CN103497220B

CN103497220B - 一种腐植酸钠的生产技术

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Publication number: CN103497220B
Application number: CN201310494632.3A
Authority: CN
Inventors: 张京三
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: CN103497220A

Abstract

本发明涉及一种腐植酸的生产技术，提供一种以褐煤、风化煤或泥炭为主要原料生产腐植酸钠的技术。在本技术中，首先将原料粉碎后于卧式搅拌混合机中进行初步氧化以直接产生部分小分子腐植酸，再在酸性条件下对上述混合物进行酸化处理，以除去与腐植酸相结合的钙、镁等离子，两次碱化过滤后合并滤液并将所得滤渣于碱性条件下进行二次氧化分解，过滤回收滤渣并合并滤液，加入氢氧化钠溶液，经过电加热釜用搅拌机混合处理，使滤液中氢氧化钠与腐植酸充分络合。完全络合后的腐植酸钠滤液经过离心喷雾干燥机对产品进行脱水，最后经过微波真空干燥烤箱，生成终极产品腐植酸钠。该技术生成的腐植酸钠可广泛适用于农作物生长调节剂、水泥减水剂、钻井泥浆调节剂、锅炉水处理剂等。

Description

一种腐植酸钠的生产技术

技术领域：

本发明涉及一种腐植酸钠的生产技术，特别是一种以褐煤、风化煤或泥炭为主要原料生产腐植酸钠的技术。

背景技术：

腐植酸广泛存在于泥炭、褐煤、风化煤中，其主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫和少量的磷。腐植酸具有良好的离子交换作用，它的功能团对土壤中的阳离子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、 Fe³⁺、Al³⁺和阴离子Cl^-、SO4^2-有很强的交换能力和吸附作用（络合、螯合特性）。腐植酸钠采用天然含腐植酸的优质低钙低镁风化煤经化学提炼而成，它是多功能的高分子化合物，含有羟基，醌基，羧基等较多的活性基团，具有很大的内表面积，有较强的吸附，交换，络合，螯合能力，腐植酸钠经中科院，化工部，煤炭部，石油部，铁道部及各省市有关科研生产部门攻关，已在国民经济的众多领域得到应用和认可。尤其是作为陶瓷添加剂，解胶剂，钻井泥浆调整剂，工业用水稳定剂，水泥减水剂，锅炉除垢剂，矿石浮选剂，废气废水处理剂，水煤桨外加剂，型煤粘合剂，蓄电池阴极板扩张剂等，显示出强大的生命力，取得了显著的经济效果，前景十分广阔。其次，在农业中作为复合肥料，可改变土壤结构，对农作物起到防病抗病增产增收的效果。禽畜养殖中作为饲料添加剂，水产养殖中作为增效剂，都取得了显著的经济效益。

传统腐植酸钠制造工艺为用一定比例的氢氧化钠溶液萃取风化煤中的腐植酸，与残渣分离后，浓缩、干燥、得到固体的腐植酸钠成品。具体过程如下：风化煤先进行湿法球磨，得到粒度小于20目的煤浆，放入配料槽，加入计算量的烧碱，控制PH到11，并把液固比9:1，混匀后送到抽提罐，夹套蒸汽加热，使罐内温度升到85～90℃，搅拌反应0.5h，卸入沉淀池使固液分离，上部清液转移到蒸发器浓缩到10Be，泵送到喷雾干燥塔干燥即可。但上述方法存在反应速度慢、产量低下、产品质量差以及生产成本高等缺点。因此，开发一种具有反应速度、产量高且质量好的腐植酸钠生产技术具有重要的经济和社会价值。

发明内容：

为克服现有技术的不足，本发明的腐植酸钠生产技术依据腐植酸的物化特性，在传统以风化煤、泥炭及褐煤提取加工腐植酸钠的技术基础上，对传统加工提取腐植酸钠的搅拌方式和分离设备做了相应的调整和改进，在反应过程中采用二次氧化分解以及电加热釜用搅拌机混合处理碱化工艺，获得了一种反应速度快、产量高且成品质量好的腐植酸钠生产技术。

