[發明專利]從褐煤中提取黃腐酸的方法

在審

• 申請號: 201710465617.4
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107141321A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 席海紅;張玉榮;周春勇;何豐;陳開明
• 申請（專利權）人: 龍蟒大地農業有限公司
• 主分類號: C07G99/00
• 分類號: C07G99/00;C08H99/00
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司51231
• 代理人: 孫恩源

技術領域

本發明涉及一種煤炭加工方法，尤其是一種煤炭腐殖酸的提取工藝。

背景技術

腐植酸是動、植物體殘骸經過生物化學、物理化學及地球化學共同作用下產生一種復雜的天然大分子有機弱酸。根據腐植酸在不同溶劑中的溶解度、顏色及分子量的大小，腐植酸可以分為黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。黃腐酸可以溶于水、酸、堿、乙醇及丙酮等，且分子量較小，是生物活性較大的一類有機弱酸。

綜上所述，黃腐酸具有分子量較小、活性官能團較多及易溶于水等特點，普遍應用于農業、畜牧業中。應用在農業中，黃腐酸能改良土壤、提高養分(氮、磷、鉀)的利用率、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；應用在畜牧業中，黃腐酸鹽通常作為飼料添加劑使用，可以有效的提高產量和預防疾病。

目前，礦源褐煤中固有的黃腐酸含量很低，直接利用導致利用率低，造成資源浪費，需要氧化降解提高黃腐酸含量后加以利用。現階段所用的氧化劑主要有臭氧、高錳酸鉀、雙氧水和硝酸，常見以雙氧水和硝酸為氧化劑氧化降解褐煤生產黃腐酸居多，但是硝酸氧化降解褐煤生產黃腐酸會有大量的氮氧化物產生，造成環境污染。目前褐煤氧化提取黃腐酸的工藝存在的主要問題是黃腐酸產率不高，探究如何提高黃腐酸的產率是本領域的重要課題。

發明內容

為提高氧化降解褐煤生產黃腐酸的產率，本發明提供了一種從褐煤中提取黃腐酸的方法。

本發明所采用的技術方案是：從褐煤中提取黃腐酸的方法，包括以下步驟：

A、粉碎：將褐煤粉碎得到褐煤粉；

B、氧化降解：往褐煤粉中加入氧化劑對褐煤粉進行氧化降解，得到降解料漿；

C、超聲攪拌：將降解料漿注入超聲波清洗器中，同時加入計量的水混合后在超聲波清洗器中進行超聲處理，超聲處理的同時進行攪拌，得到超聲處理料漿；

D、后處理：超聲處理料漿經離心分離得到濾渣和上清液，上清液依次經濃縮、干燥、冷卻、研磨制得黃腐酸產品。

發明人在研究中發現，超聲波處理可以降低腐殖酸的分子量，在本發明中發明人提出利用超聲波來提高黃腐酸提取率的設想。

據此發明人設計了在氧化降解的過程中同時進行超聲處理的方法，以提高氧化降解效率。實驗證明了，超聲波可強化褐煤的氧化降解反應，并能夠破壞腐殖酸的大分子結構，提高黃腐酸的比例。但發明人在實驗中發現，上述黃腐酸比例的提高并沒有帶來最終黃腐酸產品產率的顯著提高，發明人認為其原因在于在氧化過程中超聲波攪拌輔助，會導致氧化降解非常劇烈，致使過度氧化，將早期已經形成的小分子黃腐酸進一步氧化生成二氧化碳和水。

因此發明人在本方案中提出了在氧化降解反應完成之后，再對產物降解料漿進行超聲攪拌的方法。由于氧化降解反應已經完成，降解料漿中僅殘留有少量的氧化劑，因此超聲攪拌過程中不會發生劇烈的氧化降解反應，避免了過度氧化。而超聲攪拌過程產生的強大沖擊波使得氧化后的一部分尚未降解的煤渣的粒徑進一步減小，提高了比表面積，然后在超聲攪拌作用下與殘留的少量氧化劑進一步氧化降解，提高黃腐酸的產率。另一方面，發明在研究中發現，影響黃腐酸產率的另一重要原因在于降解料漿中未完全降解的煤渣表面粗糙且具有大量細小孔隙，生成的小分子黃腐酸極易吸附在煤渣表面，在后處理過程中難以分離下來，從而導致部分黃腐酸無法提取。本發明利用超聲波清洗器對降解料漿進行超聲處理可將吸附在煤渣表面的黃腐酸解吸下來，利于提取，從而提高黃腐酸的產率。

作為本發明的進一步改進，在氧化降解之前，先將所述褐煤粉置于30～70℃水浴鍋中預熱至相應溫度，預熱的目的主要是促進氧化降解反應，提供活化能。

作為本發明的進一步改進，步驟C中加入的水的質量為褐煤粉質量的8～12倍。水量過多會造成后期濃縮干燥成本增大，水量過少，導致黃腐酸提取不完全，黃腐酸產率低。

作為本發明的進一步改進，在步驟C中，超聲波清洗器的超聲波的頻率為40～60Hz，超聲處理時間為5～60min，超聲處理溫度為40～80℃。該方案是發明人通過大量實驗得出的較佳超聲清洗條件，可有效促進煤渣進一步氧化和維持較好的黃腐酸解吸率。更佳的，步驟C的攪拌速率為100～200r/min，轉速太慢漿料分散不充分，過快導致漿料飛濺。