کاربرد اسید نیتریک در کاهش میزان گوگرد و خاکستر در زغال سنگ

استخراج گوگرد از زغال سنگ با استفاده از اسید نیتریک

گوگرد معمولاً به دو شکل گوگرد آلی و گوگرد معدنی در ماده زغال سنگ وجود دارد. فرمی از ترکیب گوگردی که در زغال سنگ وجود دارد معمولاً با نام گوگرد پیریتی شناخته می شود و همان دی سولفید آهن است. جداسازی این نوع گوگرد با اسید نیتریک یا روش های دیگر جداسازی بسیار راحت تر است چرا که به صورت پراکنده در بافت زغال سنگ وجود دارند.

جداسازی گوگرد آلی از زغال سنگ با استفاده از اسید نیتریک، کمی دشوارتر است زیرا ترکیبات آلی با ساختار مولکولی زغال سنگ، پیوند کووالانسی قوی برقرار کرده اند. البته باید ذکر کرد که جداسازی این ترکیبات از بافت زغال سنگ به روش های فیزیکی و شیمیایی امکان پذیر است.

روش های فیزیکی جداسازی ناخالصی های زغال سنگ، مبتنی بر تفاوت در ویژگی های خواص ترکیبات موجود در آن است و روش های شیمیایی که برای این منظور استفاده می شوند، نظیر استخراج با اسید نیتریک، مربوط به برهم کنش های میان مواد می باشد. استفاده از ترکیبات واکنشگر شیمیایی، هم زدن یا روش های حرارتی، متداول ترین راهکارها برای استخراج ناخالصی ها از زغال سنگ هستند. تحقیقات اخیر، اسید نیتریک را یک ترکیب مؤثر برای این کار معرفی کرده است.

[(bold)|یافته های دانشمندان در استفاده از اسید نیتریک برای جداسازی گوگرد و خاکستر از زغال سنگ]

یکی از روش هایی که برای استخراج گوگرد و خاکستر از زغال سنگ توسط محققان ارائه شده است، استفاده از اسید نیتریک، اسید هیدروفلوئوریک یا اسید سولفوریک است. اسید نیتریک در این میان، مؤثرتر عمل کرده است و به عنوان یک واکنشگر استخراج کننده به شمار می رود.

تمام مقادیر گوگرد در زغال سنگ را که به شکل پیریت در این ماده وجود دارد می توان با افزودن محلول 25% اسید نیتریک و در دمای حدود 103 درجه سانتی گراد، حذف کرد. افزایش دما یا افزایش سرعت همزدن محلول، تأثیر بسیار مثبتی بر کارایی اسید نیتریک در استخراج دارد.

یکی از روش های مؤثر و جدیدی که برای استخراج گوگرد و خاکستر از زغال سنگ معرفی شده است، پیش تصفیه زغال سنگ با اشعه مایکروویو و سپس جداسازی گوگرد با اسید نیتریک است. در این روش، اندازه ذرات تا حد زیادی کاهش می یابد و به این ترتیب عملیات حذف خاکستر و سایر ناخالصی ها از زغال سنگ به راحتی میسر می شود. اشعه مایکروویو، زمان استخراج و شویش با اسید نیتریک را کاهش می دهد.

نتیجه گیری

روش لیچینگ یا استخراج جامد – مایع با اسید نیتریک، یک روش شیمیایی بسیار مؤثر برای حذف ناخالصی های گوگرد از زغال سنگ است. آماده سازی زغال سنگ برای کاهش اندازه ذرات در این روش اهمیت زیادی دارد. هرچه اندازه ذرات کوچک تر باشد، راندمان جداسازی بهتر خواهد بود. استفاده از این روش در مورد انواع زغال سنگ ها، یکسان است و باید سینتیک واکنش ها و شرایط دمایی به خوبی بررسی شود. میزان غلظت اسید نیتریک و شرایط دمایی برای انواع زغال سنگ ها متفاوت است زیرا میزان ناخاصلی های آن ها با یکدیگر تفاوت دارد.