一種提取黃腐酸的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煤炭腐植酸的提取工藝，屬于煤炭加工領域。
【背景技術】
[0002] 腐植酸（Humic Acid，HA)是生物體殘骸通過微生物的生物化學作用以及地球地 質物理化學作用的共同作用下產生的一種復雜的天然大分子有機弱酸[26]。根據HA在不 同溶劑中的溶解度、顏色和分子量的不同，HA又可大致分為黑腐植酸、棕腐植酸和黃腐植酸 (Fulvic Acid，FA)。FA是指能充分溶于酸性、中性水溶液以及丙酮、乙醇等有機試劑中的部 分，且FA是分子量最小的部分，生物活性也最大。
[0003] 概括而言，FA與一般腐植酸主要存在三點區別：一是它的分子量，由于FA的分子 量較小，它更易被生物體吸收和利用；二是它的功能團，FA含有的功能團含量較多，使得它 的生理活性更多，并且活性作用更強，絡合能力也較強；三是它的pH值，一般腐植酸溶解性 差，不能直接溶于水，通常需要轉變為含鉀、鈉的金屬鹽或銨鹽才能溶于水，這些強堿弱酸 鹽的水溶液皆呈堿性。而FA可直接溶于水，形成酸性水溶液。黃腐酸主要是應用于農業和 畜禽業中。應用在在農業中，黃腐酸能提高土壤肥力，增加施肥的效果，刺激植物生長，促進 作物抗性，改善農產品質量和降低農藥的毒性六大作用。在畜禽業中，黃腐酸通常作為飼料 添加劑使用，同時還具有一定生理作用，如提高產量和防治疾病。
[0004] 目前亦有使用過氧化氫氧化降解提取黃腐酸。但在實際生產過程中黃腐酸產率 低，過氧化氫使用效率偏低消耗量大，提取成本較高。因為褐煤（或泥炭）為酥松的網狀結 構，其結構中的相互作用力主要為分子間作用力和氫鍵。在已有的過氧化氫氧化提取黃腐 酸的過程中，未控制反應過程體系的PH而快速降低，使得氫鍵作用力加強，褐煤的結構變 得更緊密，分子間和碳鏈間的空間位阻增強，不利于過氧化氫氧化切斷碳鏈結構，使得溶解 的黃腐酸含量減少；另外，因部分黃腐酸徹底氧化成二氧化碳和水，也降低了黃腐酸的提取 率。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種褐煤（或泥炭）黃腐酸的提取方法。該方法的理論基 礎是：用部分過氧化氫降解褐煤（或泥炭），提高堿溶腐植酸的含量，溶解于水中的腐植酸 更易與過氧化氫反應；為了防止因反應產生的酸使溶液PH驟降引起還未完全形成黃腐酸 的腐植酸沉淀，使溶液中與過氧化氫反應的高分子腐植酸減少，采用pH梯度降低的工藝使 得大分子腐植酸逐步降解成小分子黃腐酸解來決上述問題。本方法綠色環保，工藝設計簡 潔、安全，黃腐酸產率高。
[0006] 一種提取黃腐酸的方法，其包括如下步驟：
[0007] 將煤炭粉與水混勻后，加入過氧化氫，在30~70°C下反應，至應平衡；
[0008] 調節pH至9~10后，在30~70°C下，邊攪拌邊滴加過氧化氫，進行反應，反應中 調節pH值以（0. 005~0. 02)/min的速率下降，優選為（0. 01~0. 02)/min，至過氧化氫滴 加完畢；
[0009] 其中，所述反應平衡的判斷條準備為：體系pH穩定，溫度不再升高；
[0010] 所述滴加過氧化氫的速率為每分鐘滴加的質量為煤粉質量的0. 0001~0. 01倍， 優選0· 001~0· 01倍，進一步優選為0· 005~0· 01倍。
[0011] 作為優選方案，所述過氧化氫的總質量與煤炭粉的質量之比為1 :1〇~4 :10。
[0012] 作為優選方案，所述煤炭為褐煤或泥炭。
[0013] 作為優選方案，所述煤粉與水按照1 :1的質量比進行混合。