本技术是一种以褐煤、风化煤或泥炭为主要原料，首先将原料粉碎后于卧式搅拌混合机中进行初步氧化以直接产生部分小分子腐植酸，再在酸性条件下对上述混合物进行酸化处理，以除去与腐植酸相结合的钙、镁等离子，两次碱化过滤后合并滤液并将所得滤渣于碱性条件下进行二次氧化分解，过滤回收滤渣并合并滤液，加入氢氧化钠溶液，经过电加热釜用搅拌机混合处理，使滤液中氢氧化钠与腐植酸充分络合。完全络合后的腐植酸钠滤液经过离心喷雾干燥机对产品进行脱水，最后经过微波真空干燥烤箱，生成终极产品腐植酸钠。该技术生成的腐植酸钠可广泛适用于农作物生长调节剂、水泥减水剂、钻井泥浆调节剂、锅炉水处理剂等。

本发明的腐植酸钠生产方法包括如下步骤：

1）将富含腐植酸的原料粉碎至70目左右；

2）将煤粉加入至卧式搅拌混合机中，加入氧化剂双氧水反应30 min；

3）添加盐酸乙醇溶液，调节pH至1.5，立体多向混合一段时间；

4）加入氢氧化钠溶液，加热并保温一段时间，过滤，得滤液I，

5）上述步骤4）所得滤渣经纯水漂洗后，加入氢氧化钠溶液，加热并保温一段时间，过滤，得滤液II；

6）向上述步骤5）所得滤渣中加入双氧水和氢氧化钠溶液，加热并保温一段时间，过滤，得滤液III，并回收滤渣；

7）合并滤液I~III，加入氢氧化钠溶液，采用电加热釜用搅拌机进行搅拌，加热，反应30min；

8）上述步骤7）中反应混合物于离心喷雾干燥机中干燥后，再进行微波真空干燥，得腐植酸钠成品。

其中，所述方法步骤1）中富含腐植酸的原料为褐煤、风化煤或泥炭；

步骤2）中双氧水的浓度为4.0%~4.5%；

步骤3）中盐酸乙醇溶液由15%乙醇溶液与36%盐酸溶液混合而成，所用盐酸乙醇的体积为原料重量的10-15倍，立体多项混合时间为8 min~10 min；

步骤4）中氢氧化钠溶液的浓度为1.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为10min~15 min；

步骤5）中氢氧化钠溶液的浓度为1.5%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为10min~15 min；

步骤6）中双氧水的浓度为5%，氢氧化钠溶液的浓度为2.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为15min~20 min；

步骤7）中氢氧化钠溶液的浓度为5.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的5-10倍，搅拌速度为1800r/min，加热至45℃~50℃；

步骤8）中离心喷雾干燥时间为40min~50 min，于55℃~60℃下进行微波真空干燥1.5h。

本发明的生产方法改变了固液反应中固液表面的平衡状态，提高了制取腐植酸钠的反应速度和腐植酸的含量和质量。由此以来，腐植酸钠的单位产能得到了提升，减少了褐煤、风化煤、泥炭以往的依靠自燃条件物理风化的时间，为生产型企业减少了实际的生产成本。此外，本发明的工艺过程不涉及有毒有害物质，对环境友好。本发明所制备得到的腐植酸钠优于国家标准。

附图说明：

图1 腐植酸钠生产技术全流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例，对发明进行详细说明，但不限本发明的范围：

实施例1：

将富含腐植酸的褐煤粉碎至70目左右，将50 g煤粉加入至卧式搅拌混合机中，加入浓度为4.0%的双氧水，反应30 min；添加500 mL盐酸乙醇溶液（由15%乙醇溶液与36%盐酸溶液混合而成），调节pH至1.5，立体多向混合8 min，加入浓度为1.0%的氢氧化钠溶液500 mL，加热至50℃并保温10 min，过滤，得滤液I，所得滤渣经纯水漂洗后，加入浓度为1.5%的氢氧化钠溶液500 mL，加热至45℃并保温15 min，过滤，得滤液II，向上述滤渣中加入浓度为5%的双氧水和浓度为2%的氢氧化钠溶液500 mL，加热至45℃并保温20 min，过滤，得滤液III，并回收滤渣。合并滤液I~III，加入浓度为5%的氢氧化钠溶液250 mL，采用电加热釜用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为1800r/min，加热至50℃，反应30min，反应混合物于离心喷雾干燥机中干燥40 min后，再于55℃下进行微波真空干燥1.5h，得腐植酸钠成品21.8g，纯度99.1%。

