80 Cd, %85 Pb, %34 Cr, %93 Ni, %96 Cu olarak bulunmuştur. Her bir ağır metal için en yüksek reaksiyon hız katsayısı (k, gün-1) değerleri tam karışımlı-kesikli reaktörde yapılan biyoliç işleminde elde edilmiştir. Bu elde edilen k değerleri Zn, Cd, Pb, Cr, Ni ve Cu için sırasıyla 0,1734, 0,0595, 0,0832, 0,0214, 0,1267 ve 0,1762 gün-1 olarak tespit edilmiştir.