استخراج هیومیک اسید از زغال‌سنگ‌‌های لیگنایت با استفاده از راکتورهای مخزنی همزن‌دار (STRs): ارزیابی پارامترهای فرآیند و خواص محصول نهایی

استخراج هیومیک اسید از زغال­سنگ­های لیگنایت غنی از ترکیبات هیومیکی، در سال­های اخیر به­عنوان یک موضوع و فرصت برجسته تحقیقاتی مطرح شده است. تکنیک رایج برای استخراج هیومیک اسید بر پایه‌ حلالیت آن‌ها در محیط­های قلیایی و اسیدی است. اکثر پژوهش­ها، مدت‌زمان استخراج و تفکیک­ هیومیک اسید را 24 ساعت و بازده استخراج را بین 10 تا %80 گزارش کرده­اند. در این پژوهش، شدت­بخشی استخراج هیومیک اسید از زغال‌سنگ­های لیگنایت، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک راکتور مخزنی همزن­دار ناپیوسته طراحی و سپس ساخته شد. پارامترهای عملیاتی فرآیند مانند دما در سه سطح (50، 70 و 90 درجه سلسیوس)، مدت‌زمان فرآیند در سه سطح (1، 2 و 4 ساعت) و سرعت همزنی در سه سطح (250، 550 و 850 دور بر دقیقه) به­عنوان متغیرهای مستقل و بازده استخراج هیومیک اسید به­عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند و بازده راکتور ساخته‌شده با روش مرسوم (دستگاه هات پلیت) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج آماری تجزیه واریانس (ANOVA) حاصل از تحلیل داده­ها، اختلاف معنی­داری در بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور ساخته­شده و روش‌ هات­پلیت نشان داد. تحت شرایط یکسان دما، سرعت همزن و مدت‌زمان فرآیند، بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور در مقایسه با روش هات­پلیت به میزان %30 بیشتر بود. بیشترین بازده استخراج هیومیک اسید توسط راکتور در دمای 90 درجه سلسیوس، سرعت همزنی 850 دور بر دقیقه و زمان فرآیند 4 ساعت حاصل شد. در این شرایط، 8/56 درصد هیومیک اسید از زغال‌سنگ­های لیگنایت، استخراج و جداسازی شد. نتایج آنالیز کیفی طیف­سنجی FT-IR، یک ساختار غالب آروماتیک و غنی از گروه­های عاملی کربوکسیلی، فنولی و هیدروکسیلی با زنجیره­های جانبی آلیفاتیک را در ساختار هیومیک اسید نشان داد. نتایج آنالیز CHNOS و نسبت­های اتمی (C/N، O/C و H/C) نیز علاوه بر تائید کیفیت زغال­سنگ استفاده­شده، شاخص­های کیفی هیومیک اسید استخراج­شده را با نمونه­­­های هیومیک اسید استاندارد IHSS و تجاری آلدریچ مطابقت می­دهد.