Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching
Oтпепељавање и одсумпоравање мрког угља из источноg пољa басена Боговина (Србија) хемијским третманом
2021
Аутори
Pantović Spajić, KatarinaMarković, Branislav
Pavlović, Miroslav
Sokić, Miroslav
Zildžović, Snežana
Đorđević, Nataša
Stojanović, Ksenija
Чланак у часопису (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
The study is focused on the determination of the most effective chemical leaching process for the simultaneous demineralization/deashing and desulfurization of subbituminous coal from the Bogovina Basin. Coal was treated for 30 min, at different temperatures, using variable concentrations of hydrochloric, nitric, acetic and citric acids; hydrogen peroxide, mixture of hydrogen peroxide and nitric acid (pH 2), as well as by the stepwise leaching process (nitric acid + mixture of hydrogen peroxide and nitric acid, pH 2). The changes in mineral composition, caused by the chemical leaching, are followed using X-ray diffraction, whereas alterations of coal organic matter are tracked by Fourier-transform infrared spectroscopy and the content of fixed carbon. Inorganic acid leaching, regardless of the temperature and acid concentration, enabled the successful deashing of coal, whereas the percent of desulfurization was insufficient. The organic acid leaching was not satisfactory for both, ...deashing and desulfurization. Leaching by H2O2 and H2O2/HNO3 mixture (pH 2) resulted in moderate desulfurization, but the ash reduction was low. The most suitable method for the simultaneous effective ash (78 wt.%) and the sulfur (66 wt. %) removal from Bogovina coal is the two-step leaching, combining 10 vol. % HNO3 and mixture of 35 vol. % H2O2/10 vol. % HNO3 of pH 2 at 60 °C.
Циљ рада је одређивање најефикаснијег хемијског третмана за истовремену деминерализацију/отпепељавање и одсумпоравање мрког угља из басена Боговина. Угаљ је
третиран 30 min, на различитим температурама, користећи различите концентрације
хлороводоничне, азотне, сирћетне и лимунске киселине; водоник-пероксид, смешу
водоник-пероксида и азотне киселине (pH 2), као и двостепено испирање (азотна киселина + смеша водоник-пероксида и азотне киселине, pH 2). Промене у минералном саставу, проузроковане хемијским третманом, праћене су дифракцијом рендгентских зрака, док су промене органске супстанце угља праћене помоћу инфрацрвене спектроскопије са Фуријеовом трансформацијом и садржаја фиксног угљеника. Третман неорганским киселинама, независно од температуре и концентрације реагенса, омогућио је успешно отпепељавање угља, док је проценат одсумпоравања био недовољан. Третман органским киселинама није био задовољавајући, ни за отпепељавање, ни за одсумпоравање. Третман угља са Н2О2 и смешом Н2О...2/HNO3 (pH 2) резултовао је умереним одсумпоравањем, али је смањење садржаја пепела било мало. Најприкладнија метода за истовремено ефикасно уклањање пепела (78 мас. %) и сумпора (66 мас. %) из боговинског угља је двостепено испирање, комбинацијом 10 запр. % HNO3 и смеше 35 запр. % H2O2/10 запр. % HNO3 (pH 2) на 60 °С.
