RU2307817C1 - Method of production of the humic concentrate and the device for its realization - Google Patents

Method of production of the humic concentrate and the device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2307817C1
RU2307817C1 RU2006114490/04A RU2006114490A RU2307817C1 RU 2307817 C1 RU2307817 C1 RU 2307817C1 RU 2006114490/04 A RU2006114490/04 A RU 2006114490/04A RU 2006114490 A RU2006114490 A RU 2006114490A RU 2307817 C1 RU2307817 C1 RU 2307817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
humic
humic acids
salts
electrolysis bath
Prior art date
Application number
RU2006114490/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Рудольфович Предтеченский (RU)
Михаил Рудольфович Предтеченский
Максим Валерьевич Пуховой (RU)
Максим Валерьевич Пуховой
Евгений Владимирович Гайслер (RU)
Евгений Владимирович Гайслер
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Международный научный центр по теплофизике и энергетике"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Международный научный центр по теплофизике и энергетике" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Международный научный центр по теплофизике и энергетике"
Priority to RU2006114490/04A priority Critical patent/RU2307817C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2307817C1 publication Critical patent/RU2307817C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; other industries; methods and devices for production of the humic concentrate.
SUBSTANCE: the invention presents the method of production of the humic concentrate, in compliance to which the water solution of the salts of the humic acids is placed in the electrolysis bath supplied with the cathode and the anode, then apply the electric voltage to the indicates cathode and the anode in such a manner, that the difference of the potentials between them is sufficient for the discharge of the anions of the humic acids salts, but below the value sufficient for the discharge of the hydroxyl ions and the current density on the anode was 5-600 A/m2. At that the water steam is passing through the water solution of the humic acids salts, which has been placed in the electrolysis bath, and the target product is produced on the anode surface. The invention also presents the device for production of the humic concentrate, containing the electrolysis bath supplied with the inlet and the outlet for the water solution of the humic acids salts and the anode and the cathode, each of which is connected to the power supply source, differing by that the anode has the cross-section made in the form of the circle and is mounted with the capability of rotation around its own axis and in such a manner that it is partially submerged in each moment of time in the water solution of the humic acids being in the electrolysis bath. At that the anode is supplied with the tool for removal of the target product from its surface, and the indicated electrolysis bath is supplied with the tool for delivery of the water steam in it. The invention allows to simplify the process of the humic concentrate production and to produce simultaneously several humic products.
EFFECT: the invention allows to simplify the process of production of the humic concentrate and to produce simultaneously several humic products.
9 cl, 3 ex, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям получения гуминового концентрата и оборудованию для его получения и может использоваться в химической промышленности.The invention relates to technologies for the production of humic concentrate and equipment for its production and can be used in the chemical industry.

Гуминовые вещества широко распространены в природе и составляют основную, а иногда преобладающую часть каустобиолитов угольного ряда, к которым относятся горючие сланцы, ископаемые угли - бурый и окисленный каменный, и природных гуммитов, к которым относятся почва, торф, а также речные, озерные и морские донные отложения.Humic substances are widely distributed in nature and make up the main, and sometimes predominant, part of coal-bearing caustobiolites, which include oil shale, fossil coals - brown and oxidized stone, and natural gummites, which include soil, peat, as well as river, lake and sea bottom sediments.

Важнейшую часть гуминовых веществ составляют гуминовые кислоты - высокомолекулярные органические соединения с молекулярным весом от 5 до 100 КД. Поскольку каждая молекула гуминовых кислот содержит по нескольку десятков кислых групп, они относятся к многоосновным кислотам. Для выделения их из природных субстанций гумитов и/или каустобиолитов угольного ряда, где они находятся в водонерастворимом состоянии в виде свободных кислот или их водонерастворимых солей, используется щелочная водная экстракция, как правило, при избытке щелочного реагента. Для этого на практике используются гидроокись калия, натрия, аммония или органические основания, с которыми гуминовые кислоты образуют водорастворимые соли. В результате получается экстракт с высоким значением рН, содержащий соли гуминовых кислот и избыток щелочи. При этом именно за счет значительного отрицательного заряда анионов гуминовых кислот, приводящего к взаимному отталкиванию макромолекул и их гидратации, обеспечивается хорошая растворимость и высокая дисперсность таких систем.The most important part of humic substances is humic acids - high molecular weight organic compounds with a molecular weight of 5 to 100 KD. Since each molecule of humic acids contains several tens of acid groups, they belong to polybasic acids. To isolate them from the natural substances of humites and / or caustobioliths of the coal series, where they are in a water-insoluble state in the form of free acids or their water-insoluble salts, alkaline water extraction is used, usually with an excess of alkaline reagent. For this, potassium, sodium, ammonium hydroxide or organic bases with which humic acids form water-soluble salts are used in practice. The result is a high pH extract containing salts of humic acids and an excess of alkali. Moreover, it is due to the significant negative charge of the anions of humic acids, which leads to the mutual repulsion of macromolecules and their hydration that ensures good solubility and high dispersion of such systems.

Однако сфера применения щелочных экстрактов гуминовых кислот весьма ограничена, так как высокие значения рН делают их при использовании в значительных количествах токсичными для микроорганизмов и растений, а высокий отрицательный заряд ухудшает их сорбционные, флокулирующие и структурообразующие свойства.However, the scope of application of alkaline extracts of humic acids is very limited, since high pH values make them toxic to microorganisms and plants when used in significant quantities, and a high negative charge worsens their sorption, flocculating and structure-forming properties.

В то же время свободные гуминовые кислоты, образующиеся в водных системах при рН ниже 3, вследствие того что их макромолекулы не несут заметного отрицательного заряда, агрегируются, подвергаются дегидратации и выпадают из водных систем в виде хлопьевидных нерастворимых осадков. При этом удельная поверхность их контакта с жидкой фазой и, как следствие, сорбционная, агрегирующая, реакционная способность резко снижаются. Поэтому наибольший практический интерес представляют переходные состояния молекул гуминовых кислот, когда они частично диссоциированы, рН таких систем колеблется в интервале от 3,5 до 8.At the same time, free humic acids formed in aqueous systems at pH below 3, due to the fact that their macromolecules do not carry a noticeable negative charge, aggregate, undergo dehydration and fall out of the water systems in the form of flocculent insoluble precipitates. In this case, the specific surface area of their contact with the liquid phase and, as a consequence, the sorption, aggregating, and reactivity are sharply reduced. Therefore, the transitional states of humic acid molecules are of most practical interest, when they are partially dissociated, the pH of such systems ranges from 3.5 to 8.

Ценные свойства гуминовых кислот и их производных предопределяет их использование в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине и для решения многих экологических задач.The valuable properties of humic acids and their derivatives are predetermined by their use in agriculture, animal husbandry, medicine and for solving many environmental problems.

Известен способ получения гуматов, включающий дробление и измельчение исходных природных гумитов (торфа или угля), обработку экстрагентом (раствором щелочи или органического основания) при механическом перемешивании, разделение твердой фазы (осадка) от жидкой фазы (гумата) и сушку гумата [Гуминовые удобрения, теория и практика их применения. - Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1962, ч.2, с.528].A known method of producing humates, including crushing and grinding of the original natural humites (peat or coal), treatment with extractant (alkali solution or organic base) with mechanical stirring, separation of the solid phase (precipitate) from the liquid phase (humate) and drying of humate [Humic fertilizers, theory and practice of their application. - Kiev: State Publishing House of Agricultural Literature, 1962, part 2, p. 528].