实施例2：

将富含腐植酸的风化煤粉碎至70目左右，将100 g煤粉加入至卧式搅拌混合机中，加入浓度为4.5%的双氧水，反应30 min；添加1500 mL盐酸乙醇溶液（由15%乙醇溶液与36%盐酸溶液混合而成），调节pH至1.5，立体多向混合8 min，加入浓度为1.0%的氢氧化钠溶液1500 mL，加热至45℃并保温15 min，过滤，得滤液I，所得滤渣经纯水漂洗后，加入浓度为1.5%的氢氧化钠溶液1200 mL，加热至50℃并保温10 min，过滤，得滤液II，向上述滤渣中加入浓度为5%的双氧水和浓度为2%的氢氧化钠溶液1500 mL，加热至50℃并保温15 min，过滤，得滤液III，并回收滤渣。合并滤液I~III，加入浓度为5%的氢氧化钠溶液1000 mL，采用电加热釜用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为1800r/min，加热至45℃，反应30min，反应混合物于离心喷雾干燥机中干燥45 min后，再于55℃下进行微波真空干燥1.5h，得腐植酸钠成品38.2g，纯度为99.4%。

实施例3：

将富含腐植酸的泥炭粉碎至70目左右，将100 g煤粉加入至卧式搅拌混合机中，加入浓度为4.5%的双氧水，反应30 min；添加1500 mL盐酸乙醇溶液（由15%乙醇溶液与36%盐酸溶液混合而成），调节pH至1.5，立体多向混合10 min，加入浓度为1.0%的氢氧化钠溶液1500 mL，加热至45℃并保温15 min，过滤，得滤液I，所得滤渣经纯水漂洗后，加入浓度为1.5%的氢氧化钠溶液1500 mL，加热至50℃并保温10 min，过滤，得滤液II，向上述滤渣中加入浓度为5%的双氧水和浓度为2%的氢氧化钠溶液1200 mL，加热至50℃并保温15 min，过滤，得滤液III，并回收滤渣。合并滤液I~III，加入浓度为5%的氢氧化钠溶液800 mL，采用电加热釜用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为1800r/min，加热至45℃，反应30min，反应混合物于离心喷雾干燥机中干燥50 min后，再于60℃下进行微波真空干燥1.5h，得腐植酸钠成品36.2g，纯度为99.3%。

实施例4：

将上述实施例1-3制备所得的腐植酸钠进行质量研究，其按照国家标准进行分析，所得结果如下表1所示：

表1 实施例1-3所得腐植酸钠的质量分析结果

Claims

1.一种腐植酸钠的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将富含腐植酸的原料粉碎至70目左右；

2）将煤粉加入至卧式搅拌混合机中，加入氧化剂双氧水，反应30 min；

4）加入氢氧化钠溶液，加热并保温一段时间，过滤，得滤液I；

7）合并滤液I~III，加入氢氧化钠溶液，采用电加热釜，用搅拌机进行搅拌，加热，反应30min；

2.如权利要求1所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤1）中富含腐植酸的原料为褐煤、风化煤或泥炭。

3.如权利要求1所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤2）中双氧水的浓度为4.0%~4.5%。

4.如权利要求1-3任一项所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤3）中盐酸乙醇溶液由15%乙醇溶液与36%盐酸溶液混合而成，所用盐酸乙醇的体积为原料重量的10-15倍，立体多向混合时间为8 min~10 min。

5.如权利要求1或2所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤4）中氢氧化钠溶液的浓度为1.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为10 min~15 min。

6.如权利要求1或2所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤5）中氢氧化钠溶液的浓度为1.5%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为10 min~15 min。

7.如权利要求1或2所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤6）中双氧水的浓度为5%，氢氧化钠溶液的浓度为2.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的10-15倍，加热至45℃~50℃，保温时间为15min~20 min。

8.如权利要求1-3任一项所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤7）中氢氧化钠溶液的浓度为5.0%，所用氢氧化钠溶液的体积为原料重量的5-10倍，搅拌速度为1800r/min，加热至45℃~50℃。

9.如权利要求1-3任一项所述腐植酸钠的生产方法，其特征在于：步骤8）中离心喷雾干燥时间为40min~50 min，于55℃~60℃下进行微波真空干燥1.5h。