Humic Acid Extraction from Arguvan (Malatya) Lignite and Effect of Coal Washing

Abstract

In this study, the extraction of humic acid from low-quality lignite samples obtained from Arguvan (Malatya) coal deposit was investigated using the California Department of Food and Agriculture (CDFA) method. In leaching experiments, raw coal (i.e. unwashed coal) sieved in different particle size and washed coals with different specific gravities obtained from float-sink test were used. Each coal sample was individually leached in alkaline media prepared using NaOH, KOH and Na4P2O7. Then, humic acid yield (%) of coal samples was determined by precipitation of humic acid from leach solution. As a result of the experiments performed under ideal leaching conditions, the humic acid yields obtained from the run-of-mine and washed coal samples were compared and it was concluded that coal washing had a positive effect on the humic acid yield.

Keywords

• Lignite
• coal washing
• alkaline leaching
• extraction
• humic acid

Arguvan (Malatya) Linyitinden Hümik Asit Ekstraksiyonu ve Kömür Yıkamanın Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Arguvan (Malatya) kömür sahasından temin edilen nispeten düşük kaliteli linyit kullanılarak hümik asit ekstraksiyonu araştırılmıştır. Kaliforniya Gıda ve Tarım Bölümü (CDFA) yönteminin uygulandığı liç deneylerinde farklı tane boyutlarında ham kömür (yıkanmamış kömür) ile yüzdürme batırma testi kullanılarak elde edilmiş farklı yoğunluk aralığındaki yıkanmış kömür örnekleri kullanılmıştır. Herbir kömür numunesi NaOH, KOH ve Na4P2O7 kullanılarak hazırlanmış alkali ekstraksiyon çözeltilerinde ayrı ayrı liç edilmiştir. Daha sonra liç çözeltisinden hümik asit çöktürülerek kömür örneklerinin % hümik asit verimi belirlenmiştir. Liç deneyleri sonucunda, tüvenan ve yıkanmış kömür örneklerinin hümik asit verimleri karşılaştırılmış ve kömür yıkamanın hümik asit verimi üzerinde olumlu bir etki gösterdiği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Linyit
• kömür yıkama
• alkali liç
• ekstraksiyon
• hümik asit

References

1. Adiloğlu A, Turan M, Karaman MR, Dizman M, Yalçın H, Demir S, 2014. Türkiye’deki bazı linyit yataklarında gelişen leonardit oluşumlarının incelenmesi. II. Uluslararası Katılımlı Ulusal Humik Madde Kongresi, 26-28 Ekim 2014, Kahramanmaraş.
2. Ağaçayak Y, 2019. Hümik maddelerin leonarditlerden ekstraksiyonu ve hümik asit içeriklerinin infrared spektroskopisi ile incelenmesi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
3. Allard B, 2006. A comparative study on the chemical composition of humic acids from forest soil, agricultural soil and lignite deposit, bound lipid, carbohydrate and amino acid distributions. Geoderma, 130: 77-96.
4. Allard B, Derenne S, 2007. Oxidation of humic acids from an agricultural soil and a lignite deposit: analysis of lipophilic and hydrophilic products. Organic Geochemistry, 38: 2036-2057.
5. Anonymous, 1996. Humic Acid Method. California Department of Food and Agriculture(CDFA), Agricultural Commodities & Regulatory Services Section, Center for Analytical Chemistry, 3292. Method Number: HA4/JC, Sacramento.
6. Ay F, 2015. Hümik asit ve hümik asit kaynaklarının jeolojik ve ekonomik önemi. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (CFD), 36(1): 28-51.
7. Birinci M, 2013. Determination of washability characteristics of Parcikan (Malatya) lignite. 17th International Coal Preparation Congress, İstanbul, October 01-06, 2013, pp:189-192.
8. Engin VT, Cöcen Eİ, 2012. Leonardit ve hümik maddeler. MT Bilimsel Yer Altı Kaynakları Dergisi, 2:13-20.