Недостатки этого способа заключаются в низкой интенсивности и большой длительности процесса, в результате чего из сырья преимущественно извлекаются фульвокислоты и низкомолекулярные фракции гуминовых кислот. При этом происходит набухание измельченного сырья с образованием гомогенной массы, чрезвычайно плохо разделяющейся на отходы в виде твердой фазы и целевой продукт в виде жидкой фазы.The disadvantages of this method are the low intensity and long duration of the process, as a result of which fulvic acids and low molecular weight fractions of humic acids are mainly extracted from the raw materials. When this occurs, the swelling of the crushed raw materials with the formation of a homogeneous mass, extremely poorly divided into waste in the form of a solid phase and the target product in the form of a liquid phase.

Недостатки данного способа устранены в другом способе, включающем интенсивную обработку исходного сырья низкочастотными акустическими колебаниями и кавитирующими вибрационными струями, что резко увеличивает извлечение и выход гуминовых кислот из исходного сырья за счет его доокисления и повышает биологическую активность получаемого гумата [Патент РФ №2042422, МПК B01J 8/16].The disadvantages of this method are eliminated in another method, including intensive processing of the feedstock with low-frequency acoustic vibrations and cavitating vibrational jets, which dramatically increases the extraction and yield of humic acids from the feedstock due to its oxidation and increases the biological activity of the obtained humate [RF Patent No. 2042422, IPC B01J 8/16].

Однако этот способ, как и описанный выше, пригоден только для получения водорастворимых солей гуминовых кислот.However, this method, as described above, is suitable only for obtaining water-soluble salts of humic acids.

В процессе экстракционного извлечения в раствор гуматов переходит большое количество высокодисперсных частиц исходного сырья, глинистых минералов и других растворимых и легко диспергируемых примесей. Так, зольность гуматов составляет 26-70%. Предварительной обработкой исходного сырья, например угля, минеральными кислотами, например серной кислотой, добиваются некоторой деминерализации, что позволяет снизить зольность гуматов до 12-20%. Однако этот прием значительно повышает стоимость и усложняет производство гуматов. Кроме того, в получаемых экстрактах обычно присутствуют остатки непрореагировавшей щелочи.In the process of extraction extraction, a large number of finely dispersed particles of the feedstock, clay minerals, and other soluble and easily dispersible impurities pass into the humate solution. So, the ash content of humates is 26-70%. By pretreating the feedstock, for example coal, with mineral acids, for example sulfuric acid, some demineralization is achieved, which reduces the ash content of humates to 12-20%. However, this technique significantly increases the cost and complicates the production of humates. In addition, residues of unreacted alkali are usually present in the resulting extracts.

Известны способы выделения гуминовых кислот из растворов гуматов путем их подкисления до рН ниже 3. Так, например, известен способ выделения гуминовых кислот из растворов гуматов, включающий их осаждение кислотой, фильтрацию и сушку [А. С.СССР №169112, МПК С07С 63/33]. При подкислении раствора гуматов происходит замена катионов щелочных металлов или аммония на ионы водорода, и водонерастворимые свободные гуминовые кислоты выпадают в осадок. При этом происходит необратимое коагулирование коллоидов и полимеризация молекул гуминовых кислот, в результате чего резко сокращается площадь поверхности, блокируются реакционноспособные центры и падает их физико-химическая и биологическая активность. Вместе с гуминовыми кислотами в осадок выпадает большое количество минеральных примесей. С целью снижения зольности выделенные гуминовые кислоты подвергают многократной обработке щелочью, фильтрованию, переосаждению и промывке. Этот способ обладает низкой эффективностью, малой производительностью, высоким расходом реагентов (щелочи и кислоты). К его недостаткам относятся также сложность разделения осадка - гуминовых кислот и жидкой фазы - щелочного раствора, большой расход воды на промывку осажденных гуминовых кислот и высокие энергетические затраты на их последующую сушку. Кроме того, в процессе многократной обработки гуминовые кислоты частично теряют свою природную структуру и утрачивают многие ценные свойства.Known methods for the separation of humic acids from humate solutions by acidifying them to a pH below 3. Thus, for example, a method is known for isolating humic acids from humate solutions, including acid precipitation, filtration and drying [A. S.SSSR No. 169112, IPC С07С 63/33]. When the humate solution is acidified, alkali metal or ammonium cations are replaced by hydrogen ions, and water-insoluble free humic acids precipitate. In this case, irreversible coagulation of colloids and polymerization of humic acid molecules occurs, as a result of which the surface area decreases sharply, reactive centers are blocked and their physicochemical and biological activity decreases. Together with humic acids, a large amount of mineral impurities precipitates. In order to reduce the ash content, the isolated humic acids are subjected to repeated treatment with alkali, filtration, reprecipitation and washing. This method has low efficiency, low productivity, high consumption of reagents (alkali and acid). Its disadvantages also include the difficulty of separating the precipitate — humic acids and the liquid phase — alkaline solution, the high water consumption for washing the precipitated humic acids, and the high energy costs of their subsequent drying. In addition, during repeated processing, humic acids partially lose their natural structure and lose many valuable properties.

