CN106278402A

CN106278402A - 一种风化煤降解方法

Info

Publication number: CN106278402A
Application number: CN201610660179.2A
Authority: CN
Inventors: 孟新志; 张国兴; 孟瑞双; 赵怡丽; 罗光平; 李佳珂; 孟健鹏
Original assignee: HENAN CHEMICAL INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE CO LTD
Current assignee: HENAN CHEMICAL INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE CO LTD
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明涉及一种风化煤降解方法，具体为：在反应釜中加入风化煤、水、硫酸亚铁和铁粉，在压力0.1～1.0MPa、温度20～120℃以及搅拌条件下，向反应釜内通入O₂/O₃进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在5.5～8.0，降解反应24～72小时。采用该方法处理后，水溶性腐植酸含量可以达到95%以上，同时实现清洁生产，减少二次污染。

Description

一种风化煤降解方法

技术领域

本发明属于风化煤（腐植酸）降解处理技术领域，具体涉及一种风化煤（腐植酸）的降解方法。

背景技术

目前在利用风化煤生产相关产品的技术中，对风化煤的加工处理有：1）碱法：氨浸法、氢氧化钠法、氢氧化钾法；2）酸法：硝酸法、磷酸法等；3）氧化法：硝酸氧化法等；4）其他方法：尿素转化等。这些方法有的只是简单的处理，不能改变腐植酸的结构，提高其水溶性，不能实现腐植酸的效能；有的方法对环境产生污染，增加硝基化合物的含量。此外，这些方法需要对风化煤预处理加工粉碎至70目以上，所生产的腐植酸肥料产品水溶性差、易凝胶，肥效差，不适用于生产或配制水溶肥料，用于滴灌和水肥一体化农业设施中施肥。更有甚者，有的肥料加工企业直接将风化煤与无机氮磷钾肥料简单混合生产有机肥或有机-无机复混（合）肥，是对风化煤或腐植酸的极大浪费，因为风化煤中的腐植酸大多是油溶性物质，不溶于水，施用于农田作物无法利用，土壤中的微生物短期内又不能实现对矿物腐植酸（风化煤）的降解，根本起不到相关资料所述的腐植酸肥料的各种性能作用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种风化煤降解方法，采用该方法处理后，水溶性腐植酸含量可以达到95%以上，同时实现清洁生产，减少二次污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风化煤降解方法，具体为：在反应釜中加入风化煤、水、硫酸亚铁和铁粉，在压力0.1～1.0MPa、温度20～120℃以及搅拌条件下，向反应釜内通入O₂/O₃进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在5.5～8.0，降解反应24～72小时。

具体的，水的添加量为风化煤重量的1～5倍；硫酸亚铁的添加量为风化煤重量的0.5～2‰；铁粉的添加量为风化煤重量的1～3‰；采用O₃发生器向反应釜内通入O₂/O₃，其中O₃的通入量为1～3 kg/h。

具体的，可选用5～10%（重量百分比）的氢氧化钾水溶液或5～10%（重量百分比）的硝酸来调节pH值在5.5～8.0。

本发明方法以风化煤为原料，在反应釜中、搅拌作用下，以Fe²⁺/Fe³⁺为催化剂，以臭氧发生器提供的O₃/O₂为氧化降解剂，在压力0.1～1.0MPa、温度20～120℃、pH值为5.5～8.0的条件下对风化煤中的腐植酸进行降解，使风化煤中的棕腐酸、褐腐酸降解为可溶于水的类黄腐酸或黄腐酸类物质，从而提高水溶性腐植酸类物质的含量以及活性、水溶性及溶解度；实现风化煤中腐植酸的利用率大于95%，降解除杂后的水溶性腐植酸含量可以达到95%以上。

本发明方法只需对风化煤简单粉碎处理到20目以上即可（基本不需要加工粉碎，因为天然风化煤本身就是粉状物料），从而减少了加工程序和加工费用，实现清洁化生产，减少二次污染。本发明方法对风化煤降解活化处理，可以通过控制降解时间，对风化煤适当降解，提高其水溶性和溶解度。

