CN101033241B - 一种高纯度腐植酸的制备方法 - Google Patents

一种高纯度腐植酸的制备方法 Download PDF

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Abstract

高纯度腐植酸主要用作铅蓄电池阴极板膨胀剂，也可作为有机高分子合成的重要原料和化学试剂。本发明涉及一种从低级别煤炭中提取和纯化腐植酸的方法。该制备过程分为4个步骤：(1)用碱溶液从煤中提取腐植酸，添加助凝剂，离心去渣，得腐植酸钠盐；(2)在偏酸性条件下添加络合剂脱除高价阳离子；(3)酸化后通过电渗析方法脱除胶体体系中的无机盐和可溶络离子；(4)干燥后得纯度≥95％的腐植酸粉体。该工艺解决了腐植酸胶体固液分离的难题，提高了工效和产品质量。

Description

一种高纯度腐植酸的制备方法
1、技术领域 本发明的产品属于精细化学品范畴，具体涉及一种高纯度腐植酸(Humic Acid，代号HA)的制备方法。
2、背景技术 高纯度HA主要用作铅蓄电池阴极板膨胀剂，也可作为有机高分子合成的重要原料和化学试剂，但受胶体分离和纯化技术的限制，迄今市场上HA的纯度不高，特别是影响蓄电池使用寿命的可变高价金属离子(Fe、Mn等)的含量居高不下，严重制约着HA的使用价值。如CN1663987(2005)提供的方法仍是传统的碱溶、酸析、长时间自然沉降、多次水洗的工艺路线，生产效率和产品质量都受到限制；CN1412223(2003)采用煤加水湿磨、超细粉碎、加碱超声处理的方法，虽解决了煤粉环境污染问题，但无助于HA质量的提高。CN1232831(1999)用液体活化和浓缩的方法制备HA，但纯度也只有45～60％。
3、发明内容 本发明所用的原料是含HA≥30％的风化煤、褐煤和泥炭，或人工氧化的煤炭，采用加助凝剂离心分离、络合除高价金属、电渗析脱盐的方法，得到纯度≥95％、Fe≤0.005％的高纯度HA制剂，解决了HA胶体体系固液分离的难题，有效地提高了工效和产品质量。
本发明的工艺过程如下：
1、将过60目筛的原料煤、NaOH(或KOH、Na2CO3)、水按1∶0.08～0.12∶5～10的比例混合均匀，在85～95℃下处理处理1～3小时，加入煤重量1～5％的助凝剂[NaCl、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2SO4、Na4P2O7中之一种]，静置0.5～1小时，用沉降式离心机在2000～4000r/min下离心去渣，得腐植酸钠溶液。
2、用H2SO4或HCl将腐植酸钠溶液中和至pH 5～6，加入总液体重量0.01～0.1％的高效络合剂乙二胺四乙酸钠(EDTA)，以夺取HA络合物中的Fe3+、Fe2+、Mn2+、Mn4+等高价离子，搅拌20～30分钟。
3、用H2SO4或HCl将上述溶液调至pH 2～3，搅匀，放置20～30分钟，转入双极膜(BPM)电渗析器中，依次用聚苯乙烯系磺酸型阳离子膜和季胺型阴离子膜作渗析膜，在电压50～100V、流量50～200L/h、水压力0.2～0.4PMa的条件下进行脱盐净化，直到渗出液电导率≤10μΩ为止，获得浓缩的HA胶体。
4、用真空耙式干燥机或真空旋转闪蒸干燥机，在温度≤90℃、压力≤0.01MPa的条件下，将HA胶体干燥到水分≤10％，得到HA粉末。
4、具体实施方式
例1：
在1M3带蒸汽夹套的反应器中加入工业软水500L，-60目的风化煤(HAd＝62.4％、Fed＝1.43％)80kg、烧碱10kg，加热至90℃，搅拌下抽提2h。将物料排至贮槽中，加入1.5kgNaCl，搅拌均匀，放置30min，泵入连续沉降式离心机，在2000r/min的转速下离心。用HCl将溶液调到pH＝5，加0.3kgEDTA，搅拌20min，再用HCl调到pH＝2，搅匀，放置30min，在LS-DSX型电渗析器(上海产3361-BW阴离子膜/3362-BW阳离子膜，电压60V、电流1.5A，液体流量70L/h)，渗出液电导率8.3μΩ。在耙式干燥机中干燥HA胶体，得41.7kg粉状HA。按GB11957-1999方法分析表明，该样品HA含量(干基)98.25％，Fe含量0.003％。
例2：
用1.5kg Na2SiO3作助凝剂，其余条件同实施例1。所得产品检测结果为：HA 95.40％，Fe含量0.004％。

Claims (4)

1.一种高纯度腐植酸的制备方法，其特征在于：该制备方法所用的原料是腐植酸含量大于30％的风化煤、褐煤、泥炭或人工氧化的煤炭；并且按以下步骤进行：
(1)原料煤、NaOH或KOH或Na2CO3、水按1∶0.08～0.12∶5～10的比例，在85～95℃下处理1～3小时，加入煤重量1～5％的助凝剂、离心去渣；
(2)将腐植酸钠溶液中和至pH 5～6，加入总液体重量0.01～0.1％的络合剂，搅拌20～30分钟；
(3)再将溶液调至pH 2～3，放置20～30分钟，在电渗析器中脱盐净化；
(4)将腐植酸胶体干燥，得到腐植酸粉末；
其中，所述助凝剂是NaCl、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2SO4、Na4P2O7中之一种；所述络合剂是乙二胺四乙酸钠。
2.如权利要求1所述的腐植酸制备方法，其特征在于：离心去渣的方法是采用连续沉降式离心机。
3.如权利要求1所述的腐植酸制备方法，其特征在于：用双极膜电渗析器脱盐净化，所用的渗析膜是聚苯乙烯系磺酸型阳离子膜和季胺型阴离子膜。
4.如权利要求1所述的腐植酸制备方法，其特征在于：所用的干燥设备是真空耙式或真空旋转闪蒸干燥机。
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