Известен также способ получения гуминовых кислот, включающий обработку раствора солей гуминовых кислот постоянным электрическим током в диафрагменном электролизере с ионообменной катионитовой мембраной [А.С. СССР №181131, МПК С07С 63/33]. Согласно названному способу щелочной экстракт, содержащий раствор гумата натрия и сульфата натрия, помещают в анодное пространство двухкамерного электролизера, отделенное ионообменной катионитовой мембраной. В катодное пространство помещают раствор сульфата натрия. При установлении достаточной разности потенциалов на электродах протекает процесс электролиза воды. При этом анодное пространство подкисляется, а катодное - подщелачивается. Как только рН анодного пространства становится ниже трех, из раствора начинает выпадать свободная водонерастворимая гуминовая кислота, которая отделяется затем от аналита в других аппаратах. Одновременно в катодном пространстве образуется раствор натриевой щелочи, возвращаемый на стадию щелочной экстракции исходного продукта, так как катионитовая мембрана пропускает в катодное пространство только катионы натрия и задерживает анионы гуминовой кислоты. Процесс можно осуществлять только в двух или более камерном электролизере, поскольку необходимо поддерживать кислую среду в анодном пространстве, а в катодном пространстве в процессе электролиза накапливается щелочной раствор гидроокиси натрия. В едином межэлектродном пространстве при указанных режимах в электролите непрерывно протекает процесс взаимодействия щелочи с гуминовой кислотой с образованием исходного гумата натрия, то есть суммарно происходит лишь электролиз воды без образования конечного продукта. Этот способ является ближайшим аналогом предлагаемого и принят за прототип изобретения. К недостаткам прототипа следует отнести высокое омическое сопротивление мембраны, приводящее к большим энергопотерям и разогреву электролита. При этом имеет место значительная удельная энергоемкость процесса за счет непрерывного, интенсивного протекания реакции электролиза. Необходимость относительно частой замены мембраны усложняет конструкцию устройства, повышает эксплуатационные затраты, снижает надежность работы электролизера. Для осуществления способа необходимы специальные аппараты для отделения образовавшейся гуминовой кислоты от аналита. Способ позволяет получать непосредственно только один продукт - водонерастворимые гуминовые кислоты. При этом получаемый продукт - выпавшие в осадок гуминовые кислоты - составляет только часть объема аналита, что делает необходимым их последующее выделение из него. Это является самостоятельной сложной проблемой. Более того, получаемые таким образом водонерастворимые гуминовые кислоты имеют низкую физико-химическую активность из-за малой доступности их реакционноспособных центров, что не позволяет их использовать для решения многих сельскохозяйственных, экологических и промышленных задач.There is also known a method for producing humic acids, comprising treating a solution of salts of humic acids with direct electric current in a diaphragm electrolyzer with an ion-exchange cation exchange membrane [A.S. USSR No. 181131, IPC С07С 63/33]. According to the named method, an alkaline extract containing a solution of sodium humate and sodium sulfate is placed in the anode space of a two-chamber electrolyzer separated by an ion-exchange cation exchange membrane. A solution of sodium sulfate is placed in the cathode space. When a sufficient potential difference is established, electrolysis of water proceeds on the electrodes. In this case, the anode space is acidified, and the cathode space is alkalized. As soon as the pH of the anode space drops below three, free water-insoluble humic acid begins to precipitate from the solution, which is then separated from the analyte in other devices. At the same time, a solution of sodium alkali is formed in the cathode space, which is returned to the stage of alkaline extraction of the initial product, since the cation exchange membrane passes only sodium cations into the cathode space and delays humic acid anions. The process can be carried out only in two or more chamber electrolysers, since it is necessary to maintain an acidic environment in the anode space, and an alkaline solution of sodium hydroxide is accumulated in the cathode space during electrolysis. In the single interelectrode space under the indicated conditions, the process of interaction of alkali with humic acid continuously proceeds in the electrolyte with the formation of the initial sodium humate, that is, only the electrolysis of water occurs without the formation of the final product. This method is the closest analogue of the proposed and adopted as a prototype of the invention. The disadvantages of the prototype include high ohmic resistance of the membrane, leading to large energy losses and heating of the electrolyte. In this case, there is a significant specific energy consumption of the process due to the continuous, intensive course of the electrolysis reaction. The need for relatively frequent replacement of the membrane complicates the design of the device, increases operating costs, reduces the reliability of the cell. For the implementation of the method requires special apparatus for separating the resulting humic acid from the analyte. The method allows to obtain directly only one product - water-insoluble humic acids. At the same time, the resulting product - humic acids precipitated - accounts for only part of the analyte volume, which makes their subsequent isolation from it necessary. This is an independent complex problem. Moreover, the water-insoluble humic acids thus obtained have low physicochemical activity due to the low availability of their reactive centers, which does not allow them to be used to solve many agricultural, environmental and industrial problems.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания простого способа получения гуминового концентрата, с низкими затратами на его осуществление, позволяющего получать одновременно несколько гуминовых продуктов без каких-либо дополнительных стадий выделения целевых продуктов.The present invention solves the problem of creating a simple method for producing humic concentrate, with low costs for its implementation, which allows to obtain simultaneously several humic products without any additional stages of isolation of the target products.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ получения гуминового концентрата, по которому помещают водный раствор солей гуминовых кислот в электролизную ванну, снабженную катодом и анодом, прикладывают электрическое напряжение к названным катоду и аноду таким образом, чтобы разность потенциалов между ними была достаточна для разряда анионов солей гуминовых кислот, но ниже величины, достаточной для разряда гидроксильных ионов, а плотность тока на аноде составляла 5-600 А/м2, причем через водный раствор солей гуминовых кислот пропускают водяной пар и получают целевой продукт на поверхности анода, который затем удаляют.The problem is solved in that a method for producing humic concentrate is proposed, by which an aqueous solution of salts of humic acids is placed in an electrolysis bath equipped with a cathode and anode, an electric voltage is applied to said cathode and anode so that the potential difference between them is sufficient to discharge anions salts of humic acids, but lower than the value sufficient for the discharge of hydroxyl ions, and the current density at the anode was 5-600 A / m 2 , moreover, through an aqueous solution of salts of humic acids t let water vapor pass and get the target product on the surface of the anode, which is then removed.

Для снижения энергозатрат целесообразно удалять целевой продукт с поверхности анода непрерывно.To reduce energy consumption, it is advisable to remove the target product from the surface of the anode continuously.

Способ более эффективен, если использовать соли гуминовых кислот получаемых экстрагированием щелочным реагентом из природных гумитов и каустобиолитов угольного ряда.The method is more effective if you use salts of humic acids obtained by extraction with an alkaline reagent from natural humites and caustobiolites of a coal series.

Наиболее технологично пропускать водяной пар через водный раствор солей гуминовых кислот в форме отдельных струй.It is most technologically advanced to pass water vapor through an aqueous solution of salts of humic acids in the form of separate jets.

Целевым продуктом этого способа является гуминовый концентрат, который содержит гидратированные гуминовые кислоты, соли гуминовых кислот и минеральные компоненты исходных гумитов и каустобиолитов угольного ряда, химически связанные с содержащимися в гуминовом концентрате гуминовыми кислотами.The target product of this method is a humic concentrate, which contains hydrated humic acids, salts of humic acids and mineral components of the starting coal-type humites and caustobiolites chemically associated with humic acids contained in the humic concentrate.

Например, гуминовый концентрат может иметь следующий состав: от 0,5 до 47,0 мас.% гидратированных гуминовых кислот, от 0,5 до 47,0 мас.% солей гуминовых кислот, от 0,5 до 2,5 мас.% минеральных компонентов исходных гумитов и каустобиолитов угольного ряда, представленных преимущественно полимерными соединениями железа, алюминия, кремния, химически связанных с содержащимися гуминовыми кислотами, и воду, максимальное количество которой составляет 90 мас.%.For example, a humic concentrate may have the following composition: from 0.5 to 47.0 wt.% Hydrated humic acids, from 0.5 to 47.0 wt.% Salts of humic acids, from 0.5 to 2.5 wt.% mineral components of the initial coal-type humites and caustobioliths, represented mainly by polymer compounds of iron, aluminum, silicon, chemically associated with the humic acids contained, and water, the maximum amount of which is 90 wt.%.

Получаемый заявляемым способом гуминовый концентрат можно разделить на следующие типы:Obtained by the claimed method, humic concentrate can be divided into the following types:

- тип А - гуминовый концентрат, содержащий (по сухому веществу) 90 и более мас.% гидратированных гуминовых кислот, имеющий влажность 70-85% и консистенцию водонерастворимой пастообразной или сырой сыпучей массы с рН 3-4;- type A - humic concentrate containing (on a dry matter basis) 90% or more by weight of hydrated humic acids, having a moisture content of 70-85% and a consistency of a water-insoluble paste-like or raw loose mass with a pH of 3-4;

- тип В - гуминовый концентрат, содержащий (по сухому веществу) от 90 до 60 мас.% гидратированной гуминовой кислоты, имеющий влажность 90-75%, рН 4-6,5 и желеобразную консистенцию, растворимую в воде;- type B - humic concentrate containing (by dry matter) from 90 to 60 wt.% hydrated humic acid, having a moisture content of 90-75%, pH 4-6.5 and a jelly-like consistency, soluble in water;

- тип С - гуминовый концентрат, содержащий (по сухому веществу) от 60 до 5 мас.% гидратированной гуминовой кислоты, имеющий влажность 90-80% и рН 6,5-10, имеющий вязкотекучую консистенцию, легко растворимую в воде, не теряющую водорастворимости при высушивании.- type C - humic concentrate containing (on dry matter) from 60 to 5 wt.% hydrated humic acid, having a moisture content of 90-80% and a pH of 6.5-10, having a viscous flowing texture, readily soluble in water, not losing water solubility upon drying.

