Soda Ash Production from Trona Mine Obtained from Alkaline Lakes: Lake Van and Lake Arin Samples, Lake Van Basin, Turkey

Year 2023, Volume: 28 Issue: 3, 1068 - 1080, 29.12.2023

Vural Oyan

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1259551

Abstract

In this study, the trona and soda ash richness of the Van and Arin lakes in the Lake Van Basin were investigated. In these lakes rich in sodium and carbon, current trona precipitation has been observed by natural evaporation and trona-soda ash was obtained from the lake waters by chemical methods. Evaporation, calcination, leaching, and centrifugation methods were carried out on 400 ml of water samples taken from the lakes. As a result of these experiments, 1 and 3 gr trona and soda ash were obtained from Van and Arin lake waters, respectively. These data indicate that 2 and 10 g of trona and soda ash can be obtained, respectively, in water of 1 litre. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and X-ray fluorescence (XRF) analyses were performed to determine the characterization of soda ash obtained as the final product. XRD and XRF analyses performed on the final product showed that almost all the samples contained Na2CO3 (sodium carbonate; soda ash) and had a Na2O content of 65%. SEM-EDX analyses indicated that the final product was enriched with Na and C according to the raw trona sample and the final product had a Na2O content between 57-65%. All findings revealed that Van and Arin lake waters are rich in trona and soda ash and that soda ash can be obtained from lake waters by chemical methods.

Keywords

Lake Van Basin, Soda ash, Trona

Project Number

FBA-2018-7558

Alkali Göllerden Elde Edilen Trona Madeninden Soda Külü Üretimi: Van ve Arin Gölü Örnekleri, Van Gölü Havzası, Türkiye

Abstract

Bu çalışmada, Van Gölü havzasındaki Van ve Arin Göllerinin trona ve soda külü zenginliği araştırılmıştır. Sodyum ve karbon yönünden zengin bu göllerde doğal buharlaşma ile mevcut trona çökelmesi gözlemlenmiş ve göl sularından kimyasal yöntemlerle trona ve soda külü elde edilmiştir. Göllerden alınan 400 ml su numunesi üzerinde buharlaştırma, kalsinasyon, liç ve santrifüjleme yöntemleri uygulanmıştır. Bu deneyler sonucunda Van ve Arin Gölü sularından sırasıyla 1 ve 3 gr trona ve soda külü elde edilmiştir. Bu veriler, 1 litre suda sırasıyla ortalama 2.5 ve 7.5 gr trona ve soda külü elde edilebileceğini göstermektedir. Nihai ürün olarak elde edilen soda külünün karakterizasyonunu belirlemek amacıyla X-ışınları kırınım (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX) ve X-ışınları floresans (XRF) analizleri yapılmıştır. Nihai ürün üzerinde gerçekleştirilen XRD ve XRF analizleri, örneğin tamamına yakınının Na2CO3 (sodyum karbonat; soda külü) içerdiğini ve %65 oranında Na2O içeriğine sahip olduğunu göstermiştir. SEM-EDX analizleri ham trona örneğine göre nihai ürünün Na ve C elementlerince zenginleştiğini ve nihai ürünün %57-65 arasında Na2O içeriğine sahip olduğuna işaret etmiştir. Tüm bulgular, Van ve Arin göl sularının trona ve soda külü bakımından zengin olduklarını ve kimyasal yöntemlerle göl sularından soda külü elde edilebileceğini ortaya koymuştur.

Keywords

Soda külü, Trona, Van Gölü Havzası

Supporting Institution

Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü

Project Number

FBA-2018-7558

Thanks

Bu çalışma Van yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından FBA-2018-7558 nolu proje çalışması ile desteklenmiştir.