Кључне речи:
Bogovina coal / stepwise leaching / acidic leaching / oxidizing agents leaching / ash removal / sulfur removalИзвор:
Journal of the Serbian Chemical Society, 2021, 86, 11, 1113-1126Издавач:
- Belgrade, Serbia : Serbian Chemical Society
Финансирање / пројекти:
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200026 (Универзитет у Београду, Институт за хемију, технологију и металургију - ИХТМ) (RS-MESTD-inst-2020-200026)
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200023 (Институт за технологију нуклеарних и других минералних сировина - ИТНМС, Београд) (RS-MESTD-inst-2020-200023)
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200168 (Универзитет у Београду, Хемијски факултет) (RS-MESTD-inst-2020-200168)
DOI: 10.2298/JSC210719061P
ISSN: 0352-5139
WoS: 000719467200009
Scopus: 2-s2.0-85115768443
Институција/група
IHTMTY - JOUR AU - Pantović Spajić, Katarina AU - Marković, Branislav AU - Pavlović, Miroslav AU - Sokić, Miroslav AU - Zildžović, Snežana AU - Đorđević, Nataša AU - Stojanović, Ksenija PY - 2021 UR - https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/6558 AB - The study is focused on the determination of the most effective chemical leaching process for the simultaneous demineralization/deashing and desulfurization of subbituminous coal from the Bogovina Basin. Coal was treated for 30 min, at different temperatures, using variable concentrations of hydrochloric, nitric, acetic and citric acids; hydrogen peroxide, mixture of hydrogen peroxide and nitric acid (pH 2), as well as by the stepwise leaching process (nitric acid + mixture of hydrogen peroxide and nitric acid, pH 2). The changes in mineral composition, caused by the chemical leaching, are followed using X-ray diffraction, whereas alterations of coal organic matter are tracked by Fourier-transform infrared spectroscopy and the content of fixed carbon. Inorganic acid leaching, regardless of the temperature and acid concentration, enabled the successful deashing of coal, whereas the percent of desulfurization was insufficient. The organic acid leaching was not satisfactory for both, deashing and desulfurization. Leaching by H2O2 and H2O2/HNO3 mixture (pH 2) resulted in moderate desulfurization, but the ash reduction was low. The most suitable method for the simultaneous effective ash (78 wt.%) and the sulfur (66 wt. %) removal from Bogovina coal is the two-step leaching, combining 10 vol. % HNO3 and mixture of 35 vol. % H2O2/10 vol. % HNO3 of pH 2 at 60 °C. AB - Циљ рада је одређивање најефикаснијег хемијског третмана за истовремену деминерализацију/отпепељавање и одсумпоравање мрког угља из басена Боговина. Угаљ је третиран 30 min, на различитим температурама, користећи различите концентрације хлороводоничне, азотне, сирћетне и лимунске киселине; водоник-пероксид, смешу водоник-пероксида и азотне киселине (pH 2), као и двостепено испирање (азотна киселина + смеша водоник-пероксида и азотне киселине, pH 2). Промене у минералном саставу, проузроковане хемијским третманом, праћене су дифракцијом рендгентских зрака, док су промене органске супстанце угља праћене помоћу инфрацрвене спектроскопије са Фуријеовом трансформацијом и садржаја фиксног угљеника. Третман неорганским киселинама, независно од температуре и концентрације реагенса, омогућио је успешно отпепељавање угља, док је проценат одсумпоравања био недовољан. Третман органским киселинама није био задовољавајући, ни за отпепељавање, ни за одсумпоравање. Третман угља са Н2О2 и смешом Н2О2/HNO3 (pH 2) резултовао је умереним одсумпоравањем, али је смањење садржаја пепела било мало. Најприкладнија метода за истовремено ефикасно уклањање пепела (78 мас. %) и сумпора (66 мас. %) из боговинског угља је двостепено испирање, комбинацијом 10 запр. % HNO3 и смеше 35 запр. % H2O2/10 запр. % HNO3 (pH 2) на 60 °С. PB - Belgrade, Serbia : Serbian Chemical Society T2 - Journal of the Serbian Chemical Society T1 - Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching T1 - Oтпепељавање и одсумпоравање мрког угља из источноg пољa басена Боговина (Србија) хемијским третманом VL - 86 IS - 11 SP - 1113 EP - 1126 DO - 10.2298/JSC210719061P ER -