Зольность сухой части гуминовых концентратов всех типов варьируется в пределах 5-20 мас.% (по сухому веществу).The ash content of the dry part of humic concentrates of all types varies within 5-20 wt.% (Dry matter).

При осуществлении заявляемого способа получения гуминового концентрата в единую межэлектродную зону (зону между анодом и катодом) вводят водный раствор гуматов, полученный путем щелочной экстракции исходного сырья, воздействуя при этом на названный раствор паровой струей. Паровая струя вызывает кавитацию в водном растворе гуматов, в результате чего внутренние связи в них нарушаются, а скорость образования гуминовых солей увеличивается, что соответственно увеличивает выход гуминовых солей. Условия электрохимического процесса подбирают таким образом, чтобы в первый момент на аноде протекал разряд анионов гуминовых кислот с образованием адгезированной на поверхности анода пленки пространственного полимера, обладающего высокой вязкостью и практически фиксирующей находящиеся в прианодном пространстве анионы гуминовых кислот. Благодаря этому в пленке одновременно протекают процесс подкисления с переходом анионов гуминовых кислот в свободные кислоты и удалением из прианодного пространства ионов щелочных металлов и/или аммония и процесс электроосмотического обезвоживания. Глубина протекания этих процессов зависит, как сказано выше, от анодного потенциала, материала анода, а также концентрации гумата и времени от момента образования полимерной пленки до ее удаления. Это позволяет в едином процессе получать целую гамму различных продуктов, которые различаются степенью замещения щелочных катионов на водород в многоосновных гуминовых кислотах. По мере протекания электрохимического процесса электролит обогащается щелочью и его возвращают на стадию экстракции.When implementing the inventive method for producing humic concentrate, an aqueous humate solution obtained by alkaline extraction of the feedstock is introduced into a single interelectrode zone (the zone between the anode and cathode), acting on this solution with a steam jet. The steam jet causes cavitation in an aqueous solution of humates, as a result of which internal bonds in them are broken, and the rate of formation of humic salts increases, which accordingly increases the yield of humic salts. The conditions of the electrochemical process are selected in such a way that, at the first moment, the discharge of humic acid anions flows on the anode with the formation of a film of a spatial polymer that has high viscosity and practically fixes the anions of humic acids located on the anode surface. Due to this, the acidification process simultaneously takes place in the film with the transition of humic acid anions to free acids and removal of alkali metal and / or ammonium ions from the anode space and the process of electroosmotic dehydration. The depth of these processes depends, as mentioned above, on the anode potential, the material of the anode, as well as the concentration of humate and time from the moment of formation of the polymer film to its removal. This allows one to obtain a whole gamut of various products in a single process, which differ in the degree of substitution of alkaline cations for hydrogen in polybasic humic acids. As the electrochemical process proceeds, the electrolyte is enriched with alkali and returned to the extraction stage.

Для осуществления описанного способа предлагается устройство.To implement the described method, a device is provided.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является диафрагменный электролизер с ионообменной катионитовой мембраной для получения гуминов, который содержит электролизную ванну, покрытые платиной анод и катод, катионитовую мембрану, разделяющую электролизную ванну на анодную и катодную зоны, источник постоянного тока, патрубки для подвода и отвода электролита [А.С. СССР №181131, МПК С07С 63/33], принятый за прототип изобретения. Это устройство непригодно для осуществления описанного способа.The closest analogue of the proposed device is a diaphragm electrolyzer with an ion-exchange cation exchange resin for producing humins, which contains an electrolysis bath, a platinum-coated anode and cathode, a cation exchange membrane that separates the electrolysis bath into the anode and cathode zones, a direct current source, pipes for supplying and removing electrolyte [ A.S. USSR No. 181131, IPC С07С 63/33], adopted as a prototype of the invention. This device is unsuitable for the implementation of the described method.

Предлагается устройство для получения гуминового концентрата, содержащее электролизную ванну, снабженную входом и выходом для водного раствора солей гуминовых кислот и анодом и катодом, каждый из которых соединен с источником электрического напряжения, у которого анод имеет сечение в форме круга и установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси и таким образом, что в каждый момент времени он частично погружен в находящийся в электролизной ванне водный раствор гуминовых кислот, при этом анод снабжен средством для удаления целевого продукта с его поверхности, а названная электролизная ванна снабжена средством для подачи в нее водяного пара.A device for producing a humic concentrate is proposed, comprising an electrolysis bath equipped with an inlet and an outlet for an aqueous solution of humic acid salts and an anode and a cathode, each of which is connected to an electric voltage source, in which the anode has a circular section and is mounted to rotate around its own axis and so that at each moment of time it is partially immersed in an aqueous solution of humic acids in the electrolysis bath, while the anode is equipped with means for removing product from its surface, and the named electrolysis bath is equipped with means for supplying water vapor into it.

Анод может быть выполнен в форме диска, а по обе стороны названного анода может быть расположена, по меньшей мере, пара катодов, имеющих форму полудисков. Устройство может содержать не один, а n анодов, установленных последовательно на общей оси, и 2n катодов, установленных попарно с обеих сторон анода.The anode can be made in the form of a disk, and on both sides of the anode can be located at least a pair of cathodes having the form of half disks. The device may contain not one, but n anodes mounted in series on a common axis, and 2n cathodes mounted in pairs on both sides of the anode.

Анод может быть выполнен в форме барабана, а катодом в этом случае может быть корпус электролизной ванны.The anode may be in the form of a drum, and the cathode in this case may be the body of the electrolysis bath.

Средство для удаления целевого продукта с поверхности анода может быть выполнено в форме скребка, установленного с возможностью изменения его угла наклона относительно поверхности анода. Таких скребков может быть несколько.Means for removing the target product from the surface of the anode can be made in the form of a scraper installed with the possibility of changing its angle of inclination relative to the surface of the anode. There can be several such scrapers.

Средство для подачи в ванну водяного пара может быть выполнено в форме трубопровода и расположено в нижней части электролизной ванны.The means for supplying water vapor to the bath can be made in the form of a pipeline and is located at the bottom of the electrolysis bath.

Устройство, имеющее в качестве анодов n дисков, а в качестве катодов - 2n полудисков, изображено на фиг.1 и 2, где: 1 - электролизная ванна, 2 - отводящий патрубок, 3 - подводящий патрубок для раствора солей гуминовых кислот, 4 - сливной патрубок, 5 - вал, 6, 7 - подшипники, 8 - муфта, 9 - привод, 10 - токопроводящее средство, 11 - средство дл удаления целевого продукта с поверхности анода, 12 - анод, 13 - источник постоянного напряжения, 14 - катод, 15 - рама, 16 - исходный раствор солей гуминовых кислот и угольная взвесь, 17 - сопло для подачи пара, 18 - сливной желоб.A device having n disks as anodes and 2n half disks as cathodes is shown in Figs. 1 and 2, where: 1 - an electrolysis bath, 2 - a discharge pipe, 3 - a supply pipe for a solution of salts of humic acids, 4 - drain pipe, 5 - shaft, 6, 7 - bearings, 8 - coupling, 9 - drive, 10 - conductive means, 11 - means for removing the target product from the surface of the anode, 12 - anode, 13 - constant voltage source, 14 - cathode, 15 - frame, 16 - initial solution of salts of humic acids and coal suspension, 17 - nozzle for supplying steam, 18 - drain trough.