[0014] 本發明的原理在于：氧化降解的工藝特征為控制氧化降解溶液系統的pH的降低 速率為（0. 005~0. 02)/min，控制pH的降低速率，使得過氧化氫更易于切斷碳鏈達到降解 目的。
[0015] 本發明的優點在于：
[0016] 工藝簡單，設備要求低，污染小；氧化過程克服了氧化產生的酸引起的溶液pH的 驟變，防止未完全氧化成黃腐酸的腐植酸沉淀，使得反應保持在一個相內，提高了過氧化氫 的利用效率。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例對本發明作進一步描述，但本發明的保護范圍不僅局限于實施 例。
[0018] 實施例1 :本實施例中黃腐酸提取的具體操作如下：
[0019] (1)取烘干粉碎后的褐煤lkg，用IL的去離子水攪拌，成煤漿后加入0.1 kg過氧化 氫在30°C~70°C反應；
[0020] (2)反應平衡后調節pH為10,使腐植酸溶解；
[0021] (3)在攪拌狀態下以0.0011^/1^11的速率質量分數為10%的過氧化氫〇120 2:褐煤 =0. 000Ι/min)，在30°C~70°C進行反應，反應過程中用堿防止pH降低速率過快，使其降低 速率為（〇· 005 ~0· 01)/min ;
[0022] (4)反應結束后進行固液分離得黃腐酸溶液，經干燥得黃腐酸固體。總的H202和 煤的質量比為〇. 1 (10%過氧化氫Ikg)。
[0023] 本實施例黃腐酸產率和質量如表1所示
[0024] 表1產率及各種官能團含量T
[0025]
【主權項】
1. 一種提取黃腐酸的方法，其特征在于，包括如下步驟： 將煤炭粉與水混勻后，加入過氧化氫，在30~70°C下反應，至應平衡； 調節pH至9~10后，在30~70°C下，邊攪拌邊滴加過氧化氫，進行反應，反應中調節 pH值以（0. 005~0. 02)/min的速率下降，至過氧化氫滴加完畢； 其中，所述反應平衡的判斷條準備為：體系PH穩定，溫度不再升高； 所述滴加過氧化氫的速率為每分鐘滴加的質量為煤粉質量的〇. 0001~〇. 001倍。
2. 如權利要求1所述的一種提取黃腐酸的方法，其特征在于，所述過氧化氫的總質量 與煤炭粉的質量之比為1 :1〇~4 :10。
3. 如權利要求1所述的一種提取黃腐酸的方法，其特征在于，所述煤炭為褐煤或泥炭。
4. 如權利要求1所述的一種提取黃腐酸的方法，其特征在于，所述煤粉與水按照1 :1 的質量比進行混合。
5. 如權利要求1所述的提取黃腐酸的方法，其特征在于：氧化降解的工藝特征為控制 氧化降解溶液系統的pH的降低速率為（0. 005~0. 02) /min，控制pH的降低速率，使得過氧 化氫更易于切斷碳鏈達到降解目的。
【專利摘要】本發明公開了一種提取黃腐酸的方法，該方法將粉碎后的褐煤(或泥炭)和同質量的水混勻后，加入約總過氧化氫1/10的過氧化氫在30℃～70℃反應，反應平衡后調節pH為9～10，使腐植酸溶解；接下來在攪拌狀態下以質量比H2O2：褐煤(或泥炭)＝(0.0001～0.001)/min加入質量分數大于10％的過氧化氫在30℃～70℃進行反應，反應過程中pH的降低速率為(0.005～0.02)/min。反應結束后進行固液分離得黃腐酸溶液。總的H2O2和煤的質量比為0.1～0.4。本發明的有益效果為：工藝簡單，設備要求低，污染小。
【IPC分類】C08H99-00
【公開號】CN104861173
【申請號】CN201510295898
【發明人】曹智, 龔寬俊, 王昌偉, 劉華
【申請人】福建師范大學福清分校
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月2日