CN109627456A - 一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法 - Google Patents

一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法 Download PDF

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张秋民
赵燕
何德民
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Abstract

本发明提供了一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法，属于矿源型腐植酸产品制造技术领域。以含有黄腐酸的褐煤为原料，将其粉碎，在常压下通过活化装置进行活化预处理，对褐煤中的大分子进行活化。在反应器中按照配比依次加入活化的褐煤粉末、水和浓硫酸，在常压下，温度保持在60～65℃反应，维持0.5～1小时；按照配比加入水和氢氧化钠，在常压下，温度保持在80℃～85℃反应，维持1～1.5小时；将混合液离心分离，取上层液体加入硫酸溶液，调节pH为1～2；对所得物进行真空抽滤，将滤饼烘干即可得到黄腐酸含量较高的腐植酸产品。制备的腐植酸产品，黄腐酸含量高，水溶性好，抗硬水能力强，生产工艺方便。

Description

一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法
技术领域
本发明属于矿源型腐植酸产品制造技术领域，涉及一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法。
背景技术
腐植酸在农业技术领域有着广泛的应用，可以改良低产土壤、刺激植物生长及发育、改善和提高农产品的品质及增强农作物的抗逆抗旱性能等，但是在实际使用中，腐植酸的抗硬水能力差，絮凝极限值低，容易产生絮凝，堵塞滴灌小孔或喷嘴，给施肥操作带来麻烦，不仅影响植物叶面对养分和腐植酸的吸收，而且可能封堵叶片气孔，影响植物呼吸。这样的腐植酸应用在农业上，不但不会提高农作物产量，同时也造成腐植酸的浪费。
根据腐植酸在不同溶剂中的溶解度和颜色，将腐植酸分为黑腐酸(分子量1×104～1×l06)、棕腐酸(分子量2×103～2×104)和黄腐酸(分子量300～800)。其中黄腐酸能溶于水、任何碱、酸和盐溶液，也溶于丙酮和乙醇中，在腐植酸中分子量最低，活性最高，水溶性最好。
褐煤中含有一定含量的腐植酸，含量为30％～60％，其中的小分子黄腐酸含量占10％～50％，如果直接利用则会造成利用率低、浪费资源的问题，需采用一定的方法来提高褐煤中黄腐酸的含量后加以利用。目前常采用的提取方法是：碱溶酸析法、氧化降解法、硫酸乙醇法、离子交换树脂法等方法。这些传统工艺的普遍问题是生产成本高，黄腐酸产率低，纯度低，大分子腐植酸难以有效的转化为小分子黄腐酸，使黄腐酸的提取与应用受到限制。
因此，针对以上问题，根据实际需要设计一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法，将腐植酸中大分子量的黑、棕腐酸有效的转变成小分子量的黄腐酸，来提高褐煤中黄腐酸的含量是本发明的研究目的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法。本发明采用空气活化-硫酸氧解法，与传统工艺比，无高压高温，生产成本低，污染小，腐植酸活化率高，黄腐酸含量高并且纯度高。本发明用以解决腐植酸絮凝极限值低、抗硬水能力差等的问题，适合在农业领域广泛应用。
本发明的技术方案：
一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法，步骤如下：
S1：以含有黄腐酸的褐煤为原料，将其粉碎，在常压下对褐煤中的大分子进行活化，活化温度为120～150℃，活化时间为1～2小时，活化气氛为空气气氛；
S2：按照质量比1：2：0.6～0.7依次加入活化的褐煤粉末、水和浓硫酸，在常压下，温度保持在60～65℃反应，维持0.5～1小时，得到混合液；
S3：按照配比加入水和氢氧化钠，在常压下，温度保持在80～85℃反应，维持1～1.5小时；控制步骤中的混合液、水和氢氧化钠按照质量比1：6：0.2～0.5；
S4：将步骤3得到的新的混合液离心分离，取上层液体加入硫酸溶液，调节pH为1～2；
S5：对所得物进行真空抽滤，将滤饼烘干即得到黄腐酸含量较高的腐植酸产品。
步骤1中的粉碎后的含有黄腐酸的褐煤，过300目筛。
步骤4中将新的混合液离心分离，取上层液体加入50wt.％硫酸溶液，调节pH为1～2。
步骤5中的烘干温度为105～110℃。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
先利用活化装置在一定的条件下对褐煤原料进行空气活化预处理，使得褐煤中部分官能团得到预氧化，提高了腐植酸的含量；然后再加以处理进行氧解，将腐植酸中的大分子量氧化为小分子量，提高腐植酸中黄腐酸的含量。
制备所得的腐植酸产品，工艺简单，不加压，不用高温，污染小，黄腐酸含量高，产品为矿源型腐植酸。
制备的产品絮凝极限高，水溶性好，抗絮凝效果强。腐植酸产品含量中主要以黄腐酸为主，黄腐酸分子量小，有较多的亲水基团。用来制作黄腐酸钠或黄腐酸钾肥料，在给农作物施肥时，不容易产生絮凝，堵塞滴灌小孔或喷嘴。
具体实施方式
下面结合技术方案对本发明的具体实施方式进一步说明。
实施例一：
S1：将褐煤粉碎，过300目筛；称取含有黄腐酸的褐煤粉2g放入反应管，在常压下通过活化装置进行活化预处理，活化温度为120℃，活化时间为1小时，活化气氛为空气气氛；
S2：在反应器中将活化的褐煤粉末、水和浓硫酸按照质量比1:2:0.6的比例进行混合，在常压下，温度保持在60℃反应，维持1小时得到混合液；
S3：将混合液、水和抽提剂氢氧化钠按照质量比1：6:0.3混合，在常压下，温度保持在85℃反应，维持1.5小时得到反应液；
S4：将反应液离心分离，离心速率3000r/min，离心时间20min，得到滤渣和上清液，用蒸馏水洗涤滤渣2～3次，每次蒸馏水用量为20毫升，得到的洗水与上清液混合，取上层液体加入50％硫酸溶液，调节pH为1～2，析出腐植酸；
S5：对所得物进行真空抽滤，将滤饼烘干，即可得到黄腐酸含量较高的腐植酸产品。
上述方法所得产品进行研磨，制成粉末，得到腐植酸0.80g，测得黄腐酸含量为51.52％，黄腐酸含量提高10％以上，絮凝极限值为16mmol/L，抗硬水达到30度。
实施例二：
S1：将褐煤粉碎，过300目筛；称取含有黄腐酸的褐煤粉2g放入反应管，在常压下通过活化装置进行活化预处理，活化温度为150℃，活化时间为2小时，活化气氛为空气气氛；
S2：在反应器中将活化的褐煤粉末、水和浓硫酸按照质量比1:2:0.7的比例进行混合，在常压下，温度保持在65℃反应，维持1小时得到混合液；
S3：将混合液、水和抽提剂氢氧化钠按照质量比1：6:0.5混合，在常压下，温度保持在85℃反应，维持1.5小时得到反应液；
S4：将反应液离心分离，离心速率3000r/min，离心时间20min，得到滤渣和上清液，用蒸馏水洗涤滤渣2～3次，每次蒸馏水用量为20毫升，得到的洗水与上清液混合，取上层液体加入50％硫酸溶液，调节pH为1～2，析出腐植酸；
S5：对所得物进行真空抽滤，将滤饼高温烘干，即可得到黄腐酸含量较高的腐植酸产品。
上述方法所得产品进行研磨，制成粉末，得到腐植酸0.86g，测得黄腐酸含量为53.87％，黄腐酸含量提高10％以上，絮凝极限值为16.7mmol/L，抗硬水达到30度。

