影响风化煤提纯腐植酸钠的工艺因素研究

唐富保

（景德镇陶源矿业有限公司 景德镇市 333000）

一、前言

腐植酸的主要组成元素有碳、氢、氧、氮（也有含硫、磷）等，它是一种主要呈黑色或棕色的无定形的高分子胶体。腐植酸由于本身具有胶体的性质，难溶于水，而分子中含有梭基、酚轻基又使得其具有酸的性质，其碱金属盐可溶于水。腐植酸钠是腐植酸的碱金属盐，它无毒无臭无腐蚀，极易溶于水。腐植酸钠属于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，同时又具有很大的内表面积，表现出有较强的螯合，交换，吸附等能力。因此腐植酸钠在陶瓷生产中可以有效的起到增强坯体的作用和有良好的化浆能力。

近年来腐植酸钠在陶瓷生产中已成为不可缺少的陶瓷添加剂一种，由于景德镇日用瓷的生产主要还是用石膏模注浆成型的方法，良好的泥浆流动性是影响注浆成型好坏的主要指标之一。因此本文就从风化煤中提取腐植酸钠的影响因素进行了研究和探讨。

二、实验研究与分析

实验过程：先根据实验计算好煤：水比例，然后量取所需的蒸馏水，将风化煤粉碎过筛按实验要求的重量和颗粒粒度放入量好的水中加热搅拌，再根据计算好的NaOH浓度，称去所需NaOH量加入到煤水溶液中，搅拌一定时间后沉淀1小时后，再采用虹吸法进行过滤，过滤所得滤液放在烘箱中进行烘干，烘干后的样品即为实验所得腐植酸钠。

1、不同碱的浓度对腐植酸钠抽提的影响

通过前期试验发现在煤水比例不同时，碱的浓度对腐植酸钠提纯影响会不同。表1给出了在不同的煤水比例条件下，碱的浓度对腐植酸钠提纯影响结果。

表1不同煤水比碱溶度对腐植酸钠抽提的影响

煤：水=100:800

煤：水=100:700

煤：水=100:1000

从上表数据可得出：在确定煤水的比例后，随着碱的浓度的改变，其腐植酸钠的抽提效果也随之改变。在煤水比例为100:1000，碱浓度为2.4%wt时，可得到本实验的最佳抽提率95.39%。从表1中还可以看到在碱的浓度过大时，抽提腐植酸钠易出现胶凝现象，导致抽提率下降，降低腐植酸钠的产量。在表1中虽然可以看到在一定的范围内，扩大NaOH的浓度可以在一定程度上提高的腐植酸钠的抽提率，但是随之而来的抽提液中多余的NaOH溶液，会造成腐植酸钠的pH值明显加大。这就不仅影响了产品质量，而且还浪费了NaOH，不利于降低企业的生产腐植酸钠的成本。

2、不同风化煤加入量对腐植酸钠产量的影响

在确定碱浓度的基础上,采用对比实验研究了不同的风化煤加入量对腐植酸钠产量的影响。所得结果见表2，从表中可以得出：在同样的工艺条件下，若通过加大风化煤的加入量，可以达到增加腐植酸钠的产量的目的，这对我们生产中降低腐植酸钠的生产成本有很大的指导意义。

表2不同风化煤加入量对腐植酸钠抽提率的影响

3、不同抽提时间对腐植酸钠产量的影响

表3给出了不同抽提时间对腐植酸钠产量的影响，从表3可见：在固定其他工艺条件下，随着抽提时间的增加，腐植酸钠的产量也会略微增加，增加不明显，综合能源的消耗和产量的增加量来看，本实验中的抽提时间长度为lh就可以。

表3不同抽提时间对腐植酸钠抽提率的影响

4、不同抽提温度对腐植酸钠产量的影响

生产过程中能源的消耗也是腐植酸钠成本的重要一个部分，因此确定最佳的抽提温度也是不容忽视的研究，具体数据见表4

表4不同抽提温度对腐植酸钠抽提率的影响

根据表4给出的不同抽提温度对腐植酸钠产量的影响来看，发现随着温度的升高，腐植酸钠的产量也随之增加。但当温度在80℃以上时，腐植酸钠的增加量不是很明显。因而综合能耗和产率来看，抽提温度不能低于80℃。

5、煤粒度对腐植酸钠产量的影响

在相同的工艺条件下，若煤粒度过大，则抽提时不能充分接触，从而造成腐植酸钠的产量偏低。若风化煤粒度过小，煤灰容易悬浮在溶液中，沉降比较慢，一方面影响生产效率，另一方面造成残留的煤灰影响产品质量。为了研究不同风化煤粒度对腐植酸钠产量的影响进行了如表5的实验。

由表5可见，风化煤的粒度从40目到120目，实验发现在这个区间，风化煤的粒度对腐植酸钠的产量影响不大。但是在实验过程中我们看到若粒度过小，会出现抽提液的沉速度变慢的现象，使得实验所得腐植酸钠中的残渣含量增加。因而从表5得出分化煤的粒度在80目为宜。

表5不同煤粒度对腐植酸钠抽提率的影响

三、结论

根据以上不同影响从风化煤中提纯腐植酸钠的因素研究分析结果来看，本研究可以得到一下结论：

1)不同的煤水比例，随碱的浓度改变，抽提率也改变。本研究最佳的煤水比例为100:1000，碱浓度为2.4%wt，腐植酸钠的抽提率最大。

2)在相同工艺条件下，增加风化煤的加入量可以增加腐植酸钠的产量。

3)在相同工艺条件下，随着抽提温度的升高而升高，超过80℃以后对抽提腐植酸钠影响不大；

4）在相同工艺条件下，增加抽提时间对提高腐植酸钠的产量影响不大；

5) 在相同工艺条件下，减少风化煤的粒度会增加腐植酸钠的抽屉率，但是一味的减少风化煤的粒度，也会造成产品中煤渣含量增加，本研究中风化煤的粒度为80目较为合适。

1.昆明工学院矫工系腐钠科研组. “ 腐植酸钠的正交试验及其理化数据和工艺参数的测定”,1980年8月

2.上海化工学院情报编译组《化工情况》.1976年6月

3.吴仁儒. 陶瓷原料中腐植酸含量的测定.景德镇高专学报.2001.Vol.16 No.2

4.吴仁儒. 腐植酸钠的提取及提纯. 景德镇高专学报.2000.Vol.15 No.2