@article{ author = "Pantović Spajić, Katarina and Marković, Branislav and Pavlović, Miroslav and Sokić, Miroslav and Zildžović, Snežana and Đorđević, Nataša and Stojanović, Ksenija", year = "2021", abstract = "The study is focused on the determination of the most effective chemical leaching process for the simultaneous demineralization/deashing and desulfurization of subbituminous coal from the Bogovina Basin. Coal was treated for 30 min, at different temperatures, using variable concentrations of hydrochloric, nitric, acetic and citric acids; hydrogen peroxide, mixture of hydrogen peroxide and nitric acid (pH 2), as well as by the stepwise leaching process (nitric acid + mixture of hydrogen peroxide and nitric acid, pH 2). The changes in mineral composition, caused by the chemical leaching, are followed using X-ray diffraction, whereas alterations of coal organic matter are tracked by Fourier-transform infrared spectroscopy and the content of fixed carbon. Inorganic acid leaching, regardless of the temperature and acid concentration, enabled the successful deashing of coal, whereas the percent of desulfurization was insufficient. The organic acid leaching was not satisfactory for both, deashing and desulfurization. Leaching by H2O2 and H2O2/HNO3 mixture (pH 2) resulted in moderate desulfurization, but the ash reduction was low. The most suitable method for the simultaneous effective ash (78 wt.%) and the sulfur (66 wt. %) removal from Bogovina coal is the two-step leaching, combining 10 vol. % HNO3 and mixture of 35 vol. % H2O2/10 vol. % HNO3 of pH 2 at 60 °C., Циљ рада је одређивање најефикаснијег хемијског третмана за истовремену деминерализацију/отпепељавање и одсумпоравање мрког угља из басена Боговина. Угаљ је третиран 30 min, на различитим температурама, користећи различите концентрације хлороводоничне, азотне, сирћетне и лимунске киселине; водоник-пероксид, смешу водоник-пероксида и азотне киселине (pH 2), као и двостепено испирање (азотна киселина + смеша водоник-пероксида и азотне киселине, pH 2). Промене у минералном саставу, проузроковане хемијским третманом, праћене су дифракцијом рендгентских зрака, док су промене органске супстанце угља праћене помоћу инфрацрвене спектроскопије са Фуријеовом трансформацијом и садржаја фиксног угљеника. Третман неорганским киселинама, независно од температуре и концентрације реагенса, омогућио је успешно отпепељавање угља, док је проценат одсумпоравања био недовољан. Третман органским киселинама није био задовољавајући, ни за отпепељавање, ни за одсумпоравање. Третман угља са Н2О2 и смешом Н2О2/HNO3 (pH 2) резултовао је умереним одсумпоравањем, али је смањење садржаја пепела било мало. Најприкладнија метода за истовремено ефикасно уклањање пепела (78 мас. %) и сумпора (66 мас. %) из боговинског угља је двостепено испирање, комбинацијом 10 запр. % HNO3 и смеше 35 запр. % H2O2/10 запр. % HNO3 (pH 2) на 60 °С.", publisher = "Belgrade, Serbia : Serbian Chemical Society", journal = "Journal of the Serbian Chemical Society", title = "Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching, Oтпепељавање и одсумпоравање мрког угља из источноg пољa басена Боговина (Србија) хемијским третманом", volume = "86", number = "11", pages = "1113-1126", doi = "10.2298/JSC210719061P" }
Pantović Spajić, K., Marković, B., Pavlović, M., Sokić, M., Zildžović, S., Đorđević, N.,& Stojanović, K.. (2021). Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching. in Journal of the Serbian Chemical Society Belgrade, Serbia : Serbian Chemical Society., 86(11), 1113-1126. https://doi.org/10.2298/JSC210719061P
Pantović Spajić K, Marković B, Pavlović M, Sokić M, Zildžović S, Đorđević N, Stojanović K. Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching. in Journal of the Serbian Chemical Society. 2021;86(11):1113-1126. doi:10.2298/JSC210719061P .
Pantović Spajić, Katarina, Marković, Branislav, Pavlović, Miroslav, Sokić, Miroslav, Zildžović, Snežana, Đorđević, Nataša, Stojanović, Ksenija, "Deashing and Desulfurization of Subbituminous Coal from the East Field (Bogovina Basin, Serbia) – Insights from Chemical Leaching" in Journal of the Serbian Chemical Society, 86, no. 11 (2021):1113-1126, https://doi.org/10.2298/JSC210719061P . .