References

• Akyüz, D. E. (2008, Ağustos). Data mining technique to analysis of Van Lake water level. Van Gölü Hidrolojisi ve Kirliliği Konferansı, Van.
• DAKA. (2021). Van Gölü suyunun ekonomik yönleri “Trona-soda külü üretimi. Van, Türkiye: DAKA Yayınları.
• DPT. (2007). Endüstriyel Hammaddeler ve Madencilik Alt Komisyon Raporu. Ankara, Türkiye: Dokuzuncu Beş Yıllık Kalkınma Planı.
• Kamar, G. (2018). Palynology of Lake Arin (Eastern Anatolia, Turkey) deposits and its relation with water level change of Lake Van: Preliminary findings. Quaternary International, 486, 83-88. doi:10.1016/j.quaint.2017.05.020
• Karaoğlan, F., Parlak, O., Hejl, E., Neubauer, F., & Klötzli, U. (2016). The temporal evolution of the active margin along the Sooutheast Anatolian orogenic belt (SE Turkey): evidence from U–PB, Ar–Ar and fission track chronology. Gondwana Research, 33, 190-208. doi:10.1016/j.gr.2015.12.011
• Karaoğlu, Ö., Özdemir, Y., Tolluoğlu, A. Ü., Karabıyıkoğlu, M., Köse, O., & Froger, J. L. (2005). Stratigraphy of the volcanic products around Nemrut Caldera: Implications for reconstruction of the caldera formation. Turkish Journal of Earth Sciences, 14, 123-143.
• Kardaş, A. (2017). Osmanlı’dan Cumhuriyet’e Van’da Madencilik Çalışmaları. Ankara, Türkiye: Gazi kitapevi.
• Köse, O. (2004, Eylül). Van Gölü yakın çevresinin coğrafyası. DAJEO 2002 Kongresi, Van.
• Landmann, G., Reimer, A., Lemcke, G., & Kempe, S. (1996a). Dating Late Glacial abrupt climate changes in the 14.570 yr long continuous varve record of Lake Van, Turkey. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 122, 107-118. doi:10.1016/0031-0182(95)00101-8
• Landmann, G., Reimer, A., & Kempe, S. (1996b). Climatically induced lake level changes at Lake Van, Turkey, during the Pleistocene/Holocene transititon. Global Biogeochemical Cycles, 10, 797-808. doi:10.1029/96GB02347
• Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V.A., Chugaev, A.V., & Sharkov, E.V. (2016). Magmatic evolution of the Early Pliocene Etrüsk stratovolcano, Eastern Anatolian Collision Zone, Turkey. Lithos, 256–257, 88–108. doi:10.1016/j.lithos.2016.03.017
• Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V. A., Chugaev, A. V., Sharkov, E. V., & Ünal, E. (2017). Petrology and geochemistry of the quaternary mafic volcanism in the northeast of Lake Van, Eastern Anatolian Collision Zone, Turkey. Journal of Petrology, 58, 1701–1728. doi: 10.1093/petrology/egx070
• Oyan, V. (2018). Ar\Ar dating and petrogenesis of the Early Miocene Taşkapı–Mecitli (Erciş–Van) granitoid, Eastern Anatolia Collisional Zone, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, 158, 210–226. doi:10.1016/j.jseaes.2018.03.002
• Özdemir, Y., Karaoğlu, Ö., Tolluoğlu, A. Ü., & Güleç, N. (2006). Volcanostratigraphy and petrogenesis of the Nemrut stratovolcano (East Anatolian High Plateau): the most recent post-collisional volcanism in Turkey. Chemical Geology, 226, 189-211. doi:10.1016/j.chemgeo.2005.09.020
• Özdemir, Y., & Güleç, N. (2014). Geological and geochemical evolution of Süphan Stratovolcano Eastern Anatolia, Turkey: Evidence for the lithosphere-asthenosphere interaction on post collisional volcanism. Journal of Petrology, 55, 37-62. doi:10.1093/petrology/egt060
• Öztürk, H., & Görgün, M. (2004). Van Gölü bahar dönemi hidrografisi ve göl suyu homojenizasyonuna ait bulgular. Turkish Journal of Aquatic Life, 2, 380-389.
• Şengör, A.M.C., & Kidd, W.S.F. (1979). The post–collisional tectonics of the Turkish–Iranian Plateau and a comparison with Tibet. Tectonophysics, 55, 361–376. doi:10.1016/0040-1951(79)90184-7
• Yılmaz, Y., Şaroğlu, F., & Güner, Y. (1987). Initiation of the neomagmatism in East Anatolia. Tectonophysics, 134, 177–199. doi:10.1016/0040-1951(87)90256-3