На фиг.1, 2 электролизная ванна выполнена в форме горизонтально установленного желоба. На торцевых стенках ванны имеются подводящий 3 и отводящий 2 патрубки, предназначенные для подвода и отвода водного раствора солей гуминовых кислот. Раствор солей гуминовых кислот заполняет весь объем ванны 1, на дне которой имеется также сливной патрубок 4. Аноды 12 выполнены в форме дисков, каждая торцевая поверхность которых образует с каждой противолежащей стенкой катодов 14 зоны электролиза. При этом аноды 12 соединены между собой общим валом 5, установленным с возможностью вращения вокруг его продольной оси в подшипниках 6 и 7, выполненных, например, из диэлектрического материала. На одном из концов вала 5 установлена муфта 8, выполненная из диэлектрического материала и соединяющая вал 5 с приводом 9. На другом конце вала 5 имеется токоподводящее средство 10, соединенное с положительным потенциалом источника 13 постоянного напряжения. Все катоды 14 соединены с отрицательным потенциалом источника 13 постоянного напряжения.In figure 1, 2, the electrolysis bath is made in the form of a horizontally mounted gutter. On the end walls of the bath there are inlet 3 and outlet 2 nozzles designed for inlet and outlet of an aqueous solution of salts of humic acids. A solution of salts of humic acids fills the entire volume of the bath 1, at the bottom of which there is also a drain pipe 4. Anodes 12 are made in the form of disks, each end surface of which forms an electrolysis zone with each opposite wall of the cathodes 14. In this case, the anodes 12 are interconnected by a common shaft 5 mounted for rotation around its longitudinal axis in bearings 6 and 7, made, for example, of a dielectric material. At one end of the shaft 5, a coupling 8 is installed, made of a dielectric material and connecting the shaft 5 to the drive 9. At the other end of the shaft 5 there is a current-carrying means 10 connected to the positive potential of the DC voltage source 13. All cathodes 14 are connected to the negative potential of the DC voltage source 13.

Устройство снабжено средством 11 для удаления целевого продукта с торцевых поверхностей анодов 12, которое содержит скребки, установленные по обе стороны торцевых поверхностей каждого анода 12 с возможностью изменения угла наклона относительно этих торцевых поверхностей.The device is equipped with means 11 for removing the target product from the end surfaces of the anodes 12, which contains scrapers mounted on both sides of the end surfaces of each anode 12 with the possibility of changing the angle of inclination relative to these end surfaces.

Подшипники 6 и 7, муфта 8 и средство 11 со скребками обеспечивают электрическую изоляцию каждого анода 12 и вала 5 от ванны 1 и катодов 14. Ванна установлена на раме 15. В межкатодное пространство через систему паровых сопел 17 впрыскиваются кавитирующие струи водяного пара.Bearings 6 and 7, clutch 8 and means 11 with scrapers provide electrical isolation of each anode 12 and shaft 5 from the bath 1 and cathodes 14. The bath is mounted on the frame 15. Cavitating jets of water vapor are injected into the cathode space through a system of steam nozzles 17.

Это устройство для электрохимического получения нового гуминового концентрата работает следующим образом.This device for the electrochemical production of a new humic concentrate works as follows.

Исходный водный раствор солей гуминовых кислот и угольную взвесь 16 по патрубку 3 подают в ванну 1. Посредством привода 9 во вращение приводится вал 5 и, соответственно, аноды 12. От источника постоянного напряжения 13 на аноды 12 подают положительный потенциал, а на катоды 14 - отрицательный, устанавливая тем самым разность потенциалов, достаточную для разряда анионов гуминовых кислот, но более низкую, чем потенциал разряда гидроксильных ионов.The initial aqueous solution of salts of humic acids and coal suspension 16 through the pipe 3 is fed into the bath 1. By means of the drive 9, the shaft 5 and, accordingly, the anodes 12 are driven from the DC voltage source 13 to the anodes 12 and the potential is fed to the cathodes 14 - negative, thereby establishing a potential difference sufficient to discharge anions of humic acids, but lower than the potential for the discharge of hydroxyl ions.

В каждом межэлектродном зазоре происходит электролиз раствора соли гуминовых кислот. Механизм выделения гуминового концентрата на каждом аноде 12 аналогичен описанному выше, т.е. анионы гуминовых кислот движутся к аноду 12 и, разряжаясь на нем, оседают на его поверхности. При медленном вращении каждого анода 12 слой осевшего на его торцевых поверхностях гуминового концентрата выводится из раствора соли гуминовых кислот.In each interelectrode gap, an electrolysis of a solution of a salt of humic acids occurs. The mechanism for isolating humic concentrate at each anode 12 is similar to that described above, i.e. anions of humic acids move to the anode 12 and, discharging on it, settle on its surface. During the slow rotation of each anode 12, a layer of humic concentrate deposited on its end surfaces is removed from the humic acid salt solution.

Средство 11 удаляет слой образовавшегося гуминового концентрата с торцевых поверхностей дисков 12 и направляет полученный продукт на складирование или затаривание через сливной желоб 18.The tool 11 removes the layer of formed humic concentrate from the end surfaces of the disks 12 and directs the resulting product for storage or packaging through the drain trough 18.

Процесс протекает непрерывно, то есть вращающиеся электроды 12 непрерывно выводят из электролита целевой продукт.The process proceeds continuously, that is, the rotating electrodes 12 continuously remove the target product from the electrolyte.

Проходящий через ванну 1 раствор солей гуминовых кислот и взвесь угля обрабатывается с помощью системы сопел 17 кавитирующими струями пара. А истощенный электролит отводится из ванны 1 через отводящий патрубок 2. Из ванны 1 выходит щелочной раствор, его направляют на повторную обработку исходного сырья в качестве экстрагента.Passing through the bath 1 solution of salts of humic acids and a suspension of coal is processed using a system of nozzles 17 with cavitating jets of steam. And the depleted electrolyte is discharged from the bath 1 through the outlet pipe 2. An alkaline solution leaves the bath 1, it is sent to the reprocessing of the feedstock as an extractant.

При эксплуатации заявляемого устройства происходит выпадение в осадок содержащихся в исходном растворе минеральных примесей, поэтому из ванны 1 периодически осуществляют вывод образовавшегося осадка через патрубок 4.During operation of the inventive device, mineral impurities contained in the initial solution precipitate, therefore, the precipitate formed from the bath 1 is periodically withdrawn through the nozzle 4.

