CN101570551A - 一种用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂及其应用方法 - Google Patents

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张元波
姜涛
李光辉
李骞
韩桂洪
黄艳芳
郭宇峰
杨永斌
范晓慧
许斌
白国华
陈许玲
黄柱成
袁礼顺
张道远
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Abstract

本发明公开了一种用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂及其应用方法，由具有苯环结构的高分子物质N－醌与硼砂混合组成，N－醌和硼砂的质量百分比为2～7∶1。使用时，将添加剂与褐煤原料混匀后，加入烧碱溶液中进行抽提、过滤，滤液通过酸洗至腐殖酸沉淀物析出完全，并进行二次过滤，将二次滤渣干燥、细磨，获得腐殖酸产品。采用本发明，添加剂AQ能显著缩短腐殖酸的抽提时间，降低NaOH用量，并提高从褐煤中提取腐殖酸的抽提率。

Description

一种用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种添加剂，特别是涉及一种从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂，本发明还涉及应用该添加剂从褐煤中提取腐殖酸的方法。
背景技术
我国蕴藏丰富的劣质煤资源(包括褐煤、风化煤等)，但该类资源至今仍未得到有效利用。褐煤和风化煤中含有大量的腐殖酸类物质，已成功应用于冶金、化工、农业、环保等领域，因而从褐煤和风化煤中提取的腐殖酸有极大的潜在利用价值。
从褐煤中提取腐殖酸的方法较多，主要有碱性抽提法、酸性抽提法、微生物溶解法等。比较发现，酸性抽提法所制备的腐殖酸因含杂质较多，使其产品的应用受到限制；微生物溶解法反应周期长，产率低，当前仅限于实验室研究阶段，离工业化生产仍有较大距离。
目前，国内广泛采用碱性抽提法从褐煤中提取腐殖酸。该方法是将褐煤原料细磨至一定粒度后，加入到烧碱溶液中进行抽提，控制液固比、抽提参数(包括温度、时间等)，对抽提后的浆料过滤，对滤液进行酸洗析出腐殖酸，并再次过滤，二次滤渣干燥、细磨后即得腐殖酸产品。
国内外针对以褐煤为主要原料，采用烧碱溶液提取腐殖酸的研究虽然较多，但腐殖酸的抽提率一般都不高，差的低于10％，采用强化措施后最高也不到60％；而且抽提过程的时间一般不低于60min；抽提过程NaOH的用量为12％～15％。有研究者采用煤样预处理(包括空气氧化、硝酸氧化、超声波)方法强化提取过程，当采用超声波进行预处理80min，NaOH用量12％，80℃的热水浴抽提60min，腐殖酸的抽提率可达到最好，但仍只有36％。还有研究者采用硝酸为氧化剂，考察加入不同载体的催化剂(硫酸镍、活性炭负载硫酸镍、二氧化硅负载硫酸镍、碳纳米管负载硫酸镍等)对腐殖酸提取率的影响，研究发现，100℃的热水浴抽提60min，NaOH用量12％，二氧化硅负载硫酸镍、碳纳米管负载硫酸镍等对腐殖酸的提取率都有明显的改善作用，提取率最高为55.86％，但其抽提时间和NaOH用量未见减少。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能提高从褐煤中提取腐殖酸的抽提率，缩短抽提过程的时间，减少抽提剂NaOH的用量的用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用该添加剂从褐煤中强化提取腐殖酸的方法。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂，其特征是：由具有苯环结构的高分子物质N-醌与硼砂混合组成，N-醌和硼砂的质量百分比为2～7∶1。
为了解决上述第二技术问题，本发明提供的应用该添加剂从褐煤中强化提取腐殖酸的方法，首先将褐煤原料的粒度破碎至不大于3mm，与水按1/5～1/2的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料质量百分数7％～12％的NaOH和占褐煤原料总质量0.5％～2.0％的添加剂，在60℃～80℃时抽提30min～40min，抽提过程完成后对浆料进行过滤除去滤渣，滤液中加入1mol/L的HCl以调节滤液的pH至6～7，至腐殖酸沉淀析出完全后，再进行二次过滤，将二次滤渣(沉淀物)干燥、细磨，获得腐殖酸产品。