Claims (5)

1.一种提高褐煤中黄腐酸含量的方法，其特征在于，步骤如下：
S1：以含有黄腐酸的褐煤为原料，将其粉碎，在常压下对褐煤中的大分子进行活化，活化温度为120～150℃，活化时间为1～2小时，活化气氛为空气气氛；
S2：按照质量比1：2：0.6～0.7依次加入活化的褐煤粉末、水和浓硫酸，在常压下，温度保持在60～65℃反应，维持0.5～1小时，得到混合液；
S3：按照配比加入水和氢氧化钠，在常压下，温度保持在80～85℃反应，维持1～1.5小时；控制步骤中的混合液、水和氢氧化钠按照质量比1：6：0.2～0.5；
S4：将步骤3得到的新的混合液离心分离，取上层液体加入硫酸溶液，调节pH为1～2；
S5：对所得物进行真空抽滤，将滤饼烘干即得到黄腐酸含量较高的腐植酸产品。
2.根据权利要求1所述的提高褐煤中黄腐酸含量的方法，其特征在于，步骤4中将新的混合液离心分离，取上层液体加入50wt.％硫酸溶液，调节pH为1～2。
3.根据权利要求1或2所述的提高褐煤中黄腐酸含量的方法，其特征在于，步骤5中的烘干温度为105～110℃。
4.根据权利要求1或2所述的提高褐煤中黄腐酸含量的方法，其特征在于，步骤1中的粉碎后的含有黄腐酸的褐煤，过300目筛。
5.根据权利要求3所述的提高褐煤中黄腐酸含量的方法，其特征在于，步骤1中的粉碎后的含有黄腐酸的褐煤，过300目筛。
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