Устройство для получения гуминового концентрата из природных гумитов и каустобиолитов угольного ряда, содержащего гидратированные гуминовые кислоты, соли гуминовых кислот и минеральные компоненты исходного сырья, химически связанные с содержащимися в концентрате гуминовыми кислотами, описанным способом изображено на фиг.3 и 4, где: 1 электролизная ванна - катод, 2 подводящий патрубок, 3 - сопла для подачи пара, 4 - отводящий патрубок, 5, 6 - подшипники, 7 - вал, 8 - зазор, 9 - анод-барабан, 10 - привод, 11 - муфта, 12 - токопроводящее средство, 13 - рама, 14 - желоб, 15 - источник постоянного напряжения, 16 - сливной патрубок, 17 - средство для удаления целевого продукта с поверхности анодаA device for producing a humic concentrate from natural humites and caustobioliths of a coal series containing hydrated humic acids, salts of humic acids and mineral components of the feedstock chemically associated with the humic acids contained in the concentrate, as described in FIGS. 3 and 4, where: 1 electrolysis bath - cathode, 2 inlet pipe, 3 - nozzles for steam supply, 4 - outlet pipe, 5, 6 - bearings, 7 - shaft, 8 - clearance, 9 - anode drum, 10 - drive, 11 - coupling, 12 - conductive means, 13 - frame, 14 - yellow about, 15 - constant voltage source, 16 - drain pipe, 17 - means for removing the target product from the surface of the anode

Электролизная ванна - катод 1 (фиг.3) выполнена в форме цилиндрического желоба с торцевыми стенками, на которых расположены подводящий и отводящий патрубки 2 и 4. Возможно расположение подводящего и отводящего патрубков на цилиндрической поверхности ванны 1 один напротив другого (не показано). В днище ванны 1 имеется сливной патрубок 16 для удаления осадка, образующегося в электролите при осуществлении электролиза и представляющего собой нерастворимые примеси исходной соли гуминовых кислот. В ванне на валу 7 коаксиально с зазором 8 установлен барабан-анод 9. Левый и правый концы вала 7 опираются на подшипники 5 и 6 (выполненные, например, из диэлектрического материала), обеспечивающие возможность вращения вала 7. Одним концом вал 7 соединен посредством муфты 11 (выполненной, например, из диэлектрического материала) с приводом 10, число оборотов которого может регулироваться. На другом конце вала 7 установлено токоподводящее средство 12, соединенное с положительным полюсом источника постоянного напряжения 15. Средство 12 обеспечивает подвод тока на анод-барабан 9 через вращающийся вал 7. Ванна 1, установленная на раме 13, соединена с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения 15 и заземлена.The electrolysis bath - cathode 1 (Fig. 3) is made in the form of a cylindrical trough with end walls, on which the inlet and outlet pipes 2 and 4 are located. It is possible to arrange the inlet and outlet pipes on the cylindrical surface of the bath 1 opposite one another (not shown). At the bottom of the bath 1 there is a drain pipe 16 to remove the precipitate formed in the electrolyte during electrolysis and which is insoluble impurities of the initial salt of humic acids. In the bath, a drum-anode 9 is mounted coaxially with a gap 8 on the shaft 7. The left and right ends of the shaft 7 are supported by bearings 5 and 6 (made, for example, of dielectric material), which make it possible to rotate the shaft 7. At one end, the shaft 7 is connected via a coupling 11 (made, for example, of dielectric material) with a drive 10, the speed of which can be adjusted. At the other end of the shaft 7, a current-carrying means 12 is installed, connected to the positive pole of the constant voltage source 15. The means 12 provides current supply to the anode drum 9 through the rotating shaft 7. The bath 1 mounted on the frame 13 is connected to the negative pole of the constant voltage source 15 and grounded.

Средство 17 (фиг.4) для удаления целевого продукта с цилиндрической поверхности барабана-анода 9 установлено на ванне 1. Приспособление 17 содержит скребок, установленный с возможностью изменения угла касания с цилиндрической поверхностью барабана-анода 9. Полученный концентрат сливается в желоб 14.The tool 17 (figure 4) for removing the target product from the cylindrical surface of the drum-anode 9 is installed on the bath 1. The device 17 contains a scraper installed with the ability to change the angle of contact with the cylindrical surface of the drum-anode 9. The resulting concentrate is discharged into the groove 14.

Система паровых сопел 3 обеспечивает обработку кавитирующими струями пара угольной взвеси и раствора солей гуминовых кислот в щелочном электролите для выделения гуминовых кислот.The system of steam nozzles 3 provides treatment with cavitating jets of steam of coal suspension and a solution of salts of humic acids in an alkaline electrolyte to isolate humic acids.

Средства 5, 6, 11 (фиг.3) и 14, 17 (фиг.4) обеспечивают электрическую изоляцию барабана-анода 9 от ванны-катода 1.Means 5, 6, 11 (figure 3) and 14, 17 (figure 4) provide electrical isolation of the drum-anode 9 from the bath cathode 1.

Это устройство работает следующим образом.This device operates as follows.

Исходный водный раствор соли гуминовых кислот, например гумат натрия или калия, полученный путем обработки исходного сырья раствором щелочного реагента при обработке кавитирующими паровыми струями, подают через патрубок 4 в ванну-катод 1. Возможна подача раствора гумата как вдоль ванны 1, так и поперек (на фиг.3 не показано).The initial aqueous solution of a salt of humic acids, for example, sodium or potassium humate, obtained by treating the feedstock with an alkaline reagent solution during treatment with cavitating steam jets, is fed through the pipe 4 to the cathode bath 1. The humate solution can be supplied both along bath 1 and across ( figure 3 is not shown).

После заполнения ванны 1 водным раствором соли гуминовых кислот приводом 10 посредством муфты 11 и вала 7 приводят во вращательное движение барабан-анод 9.After filling the bath 1 with an aqueous solution of the salt of humic acids with the drive 10 by means of the coupling 11 and the shaft 7, the drum-anode 9 is rotated.

От источника постоянного тока 15 через средство 12 и вал 7 на барабан 9 подают положительный потенциал, а на ванну 1 подают отрицательный потенциал. В зазоре 8 между цилиндрической частью ванны-катода 1 и барабана-анода 9 протекает процесс электролиза раствора солей гуминовых кислот с образованием на цилиндрической поверхности барабана-анода 9 слоя гуминового концентрата. Плотность тока и скорость вращения барабана-анода 9 устанавливают, исходя из необходимости получения гуминового концентрата типа А, В или С. Например, для получения гуминового концентрата типа А плотность тока устанавливают в диапазоне 300-600 А/м2, концентрация исходного раствора гумата должна составлять 4-8 мас.%, период очищения электрода должен составлять 3-10 секунд. Для получения гуминового концентрата типа В плотность тока устанавливают в диапазоне 100-400 А/м2, концентрация исходного раствора гумата должна составлять 6-9 мас.%, период очищения электрода должен составлять 2-5 секунд. Для получения гуминового концентрата типа С плотность тока устанавливают в диапазоне 50-200 А/м2, концентрация исходного раствора гумата должна составлять 8-10 мас.%, период очищения электрода должен составлять 1-3 секунды.From the DC source 15 through the means 12 and the shaft 7, a positive potential is supplied to the drum 9, and a negative potential is supplied to the bath 1. In the gap 8 between the cylindrical part of the cathode bath 1 and the anode drum 9, the process of electrolysis of a solution of humic acid salts proceeds with the formation of a layer of humic concentrate on the cylindrical surface of the anode drum 9. The current density and rotation speed of the drum-anode 9 are set based on the need to obtain a type A, B or C humic concentrate. For example, to obtain a type A humic concentrate, the current density is set in the range 300-600 A / m 2 , the concentration of the initial humate solution should make up 4-8 wt.%, the period of electrode cleaning should be 3-10 seconds. To obtain a type B humic concentrate, the current density is set in the range of 100-400 A / m 2 , the concentration of the initial humate solution should be 6-9 wt.%, The electrode cleaning period should be 2-5 seconds. To obtain a type C humic concentrate, the current density is set in the range of 50-200 A / m 2 , the concentration of the initial humate solution should be 8-10 wt.%, The electrode cleaning period should be 1-3 seconds.

