Beypazarı linyitinden ayrılan maserallerin havadaki oksidasyonlarının incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada Beypazarı, Soma, TKİ Ocakları Beypazarı linyiti ve Zonguldak taşkömürü örnekleri yüzdürme batırma yöntemi kullanılarak maseral gruplarına ayrılmıştır. Maseraller çinko klorürün hidroklorik asitte çözülmesi ile hazırlanmış 1.25, 1.35. 145 yoğunluğa sahip çözeltilerde ayrılmıştır. Çalışılan dört kömür örneği için ağırlıkça % maseral dağılımı bulunmuştur. Beypazarı linyiti demineralize ve ekstrakte edildikten sonra yüzdürüldüğünde ekstrakte edilmiş örnekten daha kolay bir şekilde ayırma gerçekleştiği görülmüştür. Beypazarı linyitinden ayrılan maserallerin elemente! analizleri yapılmış ve H/C oranının huminit mikrinit füsinit sırasında olduğu gösterilmiştir. Yine aynı kömürün maserallerinin İR spektrumları ölçülmüş ve spektrumun 1850-1500 cm-1 aralığında belirgin farklılık olduğu gösterilmiştir. Ayrılan maserallerden mikrinit ve huminit örneklerinin *3C CP/MAS NMR spektrumları ölçülmüş ve bu spektrumlarda 0-220 ppm aralığında örtüşen bantlar eğri çözümleme metodu ile çözümlenerek çeşitli fonksiyonel grupların şiddetleri hesaplanmıştır. Mikrinit ve huminitte aromatikliğin ve alif atikliğin yakın olduğu, oksijenli grupların mikrinitte daha fazla olduğu bulunmuştur. Beypazarı linyitinde % olarak fazla olan mikrinit ve füsinit maseralleri 50* C. 100 °C ve 150 °C de dinamik hava atmosferinde 0-24 saat arasında değişen sürelerde oksitlenerek İR spektrumları ölçülmüştür. İR spektrumlarının 1850-1500 cm-1 aralığında örtüşen bantlarını ayırmak için en küçük kareler eğri benzetişim metodu ile bu örtüşen bantlar birbirinden ayırtedilebilmiştir. Böylece oksitlenmiş maseral örneklerinde gözlenen fonksiyonel grupların % pik alanları hesaplanmıştır. Oksidasyonun ilerlemesini izlemek için oksidasyonia mikrinit ve füsinit maserallerindeki farkü karbonil bileşiklerinde ve aromatik yapılardaki değişim incelenmiştir. İki maseralde farklı fonksiyonel grubun oksidasyonia oluşumu için aktivasyon enerjileri ve reaksiyon dereceleri bulunmuştur. Füsinit maserallerinin mikrinitten daha hızlı oksitlendiği gösterilmiştir. Oksidasyon reaksiyonlarının birinci ve ikinci dereceden reaksiyonlar olduğu bulunmuştur.

SUMMARY In the present work, Beypazarı, Soma. TKİ Ocakları Beypazarı lignite and Zonguldak bituminous coals were separated into their maceral groups by using sink-float separation methods. Macerals were separated in zinc chloride-hydrochloric acid solution having specific gravities of 1.25, 1.35, 145. The maceral group percentages by weight were calculated for the investigated coals. The best separation by floatation was obtained when Beypazarı lignite was demineralized and ei traded. The elemental analyses of maceral groups separated from Beypazarı lignite were done and the hydrogen to carbon ratios of maceral groups were found to follow the order of huminite> micrinite> fusinite. The IR spectra of these maceral groups were measured in the 1850- 1500 cm-1 spectral regions where differences have been observed. The 13 C NMR spectra of the separated micrinite and fusinite macerals were measured and the intensities of different functional groups were calculated. It was observed that the aromaticity in the micrinite and huminite macerals were about the same and the micrinite contained more oxygenated functional groups. The IR spectra of micrinite and fusinite macerals oxidized 0-24 hours at 50, 100 and 150C in a dynamic air atmosphere were measured. The least squares curve fitting techniques have been used to resolve the overlapping bands in the 1850-1500 cm _1 region of the IR spectra oxidized macerals. For different functional groups in each oxidized maceral, the integrated areas of definite component bands were only used for comparison as relative measures of the amount of relevant functional groups. The changes occured in different carbonyl functional groups and aromaticity in micrinite and fusinite have been investigated to follow the progress of air oxidation. The activation energies for the formation of different functional groups and the order of the oxidations reaction were calculated. It was found that fusinite macerals oxidized faster than the micrinite macerals. The oxidation reactions of the macerals were of first and second degree interactions.