采用上述技术方案的用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂及其应用方法，添加剂是具有苯环结构的高分子物质N-醌与硼砂的混合物，白色晶体，无毒害，无腐蚀性，易溶于碱性溶液。可明显提高从褐煤中提取腐殖酸的抽提率，改善腐殖酸产品的粘结性能，并缩短抽提过程的时间，减少NaOH的用量。采用本发明，腐殖酸的抽提率可提高12％～25％；同时，抽提时间可缩短20min～30min，NaOH用量降低3％～5％。
附图说明
图1：本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[对照例]
1、将褐煤破碎至粒度不大于3mm，与水按1/4的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料总质量15％的NaOH，在90℃的温度下抽提60min。对抽提后的浆料进行过滤以除去滤渣，滤液通过1mol/L盐酸调节pH，至腐殖酸沉淀析出完全后再进行二次过滤，二次滤渣在65℃的温度下进行干燥，待完全干燥后进行细磨处理，细磨物料的粒度不大于0.1mm，作为腐殖酸产品。测定腐殖酸的抽提率为58.8％。
[具体实施例]
1、参见图1，将褐煤破碎至粒度不大于2mm，与水按1/2的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料总质量12％的NaOH和占褐煤原料总质量0.5％的添加剂(添加剂由具有苯环结构的高分子物质N-醌和硼砂按质量百分比为2∶1混合配成)，在80℃的温度下抽提30min。抽提结束后，对浆料进行过滤以除去滤渣，滤液通过1mol/L盐酸调节pH值至6～7，至腐殖酸沉淀析出完全后再进行二次过滤，二次滤渣在65℃的温度下进行干燥，待完全干燥后进行细磨处理，细磨物料的粒度不大于0.1mm，作为腐殖酸产品。测定腐殖酸的提取率80.9％。
2、参见图1，将褐煤破碎至粒度不大于2.5mm，与水按1/4的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料总质量10％的NaOH和占褐煤原料总质量1.5％的添加剂(其中添加剂由具有苯环结构的高分子物质N醌和硼砂按质量百分比为5∶1混合配成)，在70℃的温度下抽提35min。抽提结束后，对浆料进行过滤以除去滤渣，滤液通过1mol/L盐酸调节pH值至6～7，至腐殖酸沉淀析出完全后再进行二次过滤，二次滤渣在65℃的温度下进行干燥，待完全干燥后进行细磨处理，细磨物料的粒度不大于0.1mm，作为腐殖酸产品。测定腐殖酸的提取率为82.2％。
3、参见图1，将褐煤破碎至粒度不大于3.0mm，与水按1/5的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料总质量7％的NaOH和占褐煤原料总质量2.0％的添加剂(添加剂由具有苯环结构的高分子物质N-醌和硼砂按质量百分比为7∶1混合配成)，在60℃的温度下抽提40min。抽提结束后，对浆料进行过滤以除去滤渣，滤液通过1mol/L盐酸调节pH值至6～7，至腐殖酸沉淀析出完全后再进行二次过滤，二次滤渣在65℃的温度下进行干燥，待完全干燥后进行细磨处理，细磨物料的粒度不大于0.1mm，作为腐殖酸产品。测定腐殖酸的提取率为81.9％。

Claims (2)

1.一种用于从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂，其特征是：由具有苯环结构的高分子物质N-醌与硼砂混合组成，N-醌和硼砂的质量百分比为2～7∶1。
2.应用权利要求1所述的从褐煤中强化提取腐殖酸的添加剂的方法，其特征是：将褐煤原料的粒度破碎至不大于3mm，与水按1/5～1/2的质量比混合并搅拌均匀，加入占褐煤原料质量百分数7％～12％的NaOH和占褐煤原料总质量0.5％～2.0％的上述添加剂，在60℃～80℃时抽提30min～40min，抽提过程完成后对浆料进行过滤除去滤渣，滤液中加入1mol/L的HCl以调节滤液的pH至6～7，至腐殖酸沉淀析出完全后，再进行二次过滤，将二次滤渣干燥、细磨，获得腐殖酸产品。
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