使用本发明方法降解得到的腐植酸可与大量元素或微量元素进行化合、接枝、络合、螯合，用于生产或配制各种系列的水溶肥料。如全营养系列水溶肥料、大量元素肥料、微量元素肥料、叶面喷施肥料；还可以与氨基酸、水溶性糖类物质配制复合有机水溶肥料等等。以此为原料所生产的水溶性有机肥料，其水溶性达到96～99%，腐植酸含量可以达到5～50%（以有机质计达到20～60%）；微量元素达到0.5～5%；中量元素达到5～15%；大量元素含量达到20～60%。例如：以下均以重量份计，取采用本发明方法催化氧化降解的风化煤腐植酸（折干计）50份（其中含有大量营养元素钾（以K₂O计）10～13%和微量元素铁（以Fe计）0.5%，首先与尿素25份、磷酸脲15进行缩合反应，提高降解腐植酸的流动性，然后沉降离心过滤除去机械杂质。滤液中再加入硫酸锌1.5份、硫酸锰1.2份、硫酸镁2.3份等微量元素肥料进行络合、螯合反应，最后加入5%的具有增溶和稳定性能的阴离子表面活性剂，一种含有大量元素氮磷钾、中量元素镁硫和微量元素铁锌锰等的含腐植酸水溶肥料就配制完成。该产品中，腐植酸含量≥15%；总氮含量≥15%；氧化钾含量≥6%；五氧化二磷含量≥6%，锌含量≥0.2%；铁含量≥0.2%；锰含量≥0.2%，水溶性≥95.0%。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

一种风化煤（腐植酸含量≥55%）降解方法，具体为：在反应釜中加入风化煤1吨、水1吨、硫酸亚铁1kg和过100目的铁粉1kg，在压力0.2 MPa、温度50±2℃以及2转/分钟的搅拌条件下，用臭氧发生器向反应釜内通入O₂/O₃（其中O₃的通入量为1 kg/h）进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在6.5～7.5（用5%的氢氧化钾水溶液控制pH值），降解反应30小时。

对降解反应后的产物离心分离除去机械性杂质，按照NY/T1115-2006 水溶肥料水不溶物含量的测定方法进行测定，水不溶物含量2.5%，按照《水溶性腐植酸含量的测定方法》测定，水溶性腐植酸含量达到95.5%。

实施例2

一种风化煤（腐植酸含量≥55%）降解方法，具体为：在反应釜中加入风化煤1吨、水1吨、硫酸亚铁0.8 kg和过100目的铁粉1kg，在压力0.15 MPa、温度55±2℃以及2转/分钟的搅拌条件下，用臭氧发生器向反应釜内通入O₂/O₃（其中O₃的通入量为2 kg/h）进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在6.5～8.0（用5%的氢氧化钾水溶液控制pH值），降解反应24小时。

对降解反应后的产物离心分离除去机械性杂质，按照NY/T1115-2006 水溶肥料水不溶物含量的测定方法进行测定，水不溶物含量2.1%，按照《水溶性腐植酸含量的测定方法》测定，水溶性腐植酸含量达到96.3%。

实施例3

一种风化煤（腐植酸含量≥55%）降解方法，具体为：在反应釜中加入风化煤1吨、水1吨、硫酸亚铁0.6 kg和过100目的铁粉1kg，在压力0.35 MPa、温度65±2℃以及2转/分钟的搅拌条件下，用臭氧发生器向反应釜内通入O₂/O₃（其中O₃的通入量为2 kg/h）进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在6.5～8.5（用5%的氢氧化钾水溶液控制pH值），降解反应48小时。

对降解反应后的产物离心分离除去机械性杂质，按照NY/T1115-2006 水溶肥料水不溶物含量的测定方法进行测定，水不溶物含量1.8%，按照《水溶性腐植酸含量的测定方法》测定，水溶性腐植酸含量达到95.7%。

Claims

1.一种风化煤降解方法，其特征在于，在反应釜中加入风化煤、水、硫酸亚铁和铁粉，在压力0.1～1.0MPa、温度20～120℃以及搅拌条件下，向反应釜内通入O₂/O₃进行降解反应，同时在降解反应过程中保持反应釜内反应液的pH值在5.5～8.0，降解反应24～72小时。

2.如权利要求1所述的风化煤降解方法，其特征在于，水的添加量为风化煤重量的1～5倍；硫酸亚铁的添加量为风化煤重量的0.5～2‰；铁粉的添加量为风化煤重量的1～3‰；采用O₃发生器向反应釜内通入O₂/O₃，其中O₃的通入量为1～3 kg/h。

3.如权利要求1或2所述的风化煤降解方法，其特征在于，选用5～10%的氢氧化钾水溶液或5～10%的硝酸来调节pH值在5.5～8.0。