[发明专利]一种从低阶煤炭中提取高纯度腐植酸的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种从低阶煤炭中提取高纯度腐植酸的方法，具体涉及一种从劣质煤炭中分离提取高纯度腐植酸(Humic Acid，代号HA)的方法；属于煤炭加工和化工技术领域，所获得的产品属于精细化学品的范畴。

背景技术

我国蕴藏丰富的劣质煤资源(包括泥炭、褐煤、风化煤等)，但由于该类资源含有较多的无机矿物质，采用简单的物理分选方法难以分离和脱除，因而至今仍未得到大规模的开发和利用。

腐植酸主要分为土壤腐植酸、煤炭腐植酸和水体腐植酸三大类。根据在酸、碱溶液中的溶解度，腐植酸可进一步分为黄腐酸(FA)、胡敏酸(HA)和腐黑物(humin)。其中，黄腐酸既可溶于酸又可溶于碱，胡敏酸溶于碱而不溶于酸，腐黑物既不溶于酸又不溶于碱。自然界中的腐植酸主要以胡敏酸形式存在。在腐植酸应用领域，通常只将黄腐酸与胡敏酸称为腐植酸。

据报道，从土壤和低阶煤炭中分离提取的腐植酸已广泛应用于冶金、化工、农业、环保等领域。但目前市场多采用简单的碱溶酸析法生产腐植酸产品，产品中腐植酸的含量普遍不高，特别是金属离子(Fe、Mn、Ca、Mg等)的含量较高，显著降低了腐植酸产品的使用价值。如：CN1232831(1999年)用液体活化和浓缩的方法制备腐植酸，但腐植酸的含量只有45％～60％，产品中仍含有相当数量的无机矿物质。而采用其它抽提方法制备的腐植酸产品纯度一般均低于70％，仅少量医用黄腐酸的纯度可达到90％左右。

高纯度腐植酸(腐植酸含量高于95％)主要用作铅蓄电池阴极板膨胀剂、医药制品等，也是腐植酸类物质相关基础研究需用的化学试剂和有机高分子合成的重要原料。查阅文献可知，对于高纯度腐植酸提取和制备方法的相关研究和报道较少，见诸报道的大多是以土壤为主要原料分离提取的产品。例如，专利CN1718615A(2006年)，采用该专利，虽然可以提取得到高纯度的胡敏酸，但其是以土壤为研究对象提取的腐植酸，且提取步骤繁琐，流程较长。专利CN101033241A(2007年)公开了“一种高纯度腐植酸制备的方法”，该方法对原料煤依次经过碱溶，添加助凝剂后离心去渣，偏酸性条件下添加络合剂除高价阳离子，酸化后电渗析脱除胶体体系中的无机盐等步骤，可获得纯度高于95％的腐植酸产品，但抽提过程中使用了较多的络合剂和助凝剂，而且采用了电渗析器脱盐净化工序，使工艺操作过程复杂，加工成本明显增加，同时添加的络合剂本身就是一种有机物，会最终进入产品影响腐植酸的品质。

因此，为有效解决现有由低阶煤炭制备腐植酸的方法中存在的产品中腐植酸含量较低、杂质含量高，或加工成本高等问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术之不足而提供一种从低阶煤炭中提取高纯度腐植酸的方法，该方法具有加工成本低、工艺操作简便、产品中腐植酸含量高、杂质元素含量低等特点。

本发明一种从低阶煤炭中提取高纯度腐植酸的方法，具体由以下步骤构成：

步骤1，将原料煤风干后，破碎、研磨后得到煤粉；

步骤2，将煤粉与碱溶液混合，加热至50℃～95℃，同时通入氮气并搅拌，反应得到混合液；

步骤3，将步骤2中的混合液离心分离，分别收集上层液与沉淀物；

步骤4，将步骤3得到的沉淀物重复步骤2和步骤3各一次，收集上层液，弃去沉淀物；

步骤5，将步骤3和步骤4中得到的上层液混合，向其中加入HCl调节pH至2.0，静置得到沉淀，吸出部分上清液后离心分离，收集沉淀物；

步骤6，将步骤5中的沉淀物重复步骤2和步骤3，收集上层液，弃去沉淀物；

步骤7，将步骤6中得到的上层液重复步骤5；

步骤8，将步骤7收集到的沉淀物加入到装有混酸溶液的塑料容器，搅拌，加热至50℃～95℃，反应得到混合物；

步骤9，将步骤8中的混合物离心分离，将沉淀物用NaOH溶液溶解，并用HCl调节pH至7.0；

步骤10，将步骤9中的溶液用玻璃纸半透膜在去离子水中透析至所述溶液中用AgNO₃检测不出Cl^-；

步骤11，将步骤10中透析后的溶液冷冻干燥后，得腐植酸产品。

本发明一种从低阶煤炭中提取高纯度腐植酸的方法中，步骤3、步骤5以及步骤9所述离心分离，其转速为3000～10000r/min，离心分离时间为10min～30min。