При вращении барабана-анода 9 выделившийся в зоне электролиза (в зазоре 8) на части цилиндрической поверхности барабана-анода 9 гуминовый концентрат выводят из раствора и далее удаляют с этой поверхности скребком 17 и направляют на складирование или расфасовку через сливной желоб 14.When the drum-anode 9 is rotated, the humic concentrate released in the electrolysis zone (in the gap 8) on a part of the cylindrical surface of the drum-anode 9 is removed from the solution and then removed from this surface with a scraper 17 and sent for storage or packaging through the drain trough 14.

В установившемся режиме работы устройства раствор солей гуминовых кислот и угольную взвесь непрерывно подают через патрубок 2 в ванну-катод 1 и непрерывно отводят из нее. В прошедшем через зону электролиза (зазор 8) растворе солей гуминовых кислот понижается концентрация органической составляющей раствора и повышается рН. Отводимый из ванны-катода раствор направляют на повторное использование в качестве экстрагента для обработки исходного сырья. В зависимости от рН этого раствора в него дополнительно вводят щелочной реагент.In the steady state of the device, the solution of salts of humic acids and carbon suspension is continuously fed through the pipe 2 into the cathode bath 1 and continuously withdrawn from it. In the solution of humic acid salts that passed through the electrolysis zone (gap 8), the concentration of the organic component of the solution decreases and the pH rises. The solution withdrawn from the cathode bath is sent for reuse as an extractant for processing the feedstock. Depending on the pH of this solution, an alkaline reagent is additionally introduced into it.

В процессе электролиза раствора солей гуминовых кислот из него выпадают в виде осадка углеродные и глинистые компоненты исходного сырья, которые по мере накопления удаляют из ванны-катода 1 через сливной патрубок 16.In the process of electrolysis of a solution of salts of humic acids, carbon and clay components of the feedstock precipitate from it in the form of a precipitate, which, as they accumulate, are removed from the cathode bath 1 through a drain pipe 16.

Пример 1Example 1

В электролизер с анодами из нержавеющих дисков подают водный раствор гумата калия и взвесь окисленного угля с концентрацией 10%. Скорость оборотов анодов составляет 10 об/мин, плотность тока на аноде 400 А/м2. В процессе электролиза на анодах образуется гуминовый концентрат типа В, содержащий гуминовые кислоты - 14%, гумат калия - 5%, связанные минеральные компоненты - 1%, воду - 80% и имеющий рН 6,0. Консистенция гуминового концентрата гелеобразная, получаемый продукт растворим в воде.An aqueous solution of potassium humate and a suspension of oxidized coal with a concentration of 10% are fed into an electrolyzer with anodes of stainless disks. The speed of rotation of the anodes is 10 rpm, the current density at the anode is 400 A / m 2 . In the process of electrolysis on the anodes, a type B humic concentrate is formed, containing humic acids - 14%, potassium humate - 5%, bound mineral components - 1%, water - 80% and having a pH of 6.0. The consistency of the humic concentrate is gel-like, the resulting product is soluble in water.

Полученный гуминовый концентрат характеризуется:The resulting humic concentrate is characterized by:

1) элементным составом С=61,8%, Н=2,9%, N=1,6%, О=33,1% и S=0,6%;1) elemental composition C = 61.8%, H = 2.9%, N = 1.6%, O = 33.1% and S = 0.6%;

2) общей кислотностью (мэкг/г)=4,0±0,3, содержанием ОН-групп (МЭкв/г)=2,2±0,2;2) the total acidity (meq / g) = 4.0 ± 0.3, the content of OH-groups (MEq / g) = 2.2 ± 0.2;

3) составом минеральной части в мг/г сухого вещества: Al=3,50, Са=15,15, Cu=0,25, Mg=2,22, Mn=0,33, Sr=0,21, Zn=0,64, Fe=10,9, Na=20,23, Si=0,08;3) the composition of the mineral part in mg / g dry matter: Al = 3.50, Ca = 15.15, Cu = 0.25, Mg = 2.22, Mn = 0.33, Sr = 0.21, Zn = 0.64, Fe = 10.9, Na = 20.23, Si = 0.08;

4) гель-хроматограммой с практически единственным пиком с центром при 25000 дальтон, причем не менее 60% молекулярной массы располагается в интервале 22000-27000 дальтон;4) a gel chromatogram with an almost single peak centered at 25,000 daltons, with at least 60% of the molecular weight ranging from 22,000-27,000 daltons;

5) спектром ЯМР, в котором присутствуют три хорошо разделенные полосы, соответствующие алкильным, ароматическим и карбоксильным углеродам, а также полностью отсутствуют поглощения при 50-100 м.д., относящиеся к углеродам, связанным с ОН-группами карбогидратных фрагментов.5) an NMR spectrum in which there are three well separated bands corresponding to alkyl, aromatic and carboxylic carbons, and there are also no absorptions at 50-100 ppm related to carbons bound to OH groups of carbohydrate fragments.

Пример 2Example 2

В электролизер с нержавеющим анодом подают водный раствор гумата натрия и взвесь угля марки Д с концентрацией 12%. Скорость оборотов анода устанавливают равной 15 об/с, плотность тока на аноде 100 А/м2.An aqueous solution of sodium humate and a suspension of grade D coal with a concentration of 12% are fed into a cell with a stainless anode. The rotational speed of the anode is set equal to 15 r / s, the current density at the anode is 100 A / m 2 .

В процессе электролиза на аноде образуется гуминовый концентрат типа С, содержащий гидратированные гуминовые кислоты 1,7%, гуматы натрия 9%, связанные минеральные компоненты 0,8%, воду 89,5%, имеющий рН 7,5. Получаемый продукт имеет консистенцию вязкотекучей массы, хорошо растворимой в воде. Другие характеристики полученного гуминового концентрата в основном аналогичны указанным в примере 1.During electrolysis, a type C humic concentrate is formed on the anode, containing hydrated humic acids 1.7%, sodium humates 9%, bound mineral components 0.8%, water 89.5%, having a pH of 7.5. The resulting product has a viscous fluid consistency that is readily soluble in water. Other characteristics of the obtained humic concentrate are basically similar to those indicated in example 1.

Пример 3Example 3

В электролизер с анодом, представляющий собой барабан, выполненный из нержавеющей стали, подают водный раствор гумата калия и взвесь торфа концентрацией 9%. Скорость оборотов барабана составляет 4 об/мин, плотность тока 500 А/м2. В процессе электролиза на аноде образуется гуминовый концентрат типа А, содержащий гидратированные гуминовые кислоты 25%, гумат калия 1,5%, связанные минеральные компоненты 2,5%, воду 71%. Продукт имеет рН 4,5, пастообразную консистенцию и растворим в воде.An electrolytic cell with an anode, which is a drum made of stainless steel, is supplied with an aqueous solution of potassium humate and a suspension of peat with a concentration of 9%. The speed of the drum is 4 rpm, the current density of 500 A / m 2 . During electrolysis, a type A humic concentrate is formed on the anode, containing hydrated humic acids 25%, potassium humate 1.5%, bound mineral components 2.5%, water 71%. The product has a pH of 4.5, a pasty consistency and is soluble in water.