9. Francioso O, Ciavatta C, Montecchio D, Tugnoli V, Sanchez-Cortes S, Gessa C, 2003. Quantitative estimation of peat, brown coal and lignite humic acids sing chemical paremeters, 1H-NMR and DTA analyses. Bioresource Technology, 88: 189-195.
10. Giannouli A, Kalaitzidis S, Siavalas G, Chatziapostolou A, Christanis K, Papazisimou S, Papanicolaou C, Foscolos A, 2009. Evaluation of greek low-rank coals as potential raw material for the production of soil amendments and organic fertilizers. International Journal of Coal Geology, 77: 383-393.
11. Holuszko E, Grieve DA, 1991. Washability characteristics of British Columbia coals. Mineral Resources Division, British Columbia, Paper 1991-1, 371-379.
12. Huculak-Mączka M, Hoffmann J, Hoffmann K, 2018. Evaluation of the possibilities of using humic acids obtained from lignite in the production of commercial fertilizers. Journal of Soils and Sediments, 18: 2868-2880.
13. Kalaitzidis S, Papazisimou S, Giannouli A, Bouzinos A, Christanis K, 2003. Prelimnary comparative analyses of two Greek leonardites. Fuel, 82: 859-861.
14. Kalınbacak K, Madenoğlu S, 2012. Organik materyallerde bazı humik asit analiz yöntemlerinin karşılaştırılması ve uygun yöntemlerin seçimi. Sakarya Üniv. Fen Edebiyat Dergisi, 2012(1): 499-508.
15. Kemal M, Arslan V, 2010. Kömür teknolojisi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları, Yayın No: 033, İzmir-Türkiye.
16. Korkmaz AA, Bentli İ, 2017. Determination of washability characteristics of Arguvan-Malatya lignite by different washability index methods. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 39(14): 1572-1580.
17. Kural O, 1978. Türkiye linyitlerinde hümik asit dağılımının incelenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktara Tezi.
18. Lamar RT, Talbot KH, 2009. Critical comparison of humic acid test methods. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 40: 2309-2322.
19. Laskowski JS; Walter AD, 1992. Coal Preparation, Academic Press, San Diego, CA-USA.
20. Lobartini JC, Tan KH, Rema JA, Gingle AR, Pape C, Himmelsbach DS, 1992. The geochemical nature and agricultural ımportance of commercial humic matter. Science of Total Environment, 113: 1-15.
21. Miller JD, Lin CL, 1986. Coal Preparation 2, New York, USA.
22. Özdemir, A. 2011. Linyitlerinden hümik asit ve fulvik asit üretimi. Ankara Üniv. Fen Bil. Enst., Y. Lisans Tezi.
23. Özkan A, 2008. Humik asit içeren toprak düzenleyicilerinin humik asit kapsamlarının uygun yöntemlerle belirlenmesi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
24. Özkan S, 2007. Türk linyitlerinden hümik asit ve gübre üretimi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
25. Özkan S, Özkan ŞG, 2017. Investigation of Humate Extraction from Lignites. International Journal of Coal Preparation and Utilization, 37(6): 285-292.
26. Sarıkaya M, Karakuş M, Kumral M, 1995. The Washability Characteristics of Malatya (Arguvan-Çobandere) Lignite, International Conference on Mineral Processing: Recent Advences and Future Trends, Edited by Mehrotra. S. P. and Shekhar. R., Allied Publishers: New Delhi, India.
27. Shinozuka T, Ito A, Sasaki O, Yazawa Y, Yamaguchi T, 2001. Preparation of fulvic acid and low-molecular organic acids by oxidation of weathered coal humic acid. The Chemical Society of Japan, 3: 345-350.
28. Souza F, Bragança SR, 2018. Extraction and characterization of humic acid from coal for the application as dispersant of ceramic powders. Journal of Materials Research and Technology, 7(3): 254-260.
29. Sparks DL, 2003. Environmental soil chemistry. 2. Ed., p.82, Academic Press, San Diego, USA.
30. Şentürk K, 2020. Arguvan-Parçikan (Malatya) linyitinden hümik asit üretim olanaklarının araştırılması, İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
31. Tuncalı E, Çiftci B, Yavuz N, Toprak S, Köker A, Ayçık H, Gencer Z, Sahin N, 2002. Türkiye tersiyer kömürlerinin kimyasal ve teknolojik özellikleri, MTA Yayınları, s.370-371, Ankara-Türkiye.
32. Yıldırım M, 2001. Aerial Oxidation of Elbistan Lignites at Various Tempratures. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 25(3): 219-224.
33. Yıldırım M, 2003. Aerial Oxidation of Kangal/Sivas Lignite at 70 C and 90 C. EnergySources, 25: 1023-1032.
34. Zara M, Ahmad Z, Akhtar J, Shahzad K, Sheikh N, Munir S, 2017. Extraction and characterization of humic acid from Pakistani lignite coals. Energy Sources, Part A: Recovery, Utılızatıon, And Envıronmental Effects, 39(11): 1159-1166.