Другие характеристики полученного гуминового концентрата в основном аналогичны указанным в примере 1.Other characteristics of the obtained humic concentrate are basically similar to those indicated in example 1.

Claims (9)

1. Способ получения гуминового концентрата, по которому водный раствор солей гуминовых кислот помещают в электролизную ванну, снабженную катодом и анодом, прикладывают электрическое напряжение к названным катоду и аноду таким образом, что разность потенциалов между ними достаточна для протекания электролиза названных солей гуминовых кислот с получением целевого продукта, который затем удаляют, отличающийся тем, что к названным катоду и аноду прикладывают электрическое напряжение таким образом, чтобы разность потенциалов между ними была достаточна для разряда анионов солей гуминовых кислот, но ниже величины, достаточной для разряда гидроксильных ионов, а плотность тока на аноде составляла 5-600 А/м2, причем через водный раствор солей гуминовых кислот, помещенный в электролизную ванну, пропускают водяной пар, а целевой продукт получают на поверхности анода.1. A method of producing a humic concentrate, in which an aqueous solution of salts of humic acids is placed in an electrolysis bath equipped with a cathode and anode, an electric voltage is applied to said cathode and anode so that the potential difference between them is sufficient for electrolysis of the said salts of humic acids to occur of the target product, which is then removed, characterized in that an electric voltage is applied to the said cathode and anode so that the potential difference between them it is sufficient for the discharge of anions of salts of humic acids, but lower than the value sufficient for the discharge of hydroxyl ions, and the current density at the anode was 5-600 A / m 2 , and water vapor is passed through an aqueous solution of salts of humic acids placed in an electrolysis bath, and the target product is obtained on the surface of the anode. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевой продукт удаляют с поверхности анода.2. The method according to claim 1, characterized in that the target product is removed from the surface of the anode. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соли гуминовых кислот получают экстрагированием щелочным реагентом из природных гумитов и каустобиолитов угольного ряда.3. The method according to claim 1, characterized in that the salts of humic acids are obtained by extraction with an alkaline reagent from natural humites and caustobiolites of a coal series. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что водяной пар пропускают через водный раствор солей гуминовых кислот в форме отдельных струй.4. The method according to claim 1, characterized in that the water vapor is passed through an aqueous solution of salts of humic acids in the form of separate jets. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевым продуктом является гуминовый концентрат, содержащий гидратированные гуминовые кислоты, соли гуминовых кислот и минеральные компоненты исходных гумитов и каустобиолитов угольного ряда, химически связанные с содержащимися в гуминовом концентрате гуминовыми кислотами.5. The method according to claim 1, characterized in that the target product is a humic concentrate containing hydrated humic acids, salts of humic acids and mineral components of the starting coal-type humites and caustobiolites chemically associated with humic acids contained in the humic concentrate. 6. Устройство для получения гуминового концентрата, содержащее электролизную ванну, снабженную входом и выходом для водного раствора солей гуминовых кислот и анодом и катодом, каждый из которых соединен с источником электрического напряжения, отличающееся тем, что анод имеет сечение в форме круга и установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси и таким образом, что в каждый момент времени он частично погружен в находящийся в электролизной ванне водный раствор гуминовых кислот, при этом анод снабжен средством для удаления целевого продукта с его поверхности, а названная электролизная ванна снабжена средством для подачи в нее водяного пара.6. A device for producing a humic concentrate containing an electrolysis bath equipped with an inlet and an outlet for an aqueous solution of salts of humic acids and an anode and a cathode, each of which is connected to an electric voltage source, characterized in that the anode has a circular cross-section and is installed with the possibility rotation around its own axis and so that at each moment of time it is partially immersed in an aqueous solution of humic acids in the electrolysis bath, while the anode is equipped with means for removing of the product from its surface, and the named electrolysis bath is equipped with means for supplying water vapor into it. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что анод выполнен в форме диска и установлен между двумя катодами, выполненными в форме полудисков и погруженными в находящийся в электролизной ванне водный раствор гуминовых кислот.7. The device according to claim 6, characterized in that the anode is made in the form of a disk and is installed between two cathodes made in the form of half disks and immersed in an aqueous solution of humic acids in the electrolysis bath. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что анод выполнен в форме цилиндрического барабана, а катодом является корпус электролизной ванны.8. The device according to claim 6, characterized in that the anode is made in the form of a cylindrical drum, and the cathode is the body of the electrolysis bath. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средство для удаления целевого продукта с поверхности анода выполнено в форме скребка, установленного с возможностью изменения угла его наклона относительно поверхности анода.9. The device according to claim 6, characterized in that the means for removing the target product from the surface of the anode is made in the form of a scraper installed with the possibility of changing the angle of its inclination relative to the surface of the anode.
RU2006114490/04A 2006-04-27 2006-04-27 Method of production of the humic concentrate and the device for its realization RU2307817C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114490/04A RU2307817C1 (en) 2006-04-27 2006-04-27 Method of production of the humic concentrate and the device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114490/04A RU2307817C1 (en) 2006-04-27 2006-04-27 Method of production of the humic concentrate and the device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2307817C1 true RU2307817C1 (en) 2007-10-10

Family

ID=38952884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006114490/04A RU2307817C1 (en) 2006-04-27 2006-04-27 Method of production of the humic concentrate and the device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2307817C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Donini et al. The operating cost of electrocoagulation
CN105540972B (en) A kind of zero-discharge treatment system of high slat-containing wastewater
Ho et al. The application of lead dioxide-coated titanium anode in the electroflotation of palm oil mill effluent
EP2978544B1 (en) Electrolytic treatment method of olive mill waste water
EP1008304B1 (en) Method and apparatus for removing toxic substances from waste marine products
CN113087229A (en) Carbon sequestration application system and method for concentrated seawater
CN111704214A (en) Electrochemistry sewage treatment system
US6932905B2 (en) Water treatment system
RU2307817C1 (en) Method of production of the humic concentrate and the device for its realization
Touahria et al. Clarification of industrial mining wastewater using electrocoagulation
RU2175651C1 (en) Method and installation for production of humino-mineral concentrate
CN213803425U (en) Three-phase separation equipment for oil-containing silt or sand
CN205710354U (en) The processing means of oil sludge and sand
RU2739189C1 (en) Oil sludge processing method
CN219637042U (en) High-salt high-hardness wastewater treatment system
CN206014490U (en) A kind of sewage-treatment plant
RU2319683C2 (en) Humino-mineral concentrate preparation process
CN209226755U (en) A kind of system for waste water of mine desalting processing
CN211311157U (en) Utilize powdered activated carbon to get rid of processing system of COD in sewage
CN203620312U (en) Stirring sludge-scraping device for clarification tank
CN212832854U (en) Equipment for removing calcium ions in recovered phosphoric acid liquid obtained by rinsing activated carbon
Tetreault Electrocoagulation Process for Wastewater Treatment
CN202089803U (en) Chemical degreaser
CN111533400A (en) Three-phase separating equipment for oil-containing silt (sand)
SU739004A1 (en) Method of electrolytic purification of waste water

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20081114

PD4A Correction of name of patent owner